Wat is atoomemissiespectroscopie?
Atomic Emission Spectroscopy (AES) is een analytische techniek die de energie van atomen in een monster meet. Centraal in deze methode staat de toevoeging van energie aan een monster om te zien wat er gebeurt met de al aanwezige atomen. Individuele elementen produceren iets andere lichtenergiebundels nadat de extra energie het atoom tijdelijk verandert. Het leesgedeelte van een atoomemissiespectroscopie-machine herkent lichtenergie afkomstig van het monster, en het computergedeelte van de machine berekent de concentraties van individuele elementen in een monster op basis van de golflengte (s) van het binnenkomende licht.
Elk element in de wereld is op zijn eenvoudigst een enkel atoom, hoewel veel in de natuur voorkomen als meerdere atomen aan elkaar geplakt of in combinatie met andere elementen. Atomen zijn kleine deeltjes die meestal kleine deeltjes hebben die protonen worden genoemd en neutronen die aan elkaar worden geplakt in een centrale kern die een kern wordt genoemd. Zelfs kleinere deeltjes, elektronen genaamd, omcirkelen de kern continu.
Elektronen bewegen op een specifieke manier rond de kern. Op een vergelijkbare manier als hoelahoepels met verschillende diameters, cirkelen de elektronen alleen in specifieke diameters, met sommige in orbitalen met kleinere diameter en sommige in grotere orbitalen. Nuttig voor atoomemissiespectroscopie kan elk elektron echter naar een hogere baan springen als voldoende omgevingsenergie aanwezig is.
Monsters voor AES-analyse bevatten vaak mengsels van elementen en verbindingen zoals bijvoorbeeld aarde. Een atoomemissiespectroscopie-machine kan echter alleen individuele atomen lezen. Wanneer een analist een monster bereidt voor AES-testen, moet hij of zij alle samengestelde moleculen opsplitsen in vrije atomen. Doorgaans verandert de analist het monster in een aerosol door energie uit bronnen zoals ovens, lasers of vonken toe te voegen.
De extra energie van de bron die het monster opbreekt, is ook de energie die op de elektronen in de monsterelementen inwerkt. Met de extra energie springen de elektronen in hogere orbitalen. Wanneer ze terugvallen nadat de energie is verdwenen, straalt de energie die ze van de bron hadden opgeslagen uit als lichtfotonen. Fotonen zijn als kleine pakketjes energie.
Elke spectroscopie-machine heeft een detector die de aanwezigheid van energie herkent en die informatie doorgeeft aan een computerprogramma dat de onbewerkte gegevens omzet in duidelijkere beschrijvingen. In het geval van een AES-machine leest de detector de aanwezigheid en intensiteit van de individuele fotonen. De intensiteit heeft betrekking op de golflengte van het licht en elk element in het monster heeft een onderscheidende reeks fotonen die specifieke golflengtemetingen zouden produceren. Aan de hand van de fotonen kan de machine dus uitzoeken welke elementen, en hoeveel van elk, aanwezig zijn in een afzonderlijk monster.
Een andere methode voor het analyseren van de elementaire samenstelling van monsters is Atomic Absorption Spectroscopy (AAS.) Dit werkt volgens dezelfde principes als AES, maar in plaats van het uitgezonden licht van een bekrachtigd monster te lezen, leest de machine de hoeveelheid lichtenergie die het monster absorbeert als een indicatie van het type en de hoeveelheid elektronen in het monster. AAS is geschikt voor gasmonsters.