Che cos'è uno spettrofotometro a fiamma?
Uno spettrofotometro a fiamma, noto anche come spettrofotometro a emissione atomica, è un dispositivo per misurare la luce quando interagisce o viene emesso dagli atomi per determinare la composizione chimica delle sostanze. Le onde luminose vengono misurate quando vengono assorbite da un atomo mentre aggiunge energia e spinge gli elettroni in un guscio di energia superiore, oppure viene misurata la luce che viene emessa quando questi elettroni eccitati ritornano in un guscio di energia inferiore. La spettroscopia può essere utilizzata per determinare la quantità di elementi presenti essenzialmente in qualsiasi sostanza, ma funziona meglio per metalli come sodio, potassio e rame. Questo perché i metalli sono facilmente eccitati verso stati energetici più elevati con una bassa temperatura nell'analisi dello spettrofotometro di fiamma.
Uno spettrometro ad assorbimento atomico funziona solo con luce visibile. Uno spettrofotometro a fiamma può bombardare un atomo con luce ultravioletta, tuttavia, se la spettroscopia a fluorescenza viene utilizzata anche per esaminare composizioni atomiche. Queste lunghezze d'onda della luce possono essere direttamente correlate ai cambiamenti negli stati energetici degli elettroni del guscio esterno negli atomi. Altri tipi di spettroscopia, come lo studio delle emissioni di raggi X, vengono utilizzati per esaminare i cambiamenti negli stati energetici degli elettroni nei gusci energetici interni delle strutture atomiche. I composti molecolari hanno anche stati rotazionali unici tra gli atomi coinvolti, che portano alle emissioni di spettroscopia nelle bande a microonde per il loro studio.
L'intensità della luce in uno spettrofotometro di fiamma è direttamente correlata alla quantità di un elemento presente in un campione. I colori delle emissioni o le linee spettrali sono abbastanza distinti da poter distinguere facilmente gli elementi gli uni dagli altri. Il processo che uno spettrofotometro di fiamma utilizza per i campioni elementali è considerato così preciso da poter misurare quantità di un elemento fino a parti per milione in un campione.
Le apparecchiature progettate per eseguire l'analisi dello spettrofotometro di fiamma sono considerate costruite su strumenti abbastanza semplici. La temperatura richiesta per fornire l'eccitazione atomica, tuttavia, è alta e di solito viene fatta bruciando acetilene o propano tra 3.632 ° e 5.432 ° Fahrenheit (tra 2.000 ° e 3.000 ° Celsius). La luce emessa dal campione viene fatta passare attraverso i filtri ottici per l'analisi. Inoltre è incanalato in modo da avere un impatto con un rivelatore fotomoltiplicatore che lo converte in un segnale elettrico per registrare l'intensità della luce per le misurazioni della concentrazione elementare.
Gli spettrofotometri sono macchine da laboratorio diffuse utilizzate nella ricerca clinica o per determinare la presenza di metalli nei campioni ambientali. Il loro principale svantaggio è che richiedono una calibrazione precisa rispetto a campioni consolidati per produrre letture affidabili, specialmente con miscele di campioni complicate. La storia del processo di spettroscopia può essere fatta risalire allo studio della lente di Aristofane nel 423 a.C. Fu solo nel 1800 che la legge di base dell'assorbimento atomico fu quantificata e rese possibile costruire macchine basate sull'effetto spettrofotometro di fiamma, che afferma che la materia assorbe la luce alla stessa lunghezza d'onda che emette luce.