Hvad er et absorptionsspektrofotometer?
Et absorptionsspektrofotometer er et analytisk instrument, der bruges til at bestemme mængden af et element, der er til stede i en prøve. Det er afhængig af det faktum, at elementer absorberer lys med en bestemt frekvens inden for lysspektret. Når et atom er på sin laveste energi - eller jordtilstand, kan det absorbere en foton af lys med en bestemt frekvens og hoppe til en højere energitilstand ved hjælp af energien fra fotonen. Det er således muligt at detektere elementet i en prøve og bestemme den tilstedeværende mængde ved at måle lysmængden af den relevante frekvens, der absorberes af prøven. Denne teknik er vidt brugt i kemi til elementær analyse.
De typiske komponenter i et absorptionsspektrofotometer inkluderer en lyskilde; et kammer eller en celle, hvor prøven udsættes for lyset; en monokromator, som er en anordning, der gør det muligt at vælge og isolere frekvensen af interesse; og en detektor, der måler lysets intensitet ved denne frekvens. Da mængden af lys, der absorberes ved denne frekvens, er proportional med koncentrationen af elementet, kan mængden af det tilstedeværende element beregnes. Dataene kan vises på en skærm og / eller gemmes elektronisk.
Lyskilden til et absorptionsspektrofotometer udsender normalt lys ved den specifikke frekvens, der absorberes af det element, som testen udføres for. Da absorptionsfrekvensen for et element er den samme som dets emissionsfrekvens, kan kilden bruge dette element til at producere lys med den krævede frekvens. Dette kan opnås ved en elektrisk udladning i en inert atmosfære ved at bruge elementet som katode. Normalt kræves forskellige lyskilder for at teste for forskellige elementer, men i nogle tilfælde bruges en katode, der indeholder flere elementer, for at tillade samtidig test af disse elementer.
I den hyppigst anvendte type absorptionsspektrofotometer omdannes prøven - normalt en opløsning - til en aerosol og indføres i en varm flamme, som konverterer alle ioner af det interesserede element til atomer i deres jordtilstand, så de vil absorbere lys. Den anvendte flamme afhænger af det interessante element. For mange elementer anvendes en oxygen-acetylenflamme; nogle metaller kan dog danne oxider, hvis der er tilstrækkelig ilt til stede i flammen. I disse tilfælde kan en ikke-oxiderende flamme anvendes. Andre metoder inkluderer anvendelse af en grafitovn til opvarmning af prøven til en høj temperatur og opvarmning af prøven elektrisk i en tynd kulstofstang.
Der er en lang række anvendelser til absorptionsspektrofotometer. En almindelig anvendelse inden for geologi er at fastlægge indholdet af forskellige metaller i en mineralprøve. Inden for miljøbeskyttelse kan dette instrument bruges til at kontrollere niveauer af giftige elementer i industrielt spildevand, flodvand og grundvand eller til at bestemme niveauer af giftige tungmetaller i fisk. Tilsvarende kan det bruges til at kontrollere niveauer af forskellige elementer i blodprøver - for eksempel essentielle elementer som natrium, calcium og magnesium såvel som giftige elementer.