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Atomabsorptionsspektrometer (Flamme + Graphitrohr)

Die Atomabsorptionsspektroskopie stellt ein Teilgebiet der Analytischen Chemie dar. Die Atomabsorptionsspektroskopie wird zur qualitativen und zur quantitativen Bestimmung von chemischen Elementen eingesetzt. Bei einem Atomabsorptionsspektrometer, AAS, wird durch eine Lichtquelle Licht verschiedener Wellenlängen mit einer bestimmten Intensität emittiert. Im Strahlengang befindet sich hierbei eine Atomisierungseinheit, in der die Bestandteile einer zu untersuchenden Probe atomisiert, d. h. in die einzelnen, anregbaren Atome überführt, werden. Diese Atomisierung kann entweder durch eine Gasflamme (diese besteht aus einem Ethin / Luft oder einem Ethin / Lachgas Gemisch), in der die zu analysierende Lösung zerstäubt wird oder durch starkes Erhitzen in einem Graphitrohr erfolgen. Bei der Atomabsoprtionsspektroskopie handelt es sich um ein relatives Messverfahren. Die Extinktion wird von Kalibrierungsstandards bekannter Konzentration aufgenommen. Daraus kann im Anschluss eine Kalibrierkurve erstellt werden. Nun können Proben unbekannter Konzentration gegen diese Kalibrierung aufgenommen und somit die Konzentration bestimmt werden.

Messprinzip eines Atomabsorptionsspektrometers

Bei der Atomabsoprtionsspektroskopie wird Licht verschiedener Wellenlängen von einer Lichtquelle mit einer bestimmten Intensität emittiert. Eine Atomisierungseinheit, die sich im Strahlengang befindet, atomisiert die einzelnen Bestandteile einer Probe und überführt diese in den angeregten Zustand. Diese Atomisierung kann entweder anhand einer der bereits genannten Gasflammen oder eines Graphitrohrs erfolgen.  Bei der Atomabsorptionsspektroskopie wird nach Schwächung des Lichtstrahls seine Intensität hinter der Atomisierungseinheit gemessen und mit der des ungeschwächten Lichts verglichen. Im Anschluss daran erfolgt bei der AAS eine Detektion, wobei festgehalten wird, wie viel des eingestrahlten Lichtes einer bestimmten Wellenlänge durch das zu messende Element absorbiert worden ist. Hierbei kommt das Lambert-Beersche Gesetz zur Anwendung. Dieses besagt, dass die Konzentration des Analyten direkt proportional zur Schwächung des eingestrahlten Lichtes ist. Das angeregte Atom straht die absorbierte Lichtenergie wieder ab. Es handelt sich um die sogenannte Fluoreszenz. Es tritt jedoch eine Intensitätsschwächung des Absorptionssignals auf. Diese kann durch einen geometrischen Aspekt begründet werden. Die Fokussierung des eingestrahlten Lichts erfolgt auf einen sehr kleinen Raumwinkel, die Re-Emission dagegen als Kugelwelle über den gesamten Raumwinkel von 4 π. Es gelangt somit nur ein sehr kleiner Teil durch den Austrittsspalt. Unter Atomspektroskopie lassen sich somit spektroskopische Verfahren zusammenfassen, die zur quantitativen und qualitativen Bestimmung von Elementen eingesetzt werden können. 

Aufbau eines Atomabsorptionsspektrometers

Ein Atomabsoprtionsspektrometer setzt sich aus folgenden Bestandteilen zusammen: einer Lichtquelle, einem Zerstäuber, einer Atomisierungseinheit, einem Monochromator, einem Detektor und einer Auswerteeinheit. Bei der Lichtquelle handelt es sich entweder um eine Hohlkathodenlampe, deren Kathode aus dem Element des Analyten besteht, einer Superlampe mit einer zusätzlichen Kathode oder einer elektrodenlosen Entladungslampe. Die Atomisierung erfolgt entweder durch eine Gasflamme oder ein Graphitrohr. Der Monochromator teilt das Licht in die einzelnen jeweiligen Wellenlängen und isoliert daraus bestimmte. Heutzutage werden meist holographische Gitter eingesetzt, die das einfallende Licht beugen. Als Detektor kommt häufig ein Sekundärelektronenvervielfacher oder ein Halbleiterdetektor zur Anwendung.

Literatur

• http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Atomspektroskopie&oldid=85044962 (Abgerufen: 30.03.11).
• http://www.chemgapedia.de/vsengine/vlu/vsc/de/ch/16/anac/aasvirtmess.vlu.html (Abgerufen: 30.03.11).