Mi az AAS/Atomabszorpciós spektroszkópia?

Az atomabszorpciós spektroszkópia egy műszeres analitikai technika a fémek gyors nyomelemzésére.Az elemekre jellemző hullámhosszú fény elnyelésén alapul, amelyet a láng vagy elektrotermikus grafitkemencében az alapállapotú atomok végeznek.

Nagyon széles körben alkalmazzák a talajokban, tavakban, folyókban, óceánokban és ivóvízben, gyógyszerekben, élelmiszerekben és italokban, geológiai és ásványtani mintákban, kőolajtermékekben, biológiai folyadékokban és mintákban, valamint törvényszéki elemzésekben található nyomfémek elemzésére. A grafitkemencés porlasztás alkalmazásakor általában ppm-szintű eredményeket kapunk, a ppb-szinteknél pedig nagyobb érzékenységű eredményeket.

Miért ne kezdjük egy rövid videóval?

Egy illusztrált videó bemutatja, hogy milyen változások mennek végbe, amikor egy nyomfémet tartalmazó mintát lángba szívunk. Az ilyen fizikai változásokat az alapállapotú atomok fényelnyelésének változása kíséri, és az abszorpciós jel mérése mennyiségi becslésekhez a videóban illusztrálva van.

Az atomabszorpciós spektroszkópia felhasználási területei

Az atomabszorpciós spektroszkópia költséghatékony, életképes megoldásokat kínál a fémek nyomelemzéséhez a természetes és mesterséges anyagok teljes skáláján, például geológiai mintákban, környezeti mintákban, biológiai mintákban, mezőgazdasági termékekben és talajokban, gyógyszerekben, élelmiszerekben és ivóvízben.

A technika a sebesség, az érzékenység és a pontosság előnyeit nyújtja a klasszikus gravimetriai módszerekkel szemben. Az olyan tartozékok bevezetése, mint a grafitkemence, az áramlásos injektálásos analízis és a mátrixinterferenciák elnyomásának javítása tovább javította az analitok érzékenységét és szelektivitását komplex mátrixokban.

Az atomabszorpciós spektroszkópia alkalmazásai a környezetvédelem, ivóvíz, bányászat és ásványtan, oceanográfiai vizsgálatok, talajok, gyógyszerek, élelmiszerek, játékok, törvényszéki vizsgálatok területén nagy jelentőségűek.

A lista végtelen, és a nyomfémek jelenléte vagy hiánya olyan tényező, amelyet nem lehet figyelmen kívül hagyni az anyagok tulajdonságainak értékelésénél vagy az emberi egészséggel és biztonsággal kapcsolatos aggályoknál.

A nyomfémek elemzésére használt kémiai technikák az egyszerű gravimetrikus módszerektől a rendkívül kifinomult, időtakarékos műszeres technikákig fejlődtek. Az atomabszorpciós spektroszkópia népszerű technika, amely mérsékelt beruházással és megfizethető működési költséggel jár.

Ezek a tulajdonságok, valamint az eredmények nagyfokú pontossága és precizitása hozzájárult ahhoz, hogy az atomabszorpciós spektrométerek világszerte széles körben elterjedtek a főiskolai laboratóriumokban, ipari laboratóriumokban és a szabályozó hatóságok laboratóriumaiban.

Az atomabszorpciós spektroszkópia elve

Az atomabszorpciós spektroszkópia (AAS) azon az elven alapul, hogy az alapállapotban lévő szabad atomok képesek egy bizonyos hullámhosszúságú fényt elnyelni. Ezek a nagyon specifikus hullámhosszok kiváló specificitást és kimutatási határokat biztosítanak a technikának az AAS-analízis során. Az egyes elemek elnyelése specifikus, más elemek nem nyelik el ezt a hullámhosszt. Az AAS tipikus alkalmazásai közé tartoznak –

• Kvantitatív fémkoncentrációk oldatban
• Festékben lévő ólom elemzése
• Fémnyomok nyomon követése ipari szennyvízáramokban
• Fémnyomelemek termékekben/nyersanyagokban ICP-vel együtt.MS
• Adalékanyagok és tisztaság elemzése acélokban és más fémötvözetekben
• Kis szennyeződések elemzése

A nyomfémek kimutatására és mennyiségi becslésére különböző típusú mátrixokban számos analitikai technikát alkalmaztak. A gravimetrián és titrimetrián alapuló klasszikus technikák jó pontosságot biztosítottak, de időigényesek voltak.

