Атомно-абсорбционная спектроскопия

Атомно-абсорбционная спектроскопия
Основана на поглощении излучения оптического диапазона свободными атомами
В АЭС аналитический сигнал обусловлен переходом электрона с возбужденного энергетического уровня на нижележащий уровень с испусканием кванта электромагнитного излучения,
в ААС измеряется ослабление светового потока, связанного с поглощением кванта и переходом атома на возбужденный уровень:
М* → M + hν (эмиссия)
M +hν → M* (абсорбция)

И в эмиссионных, и в абсорбционных методах спектрального анализа о концентрациях определяемого элемента судят по интенсивности электромагнитного излучения.
АЭС - измеряется световой поток, испускаемый атомным паром
ААС - на приемник излучения поступает световой поток, излучаемый специальным источником, интенсивность которого ослабевает при прохождении через атомный пар

Атомизатор в пламенной ААС
Пламя имеет форму вытянутой узкой щели, тем самым обеспечивается большая длина оптического пути, что приводит к увеличению аналитического сигнала
Достоинство – высокая стабильность
Недостаток – низкая эффективность атомизации (проба находится в пламени короткое время)

Преимущества электротермического способа атомизации
Повышение чувствительности
Уменьшение объема пробы
Диссоциация устойчивых оксидов многих элементов
Повышение селективности – в ходе анализа из пробы удаляются компоненты матрицы
Возможность анализа твердых образцов

Изобретатель Львов

Лампы с полым катодом

Устройство
Два электрода — катод и анод
Катод из чистого металла
При подаче напряжения ионы газа-буфера бомбардируют поверхность катода, выбивая из него атомы металла в газовую фазу

За счет столкновений с другими атомами они переходят в возбужденное состояние. При релаксации - процесс излучения
Спектр излучения лампы с полым катодом — это атомный спектр материала катода, из которого выделяется одна наиболее интенсивная линия, используемая для АА определения

Помехи в ААС
Коррекция фонового поглощения основана на эффекте Зеемана (расщепление линий атомных спектров в магнитном поле)
При наложении магнитного поля линии испускания и поглощения свободных атомов смещаются, а положение полос поглощения фона остаются практически без изменения (можно найти исправленное значение оптической плотности по разности)
Неполнота атомизации и ионизации
Устранение – регулирование температурного режима атомизации и применение модификаторов матрицы (спектроскопических буферов)
Озоление пробы – удаление легколетучих компонентов (например, органической матрицы)

Метрологические характеристики ААС
ПрО 10-9 - 10-7% (электротермический вариант)
Чувствительнее, чем АЭС
Диапазон определяемых содержаний 1-2 порядка
Воспроизводимость:
0,005-0,05 (пламенная атомизация)
0,02-0,10 (электротермическая)
Селективность выше, чем в АЭС
Недостаток метода – трудность осуществления многоэлементного анализа
Качественный анализ?