Wat is een absorptiespectrofotometer?
Een absorptiespectrofotometer is een analytisch instrument dat wordt gebruikt voor het bepalen van de hoeveelheid van een element in een monster. Het is gebaseerd op het feit dat elementen licht met een bepaalde frequentie binnen het lichtspectrum zullen absorberen. Wanneer een atoom zich in de laagste energie- of grondtoestand bevindt, kan het een lichtfoton met een specifieke frequentie absorberen en naar een hogere energietoestand springen met behulp van de energie van het foton. Het is dus mogelijk om het element in een monster te detecteren en de aanwezige hoeveelheid te bepalen door de hoeveelheid licht van de relevante frequentie te meten die door het monster wordt geabsorbeerd. Deze techniek wordt veel gebruikt in de scheikunde voor elementaire analyse.
De typische componenten van een absorptiespectrofotometer omvatten een lichtbron; een kamer of cel waarin het monster wordt blootgesteld aan het licht; een monochromator, een apparaat waarmee de gewenste frequentie kan worden geselecteerd en geïsoleerd; en een detector die de intensiteit van het licht op die frequentie meet. Omdat de hoeveelheid licht die op deze frequentie wordt geabsorbeerd evenredig is met de concentratie van het element, kan de hoeveelheid aanwezig element worden berekend. De gegevens kunnen op een scherm worden weergegeven en / of elektronisch worden opgeslagen.
De lichtbron voor een absorptiespectrofotometer zendt normaal licht uit met de specifieke frequentie die wordt geabsorbeerd door het element waarvoor de test wordt uitgevoerd. Omdat de absorptiefrequentie van een element hetzelfde is als zijn emissiefrequentie, kan de bron dat element gebruiken om licht van de vereiste frequentie te produceren. Dit kan worden bereikt door een elektrische ontlading in een inerte atmosfeer, waarbij het element als kathode wordt gebruikt. Normaal gesproken zijn verschillende lichtbronnen vereist om op verschillende elementen te testen, maar in sommige gevallen wordt een kathode met meerdere elementen gebruikt om gelijktijdig op deze elementen te testen.
In het meest gebruikte type absorptiespectrofotometer wordt het monster - meestal een oplossing - omgezet in een aerosol en geïntroduceerd in een hete vlam, die alle ionen van het element van interesse omzet in atomen in hun grondtoestand, zodat ze absorberen licht. Het type vlam dat wordt gebruikt, hangt af van het betreffende element. Voor veel elementen wordt een zuurstof-acetyleenvlam gebruikt; sommige metalen kunnen echter oxiden vormen als er voldoende zuurstof in de vlam aanwezig is. In deze gevallen kan een niet-oxiderende vlam worden gebruikt. Andere methoden omvatten het gebruik van een grafietoven om het monster tot een hoge temperatuur te verwarmen en het monster elektrisch te verwarmen in een dunne koolstofstaaf.
Er is een breed scala aan toepassingen voor de absorptiespectrofotometer. Een veel voorkomende toepassing in de geologie is het vaststellen van het gehalte aan verschillende metalen in een mineraalmonster. Op het gebied van milieubescherming kan dit instrument worden gebruikt om niveaus van toxische elementen in industrieel afvalwater, rivierwater en grondwater te controleren of om niveaus van giftige zware metalen in vissen te bepalen. Evenzo kan het worden gebruikt om niveaus van verschillende elementen in bloedmonsters te controleren - bijvoorbeeld essentiële elementen zoals natrium, calcium en magnesium, evenals toxische elementen.