A nagy sebességű analízis iránti növekvő igény olyan műszeres módszerek bevezetéséhez vezetett, mint az ionszelektív elektródák, az UV-VIS spektroszkópiai technikák, az atomabszorpciós spektroszkópia, az ICP – OES és az ICP – MS. A technika kiválasztása a kívánt kimutatási szintektől, a rendelkezésre álló minta mennyiségétől és legfőképpen a rendelkezésre álló költségvetéstől függ. A témával bizonyos mértékig foglalkozik a Melyik elemanalitikai technika a megfelelő számomra című cikk.

Az atomabszorpciós spektroszkópia egy mérsékelt árú műszeres analitikai technika, amely nagyfokú pontosságot és precizitást biztosít az eredményekben. Nagy elemzési teljesítménye miatt méltó helyet foglal el egyetemi laboratóriumokban, szennyezésellenőrző laboratóriumokban és ipari minőségellenőrző laboratóriumokban.

A jelen cikk néhány olyan területet emel ki, ahol az atomabszorpciós spektrométerrel való munka ismerete előnyösnek bizonyul a szakmai fejlődés fokozásában.

Ha Ön a cikkben tárgyalt tevékenységek vagy területek valamelyikén tevékenykedik, vagy ilyen területeken kíván leszállni, akkor az ezzel a technikával kapcsolatos ismereteinek és technikai készségeinek korszerűsítésével nyerhet.

Az atomabszorpciós spektroszkópia alkalmazásai

Bányászat és geológia – Az ásványok és kőzetek elemi összetétele értékes információkat nyújt a feltárt területeken folytatott bányászati tevékenységek kereskedelmi megvalósíthatóságáról. A bányászat után az ércek és ásványok összetételét a finomítási műveletek hatékonysága érdekében meg kell vizsgálni. Hasonlóképpen, a nyomfémek elemzése nagy értéket képvisel az olaj- és vízlelőhelyek felkutatásában.

A drágaköveket is bizonyos nyomfémek jelenléte alapján osztályozzák. A régészeti leletek elemösszetétele segít a forrásuk nyomon követésében.

Környezeti megfigyelés – Az ipari szennyvizek, óceánok, folyók és tavak nyomfémszennyezettségének környezeti megfigyelése fontos az ivóvíz és a kereskedelmi célú víz biztonságának megállapításához. Fontos annak megállapítása, hogy az ilyen minták a szabályozó szervek által meghatározott biztonsági határértékeken belül vannak-e. A környezeti monitorozás jelentős szerepet játszik a helyszín értékelésében és megvalósíthatóságában is a kereskedelmi projektek létrehozásához.

Az anyagok fejlesztése – Az anyagok olyan általános tulajdonságait, mint a keménység, a ridegség, a szemcseméret, a kristályosság és az amorf jelleg, jelentősen befolyásolja az összetétel és a nyomfémek. A nyomfémek elemzése hasznos információkkal szolgálhat az ilyen anyagok teljesítménytulajdonságairól.

Farmácia – A nyomfémek elemzése fontos szerepet játszik a receptúrák fejlesztésében, a katalizátorok hatékonyságában és az adagolási határértékekben. A legtöbb elemnek bizonyos előírt határértékekig jótékony szerepe van, de e határértékek felett a hatások károsak.

