Vad är atomspektroskopi?
Atomic Emission Spectroscopy (AES) är en analytisk teknik som mäter energin från atomer i ett prov. Centralt för denna metod är tillsatsen av energi till ett prov för att se vad som händer med de atomer som redan finns. Enskilda element producerar något olika ljusenergistrålar efter att den extra energin temporärt förändrar atomen. Läsardelen av en atomemissionsspektroskopimaskin känner igen ljusenergi som kommer från provet, och datordelen av maskinen beräknar koncentrationerna av enskilda element i ett prov från våglängden (erna) för det inkommande ljuset.
Varje element i världen är, på sitt enklaste, en enda atom, även om många förekommer i naturen som flera atomer fastna ihop eller i kombination med andra element. Atomer är små partiklar som vanligtvis har små partiklar som kallas protoner och neutroner fastnat i en central kärna känd som en kärna. Även mindre partiklar som kallas elektroner cirkulerar kärnan kontinuerligt.
Elektroner rör sig runt kärnan på ett specifikt sätt. På liknande sätt som hula-hoops med olika diametrar cirklar elektronerna endast i specifika diametrar, med några i orbitaler med mindre diameter och några i större orbitaler. Användbart för atomutsläppsspektroskopi kan emellertid varje elektron hoppa till en högre omlopp om tillräckligt med miljöenergi finns.
Prover för AES-analys innehåller ofta blandningar av element och föreningar som t.ex. jord. En atomspektroskopimaskin kan emellertid bara läsa enskilda atomer. Därför, när en analytiker förbereder ett prov för AES-testning, måste han eller hon bryta upp alla sammansatta molekyler i fria atomer. Typiskt förvandlar analytikern provet till en aerosol genom att lägga till energi från källor som ugnar, lasrar eller gnistor.
Den extra energin från källan som bryter upp provet är också energin som verkar på elektronerna i provelementen. Med den extra energin hoppar elektronerna upp i högre orbitaler. När de faller tillbaka efter att energin har sänkt ut, avger energin som de hade lagrat från källan som ljusfotoner. Fotoner är som små energipaket.
Varje spektroskopimaskin har en detektor som känner igen närvaron av energi och överför informationen till ett datorprogram som konverterar rådata till tydligare beskrivningar. I fallet med en AES-maskin läser detektorn närvaron och intensiteten hos de enskilda fotonerna. Intensiteten avser ljusvåglängd, och varje element som finns i provet har en distinkt mängd fotoner som skulle ge specifika våglängdsavläsningar. Från fotonerna kan därför maskinen räkna ut vilka element och hur mycket av var och en som finns i ett enskilt prov.
En annan metod för analys av elementär sammansättning av prover är Atomic Absorption Spectroscopy (AAS.) Detta fungerar enligt samma principer som AES, men istället för att läsa det utsända ljuset från ett energiprov, läser maskinen mängden ljusenergi som provet absorberar som en indikation av typen och mängden elektroner i provet. AAS är lämplig för gasprover.