Hvad er atomemissionsspektroskopi?
Atomic Emission Spectroscopy (AES) er en analytisk teknik, der måler atomenergien i en prøve. Det centrale i denne metode er tilføjelse af energi til en prøve for at se, hvad der sker med de allerede tilstedeværende atomer. Individuelle elementer producerer lidt forskellige lysenergi-stråler, efter at den ekstra energi midlertidigt ændrer atomet. Læserdelen af en atomemissionsspektroskopimaskine genkender lysenergi, der kommer fra prøven, og computerens computerdel beregner koncentrationerne af individuelle elementer i en prøve ud fra bølgelængden (e) for det indkommende lys.
Hvert element i verden er på sit enkleste et enkelt atom, skønt mange forekommer i naturen som flere atomer, der sidder sammen eller i kombination med andre elementer. Atomer er små partikler, der typisk har små partikler kaldet protoner og neutroner, der sidder sammen i en central kerne kendt som en kerne. Selv mindre partikler kaldet elektroner cirkler kernen kontinuerligt.
Elektroner bevæger sig omkring kernen på en bestemt måde. På lignende måde som hula-bøjler med forskellige diametre cirkeler elektronerne kun i specifikke diametre, med nogle i orbitaler med mindre diameter og nogle i større orbitaler. Nyttigt til atomemissionsspektroskopi kan hver elektron imidlertid hoppe til en højere orbital, hvis der er tilstrækkelig miljøenergi til stede.
Prøver til AES-analyse indeholder ofte blandinger af elementer og forbindelser som f.eks. Jord. En atomemissionsspektroskopimaskine kan imidlertid kun læse individuelle atomer. Derfor, når en analytiker forbereder en prøve til AES-test, er han eller hun nødt til at opbryde alle forbindelsesmolekyler i frie atomer. Typisk forvandler analytikeren prøven til en aerosol ved at tilføje energi fra kilder som ovne, lasere eller gnister.
Den ekstra energi fra kilden, der nedbryder prøven, er også den energi, der virker på elektronerne i prøveelementerne. Med den ekstra energi springer elektronerne op i højere orbitaler. Når de falder ned igen, efter at energien er spredt, udsendes den energi, de havde opbevaret fra kilden, som lysfotoner. Fotoner er som små energipakker.
Hver spektroskopimaskine har en detektor, der genkender tilstedeværelsen af energi og videregiver denne information til et computerprogram, der konverterer rådataene til klarere beskrivelser. I tilfælde af en AES-maskine læser detektor tilstedeværelsen og intensiteten af de individuelle fotoner. Intensitet angår lysbølgelængde, og hvert element, der er til stede i prøven, har en markant række fotoner, der ville frembringe specifikke bølgelængdemålinger. Fra fotonerne kan maskinen derfor finde ud af, hvilke elementer, og hvor meget af hver, der er til stede i en individuel prøve.
En anden metode til analyse af elementersammensætning af prøver er Atomic Absorption Spectroscopy (AAS.) Dette fungerer på de samme principper som AES, men i stedet for at læse det udsendte lys fra en aktiveret prøve, læser maskinen den mængde lysenergi, som prøven optager som en indikation af typen og mængden af elektroner i prøven. AAS er velegnet til gasprøver.