Élelmiszerek és italok – A szintetikusan feldolgozott élelmiszerekben fémfelvétel történik a feldolgozó berendezésekkel való érintkezés és a katalitikus átalakulások miatt. A fogyasztók élelmiszer-biztonsággal kapcsolatos tudatossága napról napra nő, ezért a gyártóknak biztosítaniuk kell, hogy a nyomfémek ne lépjék túl a megengedett határértékeket, és ez szigorú minőségellenőrzést igényel atomabszorpciós spektroszkópia és más kifinomult műszerek segítségével.

Olaj és kőolaj – Mind az étolajokat, mind az ásványi olajokat finomítani kell fogyasztás előtt. Az ilyen finomítási művelet magában foglalhatja a desztillációt és a katalitikus finomítást is. A fémek felvétele az ilyen műveletek során a teljesítmény romlásához vagy fogyasztói veszélyekhez vezethet. A motorolaj nyomfémvizsgálata hasznos diagnosztikai információkat szolgáltat a motoralkatrészek kopásáról és elhasználódásáról.

Mezőgazdaság – A talajok nyomfém-összetétele savas vagy bázikus jellegük mellett elengedhetetlen a termőképességük és tápértékük megállapításához. A növények (levelek, szárak és gyökerek) nyomfém-összetétele megfelelő képet ad arról, hogy az ásványi anyagok felvétele hogyan oszlik meg a különböző növekedési körülmények között

Kórbonctan – A nyomfémek elemzése értékes információkat szolgáltat olyan mintákról, mint például az ételmérgezéshez használt gyomortartalom, festékdarabok, szálak és hajszálak, amelyeket egy bűncselekmény helyszínéről gyűjtöttek.

Az atomabszorpciós spektroszkópia típusai

Az atomabszorpciós spektrometriás (AAS) rendszerek manapság viszonylag olcsó műszerek. Egyesek több(néhány)-elemes képességet is előrevetítenek. Az AAS-nak különböző típusai vannak – láng (F AAS), hideggőz (CV AAS), hidridgeneráló (HG AAS) és grafitkemencés (GF-AAS) rendszerek.

Az AAS műszerezettsége

Aporlasztó

A mintát a vizsgálathoz először porlasztani kell. A porlasztás fontos lépés az AAS-ban, mivel segíti a leolvasás érzékenységének meghatározását. Egy hatékony porlasztó nagyszámú homogén szabad atomot hoz létre. Bár sokféle típusú porlasztó létezik, általában csak kettőt használnak: Láng- és elektrotermikus porlasztók.

Sugárforrás

Egy sugárforrás, amely besugározza a porlasztott mintát. A minta elnyeli a sugárzás egy részét, a maradék pedig a spektrométeren keresztül egy detektorba jut. A sugárforrások két kategóriába sorolhatók: Vonalforrások és kontinuumforrások. A vonalforrások gerjesztik az analitot, és így saját vonalspektrumot bocsátanak ki. A kontinuumforrások sugárzása a hullámhosszok szélesebb tartományára terjed ki.

Spektrométer

A spektrométereket a különböző hullámhosszúságú fénytípusok megkülönböztetésére használják, mielőtt azok a detektorba jutnak. Az AAS-ban a spektrométer lehet egysugaras vagy kétsugaras.

Az egysugaras spektrométereknél a sugárzásnak közvetlenül a porlasztott mintán kell áthaladnia. Míg a kétsugaras spektrométereknél két fénysugárra van szükség – az egyik sugár közvetlenül áthalad a mintán, a másik pedig egyáltalán nem halad át a mintán.

Atomabszorpciós spektroszkópia tanulása

Az atomabszorpciós spektroszkópia alapjainak és működésének megismerése minden nyomelemző karriercélja. A mai nyomfém-analitikus nem engedheti meg magának, hogy ne ismerje ezt a jól bevált technikát.

Az anyagok vizsgálatának ismerete és szükségessége már az ókorban is létezett, és az emberi civilizáció fejlődésével lépést tartott. Ma már el sem tudunk képzelni olyan ember alkotta terméket, legyen az szerszámgép, üvegdíszmű, élelmiszer, gyógyszer, műanyagáru vagy bármilyen más termék, amely a gyártás valamelyik szakaszában nem esett át analitikai módszerekkel végzett minőségellenőrzésen.

