Co to jest spektrofotometr absorpcyjny?
Spektrofotometr absorpcyjny jest instrumentem analitycznym stosowanym do określania ilości pierwiastka obecnego w próbce. Polega on na tym, że pierwiastki będą absorbować światło o określonej częstotliwości w widmie światła. Kiedy atom znajduje się w najniższym stanie energetycznym - lub podstawowym -, może pochłonąć foton światła o określonej częstotliwości i skoczyć do wyższego stanu energetycznego, wykorzystując energię z fotonu. W ten sposób można wykryć pierwiastek w próbce i określić obecną ilość, mierząc ilość światła o odpowiedniej częstotliwości, która jest absorbowana przez próbkę. Ta technika jest szeroko stosowana w chemii do analizy elementarnej.
Typowe elementy spektrofotometru absorpcyjnego obejmują źródło światła; komora lub komórka, w której próbka jest wystawiona na działanie światła; monochromator, który jest urządzeniem, które pozwala na wybór i izolację częstotliwości będącej przedmiotem zainteresowania; oraz detektor, który mierzy natężenie światła przy tej częstotliwości. Ponieważ ilość światła pochłaniana przy tej częstotliwości jest proporcjonalna do stężenia pierwiastka, ilość obecnego pierwiastka można obliczyć. Dane mogą być wyświetlane na ekranie i / lub przechowywane elektronicznie.
Źródło światła dla spektrofotometru absorpcyjnego zwykle emituje światło o określonej częstotliwości pochłoniętej przez element, dla którego przeprowadza się badanie. Ponieważ częstotliwość absorpcji elementu jest taka sama, jak jego częstotliwość emisji, źródło może wykorzystać ten element do wytworzenia światła o wymaganej częstotliwości. Można to osiągnąć przez wyładowanie elektryczne w obojętnej atmosferze, wykorzystując element jako katodę. Zwykle do testowania różnych elementów wymagane są różne źródła światła, ale w niektórych przypadkach stosuje się katodę zawierającą kilka elementów, aby umożliwić jednoczesne testowanie tych elementów.
W najczęściej stosowanym typie spektrofotometru absorpcyjnego próbka - zwykle roztwór - jest przekształcana w aerozol i wprowadzana do gorącego płomienia, który przekształca wszelkie jony pierwiastka będącego przedmiotem zainteresowania w atomy w stanie podstawowym, dzięki czemu będą absorbować lekki. Rodzaj zastosowanego płomienia zależy od elementu będącego przedmiotem zainteresowania. W przypadku wielu pierwiastków stosuje się płomień tlenowo-acetylenowy; jednak niektóre metale mogą tworzyć tlenki, jeśli w płomieniu jest wystarczająca ilość tlenu. W takich przypadkach można zastosować płomień nieutleniający. Inne metody obejmują zastosowanie pieca grafitowego do podgrzania próbki do wysokiej temperatury i podgrzanie próbki elektrycznie w cienkim węglowym pręcie.
Spektrofotometr absorpcyjny ma szeroki zakres zastosowań. Powszechnym zastosowaniem w geologii jest ustalanie zawartości różnych metali w próbce minerału. W dziedzinie ochrony środowiska przyrząd ten może być wykorzystywany do sprawdzania poziomu toksycznych pierwiastków w ściekach przemysłowych, wodach rzecznych i gruntowych lub do określania poziomów toksycznych metali ciężkich u ryb. Podobnie można go stosować do sprawdzania poziomu różnych pierwiastków w próbkach krwi - na przykład niezbędnych pierwiastków, takich jak sód, wapń i magnez, a także pierwiastków toksycznych.