physikalische Grundlagen
Je größer die Wellenlänge des Lichtes desto geringer die Energie
Messung fehlender Frequenzen sind Elementspezifisch
-> (Unterscheidung an Scalen und anzahl Valenzenelktronen)
Formeln und Erklärungen siehe Zusammmenfassung
Frequenzen
- Radiofrequenz 5-8
- Mikrowelle 9-10
- Infrarot 11-13
- Sichtbar 14 (700-420nm)
- UV inkl im Vakuum 15-17
- Gamma 18-21
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! alle Angaben als log(Frequenz) !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
Möglichkeiten Elektronenanregung plus Folgen
- elektromagnetische Strahlung
- Teilchenbeschuss
- Thermische Energie
Folgen
- Absorbtion
- Emission
- Abgabe Teilchen
- Thermische Deaktivierung (Moleküle ausschließlich)
Wechselwirkungen elektromagnetische Strahlung Materie
- Keine
- Absorbtion mit strahlungsloser Deaktivierung
- Absorbtion mit anschließender Emission
- Reflexion/Streueung
Wechselwirkungen Licht Materie
Abhängig von
- Anzahl Teilchen im Strahlengang
- Länge Lichtweg durch die Probe
- Wahrscheinlichkeit Photonenabsorbtion mit anschließendem Elektronenübergang
Hohlkathodenlampe
Mechanismus
Spannung wird angelegt
glimmentladung Gasionen (Meist Ar oder Ne) schlagen Atome aus Probe Atome der Probe werden angeregt -> Emission wird gemessen
genauer Zusammenfassung !
Quarzfenster wegen Eigenschaften
- Durchlässigkeit für Infrarot- bis Ultraviolettstrahlung (ca. 170-5.000 nm Wellenlänge)
- Geringer thermischer Ausdehnungskoeffizient und hohe Temperaturwechselbeständigkeit
- Hohe chemische Beständigkeit: Ausnahme Flusssäure und heißer Phosphorsäure von keiner Säure angegriffen; verhält sich gegenüber vielen anderen Stoffen neutral.
- hohe Durchschlagsfestigkeit gutes Isolationsmaterial in elektrotechnischen Bauteilen
- Die Erweichungstemperatur liegt deutlich höher als die von anderen Gläsern.
Photomultiplier
Photon schlägt Elektron aus Photonenkathodenschicht die pro dynode verdoppelt werden, Messung der Stromstärke ermöglicht Rückrechnung auf Stärke des Lichtes
Monochromator
Erzeugung von monochromatischem Licht (nur eine wellenlänge) aus polychromatischem Licht
AAS schematischer Aufbau
AAS Atomabsorbtionsspektrometrie
(=OES Optical Emission spectriometry )
FAAS
Emissionsquelle schmatischer Aufbau
FAAS
Aufbau Zerstäuber und Brennkammer
FAAS die Flamme
Flamme bewirkt
- Atomisierung
- Ionisation bereits gebildeter Atome (unerwünscht)
- Bildung neuer verbindungen (unerwünscht)
Anforderungen
- hohe T =>keine Ionisation
- optische Transparenz keine eigenemission im betrachteten Bereich
- langsame Brenngeschwindigkeit (laminar)
abhängig von Element
Wichtigsten Flammen
Acetylen/Luft 2300°C
+ Bestimmung leicht atomatisierbarer Elemente
- Oxidansüberschuss (stabile Oxide nicht bestimmbar
0 typische Elemente Alkali Erdalkali Cd Fe Ni Cu Pb
Acetylen/Lachgas 2750°C
+Bestimmung schwer atomatisierbarer Elemente (stabile Oxide bildende)
0 typische Elemente V W Si Al Zr
FAAS Störrungen chemisch und physikalisch
Chem
- Bildung von Elementen => beeinflusst Atomisierungsrate
- Bildung von Oxiden => Verdampfungsstörrungen
- organischer Anteil => Ruß &Beeinflusstung Temp Flamme
physikalisch
- Eigenschaften Kalibrier Lsg =/= Probe (Viskosität Dichte usw.)
- Beeinflussung Aerosoltröpfchengröße
- T Verdampfung und T Atomisierung unterschidlich
- Unterschiedliche Ansaugeraten
Erkennen duch aufstellen Wiederfindungsfunktion
Lösung Standardadditionsverfahren oder Klaibirierung mit gleichem Medium
FAAS Korrekturen
- Verdampfungsstörungen: La/Sr Überschuss erzeugen
- organische Lösungsmittle Standardsadditionsverfahren
- Bildung Oxide: Acetylen/Lachgasflamme
FAAS Nachteile
- geringe Probenausnutzung
- geringe Verweilzeit der Atome im Strahlendurchgang (begrenzte Empfindlichkeit)
- großer Probenbedarf (2-3 ml pro Messung)
- keine Feststoffananlyse
Phasen GFAAS
- Trocknen
- Veraschen
- Messen
- Reinigen
GFAAS Aufbau
Graphite Furnance AAS (=ETAAS Electro Thermal AAS)
GFAAS Vorteile Nachteile
Vorteile
- feste & flüssige Proben
- geringe Nachweisgrenze (20-100µl)
- Abtrennung störrender Begleitsubstanzen vor Atomisierung
Nachteile
- keine kontinuierliche Messung
- Carbidbildung
- Interkallation in Graphit (bsp. Li K)
- begrenzte Lebensdauer
HGAAS
Hybrid Generation AAS
für Elemente die flüchtige Hybride bilden
As Bi Ge Se Te Sb Sn (für Hg As Bi geringe Nachweisgrenze)
Verbessrung Nachweisgrenze
Irridiumsalz Lsg in graphitofen pipetieren und >2000°C erhitzen (Kathalysator Hybridzersetzung)
CVAAS
Cold Vapor AAS
Aufbau enspricht HGAAS
Anregung durch Hg-Entladungslampe statt HKL