Még az olyan természeti erőforrásainkat is, mint a víz, a levegő, az élelmiszermagvak, a gyümölcsök és a zöldségek, laboratóriumi vizsgálatok elvégzése után minősítik emberi fogyasztásra.

A nyomfémek elemzése a fémek korának kezdetén nyert jelentőséget. Már akkoriban is köztudott volt, hogy az ötvözetek összetétele hatással van a fémek tulajdonságaira, amelyeket a hadviseléshez használt fegyverek, a vadászat, a munkaeszközök, az élelmiszerek és az ivóvíz tárolásához használtak.

Az olyan ősi rendszereken alapuló növényi gyógyszerek, mint az Ayurveda, az Unani és a Siddha hatékonysága a nyomfémek vagy azok oxidjainak helytelen mennyiségű jelenlététől függ. Az ilyen komponensek feleslege katasztrofális lehet a fogyasztó számára.

Az AAS ismerete, annak lehetséges alkalmazásai és működési szempontjai minden analitikus tudós számára előnyt jelentenek. Az Atomabszorpciós spektroszkópia tanúsítvány tanfolyamot a dolgozó kémikusok igényeit szem előtt tartva terveztük.

A Lab Training AAS programjának célja, hogy betekintést nyújtson az alapokba, az üzemeltetésbe és a karbantartási kitettségbe a rendszer problémamentes működésének biztosítása érdekében.

A tanulók további előnyöket kapnak a munkahelyi környezet megértésében a műszaki szakértőinkkel való interakció révén. A tanfolyam hangsúlyt fektet az alapvető laboratóriumi eljárásokra is, amelyek az egyetemi tantervben gyakran figyelmen kívül maradnak.

A program előnyös a friss diplomások számára, akik az ipari minőségellenőrzési és kutatólaboratóriumokban szeretnének karriert befutni, valamint a dolgozó szakemberek számára is, akik lehetőséget kapnak arra, hogy frissítsék készségeiket és ismerjék a technika fejlődését.

A program interaktív jellegű, a különböző modulok között kvízjátékokkal. A program befejezésekor részvételi tanúsítványt adnak ki, valamint elhelyezkedési segítséget és útmutatást nyújtanak az arra vágyó résztvevőknek.

Az AAS kifejezések glosszáriuma

A glosszárium segít a terminológia megértésében abban az esetben, ha még nem ismeri a technikát.

.

.

.

.

