Was ist Flammenemissionsspektroskopie?
Die Flammenemissionsspektroskopie ist eine chemische Analysetechnik, bei der die Energie untersucht wird, die abgegeben wird, wenn angeregte Atome in den Grundzustand zurückkehren. Mit verschiedenen Elementen verbundene Atome haben ihre eigenen unterschiedlichen spektralen Signaturen, die mit einem hochempfindlichen Detektor identifiziert werden können. Diese Methode der Materialanalyse ist destruktiv, kann jedoch wichtige Informationen über die Bestandteile einer unbekannten Probe einer Verbindung oder Lösung liefern.
Der erste Schritt ist die Aerosolisierung der Probe. Um dies zu erreichen, kann ein feiner Sprühnebel des Probenmaterials durch eine Flamme gepumpt werden, wo die Wärme die Atome erregt und sie in einen Grundzustand zurückfallen lässt. Dies führt zu Energieverlusten und einer charakteristischen Energieemission. Ein Detektor registriert die Wellenlängen des emittierten Lichts und zeichnet sie zum Nutzen des Bedieners auf. Diese Informationen können gedruckt und digital in einer Datei gespeichert werden.
Einige Verbindungen weisen sehr charakteristische Signaturen auf, die mit bloßem Auge in der Flammenemissionsspektroskopie sichtbar sein können, insbesondere wenn die Probe groß ist. Anstelle der Aerosolisierung muss der Techniker bei einigen Testmethoden eine kleine Probe in einen Halter legen, der in die Flamme eingelegt werden kann, was zu einer sehr merklichen Emission führt. Kupfer brennt zum Beispiel hellgrün bis blau, je nachdem, welche Verunreinigungen vorhanden sind. Chemieprofessoren können solche erkennbaren Verbindungen in Vorführungen im Klassenzimmer verwenden, um den Schülern die Funktionsweise des Verfahrens zu zeigen und die unterschiedlichen spektralen Emissionen verschiedener Elemente zu veranschaulichen.
Unterschiede zwischen anderen Verbindungen können subtiler sein, insbesondere wenn mehrere Elemente in einer Probe vorhanden sind. Das Flammenemissionsspektroskopieverfahren vergrößert die Emission und ermöglicht es dem Bediener, sie nach Belieben zu überprüfen, um sie mit bekannten Proben abzugleichen. Menschen können nach bestimmten Lichtbändern suchen, die ein Hinweis auf das Vorhandensein bestimmter Elemente sein können. Automatisierte Computersysteme können diesen Abgleich auch selbst durchführen und eine Liste der wahrscheinlichen Kandidaten an den Benutzer zurückgeben.
Diagramme der Ergebnisse der Flammenemissionsspektroskopie stehen zum Vergleich mit den zu analysierenden Proben zur Verfügung. Diese können auch zur Gerätekalibrierung verwendet werden. Zur Kalibrierung entnimmt der Techniker eine bekannte Probe und unterzieht sie dem Prozess, wobei er das Endergebnis mit dem Diagramm vergleicht. Wenn die Emissionen nicht übereinstimmen, liegt möglicherweise ein Problem mit dem Gerät vor. Das Flammenemissionsspektroskopie-Gerät muss möglicherweise gewartet, gereinigt oder sonstigen Arbeiten unterzogen werden, damit es ordnungsgemäß funktioniert und gültige Ergebnisse für den Benutzer liefert.