Что такое абсорбционный спектрофотометр?

Абсорбционный спектрофотометр - это аналитический прибор, используемый для определения количества элемента, присутствующего в образце. Он основан на том факте, что элементы будут поглощать свет с определенной частотой в пределах светового спектра. Когда атом находится в своем самом низком энергетическом или основном состоянии, он может поглощать фотон света с определенной частотой и переходить в более высокое энергетическое состояние, используя энергию фотона. Таким образом, можно обнаружить элемент в образце и определить имеющееся количество путем измерения количества света соответствующей частоты, которое поглощается образцом. Этот метод широко используется в химии для элементного анализа.

Типичные компоненты абсорбционного спектрофотометра включают источник света; камера или ячейка, в которой образец подвергается воздействию света; монохроматор, который представляет собой устройство, позволяющее выбирать и изолировать интересующую частоту; и детектор, который измеряет интенсивность света на этой частоте. Поскольку количество света, поглощенного на этой частоте, пропорционально концентрации элемента, количество присутствующего элемента может быть рассчитано. Данные могут отображаться на экране и / или храниться в электронном виде.

Источник света для абсорбционного спектрофотометра обычно излучает свет с определенной частотой, поглощенной элементом, для которого проводится испытание. Поскольку частота поглощения элемента совпадает с частотой его излучения, источник может использовать этот элемент для получения света требуемой частоты. Это может быть достигнуто электрическим разрядом в инертной атмосфере с использованием элемента в качестве катода. Обычно для проверки разных элементов требуются разные источники света, но в некоторых случаях используется катод, содержащий несколько элементов, чтобы обеспечить одновременное тестирование этих элементов.

В наиболее часто используемом типе абсорбционного спектрофотометра образец - обычно раствор - превращается в аэрозоль и вводится в горячее пламя, которое превращает любые ионы интересующего элемента в атомы в их основном состоянии, чтобы они могли поглощать легкий. Тип используемого пламени зависит от элемента интереса. Для многих элементов используется кислородно-ацетиленовое пламя; однако некоторые металлы могут образовывать оксиды, если в пламени присутствует достаточное количество кислорода. В этих случаях можно использовать неокисляющее пламя. Другие способы включают использование графитовой печи для нагревания образца до высокой температуры и нагревание образца электрически в тонком углеродном стержне.

Существует широкий спектр применения абсорбционного спектрофотометра. Обычное применение в геологии - определение содержания различных металлов в пробе минералов. В области охраны окружающей среды этот прибор может использоваться для проверки уровня токсичных элементов в промышленных сточных водах, речной и подземной воде или для определения уровня токсичных тяжелых металлов в рыбе. Точно так же его можно использовать для проверки уровня различных элементов в образцах крови - например, таких важных элементов, как натрий, кальций и магний, а также токсичных элементов.