Atomelnyelési spektroszkópia	Az alapállapotú atomok elemspecifikus fényelnyelésének vizsgálata az elem koncentrációjának becslése céljából a mintaoldatban.
Atomizálás	A minta alapállapotú atomokká történő redukciós folyamata hő alkalmazásával láng vagy grafitkemence segítségével.
Atom	Elem vagy vegyület legkisebb részecskéje. Egy központi atommagból áll, amely neutronoknak nevezett semleges részecskéket és pozitív töltésű protonokat tartalmaz. Az elektronok különböző energiaszintű héjakban keringenek a központi mag körül. Az elektronok száma megegyezik a protonok számával a semleges atomban.
Atomi emissziós spektroszkópia	Az elem láng vagy plazma segítségével történő gerjesztésekor jellemző hullámhosszú fény kibocsátásával történő minőségi azonosítása és mennyiségi meghatározása
Atomi fluoreszcencia spektroszkópia	A gerjesztett állapotú elemek bomlásakor kibocsátott fény mérése.A mérés az optikai sugárnyaláb útjával ferdén történik, így a detektor csak a lángban lévő fluoreszcenciát látja, a lámpából érkező véletlen fényt nem.
Abszorbancia	A beeső fénynek az alapállapotú atomok által elnyelt mennyisége vagy hányada. Közvetlenül arányos a sugárútban lévő alapállapotú atomok számával és a láng optikai úthosszával is, a Beer Lambert-féle fényelnyelési törvénynek megfelelően
Az abszorbancia egység	a sugárzott repülés intenzitásának és a beeső fény intenzitásának aránya. Ez egy egységgel kisebb mennyiség, de általában abszorbanciaegységben (EU)
Aszpiráció	a folyékony mintaáram finom cseppekké való redukciójának vesztesége a lángba való bevezetéshez
Acetilén	A láng égését támogató tüzelőanyagként gyakran használt gáz.2150- 2150-23000C
Argon	Gáz, amelyet általában üreges katódlámpák töltőgázaként és grafitkemencés analízisben mintahordozóként használnak
Air	Az acetilénnel, mint tüzelőgázzal kombinálva oxidálószerként használják a láng támogatására
Légkompresszor	A levegő atomabszorpciós spektrométerbe juttatására szolgáló berendezés. Az olajmentes légkompresszor előnyös, mivel ezáltal elkerülhető az olajból származó szennyeződés
égő	Az AAS rendszer szilárd fémtestből készült alkatrésze, amelynek lapos felső felületén rés van a porlasztáshoz szükséges láng biztosítására. a minta porlasztásához
Lángszög	A mechanikusan szabályozott rács vágási szöge, amelynél a beesési szög megegyezik a reflexiós szöggel, így a fényintenzitás a legnagyobb a diffrakció miatti minimális veszteséggel. A nagyobb hatékonyság érdekében kettős blézerrácsokat használnak, amelyek a spektrométer hullámhossz-tartományában nagyobb fényáteresztést biztosítanak
Háttér	minden olyan idegen fény, amely a detektorba jutó áteresztett fényen kívül más fényt is tartalmaz. és befolyásolja a jel abszorpcióját
Háttérkorrekció	A háttér jelre gyakorolt hatásának csökkentésére alkalmazott eszköz
Koncentráció	Az egységnyi térfogatú oldatban lévő elem mennyisége.Általában ppm (mg/liter) vagy ppb (μg/liter)
Karakterisztikus koncentráció	Az elem mg/literben kifejezett koncentrációja, amely 1% abszorbancia vagy 0,004 abszorbanciajel előállításához szükséges. A jellemző koncentráció ismerete segít megjósolni az elemzéshez szükséges optimális abszorbancia szintek előállításához szükséges koncentrációtartományt
Kollimálás	A fénysugár méretkövetelmény szerinti kondenzálása
Katód	A lámpa belsejében lévő elektróda, amely abból a tiszta fémből készül, amelynek elemzésére a mintaoldatban szükség van
Chopper	Félig átlátszó, félig átlátszatlan korong, amely a fénysugár útjában forog, hogy a fénysugarat úgy ossza fel, hogy felváltva engedje át a mintán keresztül vagy körülötte haladjon át, hogy hatékony kettős sugárzási teljesítményt adjon
Hideggőzös higanyanalizátor	Higanyanalizátor fűtött mintacella használata nélkül, mivel a higany az egyetlen olyan elem, amely szobahőmérsékleten folyékony halmazállapotban létezik.
Deutériumforrások	Széles sávú fényforrás a lángelemzésben a háttérkorrekció biztosítására
Detektor	A rendszer azon eleme, amely az áteresztett fény intenzitását rögzíti. A fotomultiplier cső az AAS-ban általánosan használt detektor
Kétsugaras rendszer	Optikai elrendezés, amely felváltva engedi a fénysugarat áthaladni a mintán és referenciasugárként megkerüli azt.
Deszolválás	Mintacseppek eltávolítása a láng belsejében lévő hő hatására
Elszívó szellőzőrendszer	Egy összeállítás a a lángból származó forró, korrozív égési gázok és gőzök eltávolításához
Elektród/kisülőlámpa	illékony elemek elemzésére használt lámpa.Nagy energiájú fényforrás, amelynek élettartama hosszabb, mint a megfelelő üreges katódlámpáké.
Excitáció	Az alapállapotú atom gerjesztése magasabb energiaállapotba elektromágneses sugárzás segítségével
End Cap	A permetező kamra eltávolítható fedele, amely a minta bevezetésére szolgál. a permetező kamrába, valamint a porlasztó tartására
Flow spoiler	A permetező kamrában lévő eszköz, amely a minta nagy cseppjeinek eltávolítására szolgál
Láng	Lángot használó porlasztó rendszer. Általában levegő – acetilén gázkeverék vagy dinitrogén-oxid – acetilén a magasabb hőmérsékletű égetéshez
Flashback	A lángnak az égőn belül a permetező kamra felé történő visszacsapódása a lángban lévő oxidálószer vagy akár tiszta oxigén nagyobb aránya miatt. Ez gyakran hangos robbanást és a permetező kamra károsodását eredményezi
Furnace	Egy kb. 1 cm hosszú grafitcső, amelynek tetején lyuk van a minta porlasztására a cső elektromos fűtésével
FIAS	Flow injection analizáló rendszer a hidriddel végzett automatizált elemzéshez. generálás
Grafit kemence	mint kemence
Rács	A fényszóró berendezés, amelyet az alábbiaknál használnak Monokromátor
Üreges katódlámpa	Az AAS analízishez használt fényforrás, amely a mintában lévő elemzendő fémre specifikus. Egyes elemek esetében többelemes üreges katódlámpákat is használnak
Hidridgenerációs technika	Az illékony hidridképző elemek, például As, Bi, Ge, Pb, Sb, Se, Sn, Te elemzésére használják.
Impact bead	A szórókamrában lévő eszköz a nagyméretű cseppek eltávolítására a mintaáramból
Interferencia	Az eredmények eltérését eredményező hatások, amelyek a spektrális vagy nemspektrális interferenciák miatt
L’vov platform	kisebb platform, amely szilárd pirolit bevonatú grafitból készült, és a grafitcső alján helyezkedik el. A mintát a platform mélyedésébe helyezik. Egyenletes fűtést tesz lehetővé és késlelteti a porlasztást, amíg a kemencében stabil hőmérsékleti viszonyok nem alakulnak ki
Monokromátor	A beeső fény diszpergálására használt eszköz prizma vagy rács segítségével, visszaverő tükrök és belépő és kilépő rések kombinációja a kívánt hullámhossz elkülönítésére és a fénysugár kollimálására
A monokromátor fényvisszaverő alkatrésze alumíniummal vagy arannyal bevont felülettel a korrózió csökkentése érdekében	. károsodás csökkentésére és a nagy fényvisszaverő képesség biztosítására
MHS	Hidrogén-hidrid rendszer az illékony elemek elemzéséhez hidridképződéssel
Mátrixinterferencia	A paraméterek, például a viszkozitás különbségei miatt fellépő interferencia, felületi feszültség a minta és a standard oldatok között
Mikrohullámú reakciórendszer	Minták zárt csövekben történő automatizált feltárása hanghullámok segítségével. Előnye a gyors f emésztés, költség és a mérgező gőzöktől való mentesség
Mátrixmódosító	A kémiai interferenciák csökkentésére használt anyag
Nebulázó	Készülék minta aeroszoljának előállítására a permetező kamrában
Orifice	Kis furatú csőnyílás
Polikromatikus	Fénydiszperziós eszköz, amely detektorok tömbjét használja a mintában lévő elemek egyidejű kimutatására
Fénysokszorozócsöves detektor	Az AAS-ban használt detektáló eszköz, amely a fotonok fényérzékeny felületre történő becsapódása által létrehozott áramot erősíti
Prízis	Fényszóró elem
Kvarc	Üreges katódlámpa és grafitcső végablakok készítésére használt UV-áteresztő anyag
Slit width	A monokromátor belépő és kilépő réseinek szélessége milliméterben kifejezve
STPF	Stabilizált hőmérséklet. platform kemence a műszeres és analitikai tényezők kombinációja a nagy pontosságú eredmények biztosítása érdekében
Transzverzális fűtés	A grafitkemencének a tengelyére merőleges fűtése a grafitcső hosszában történő egyenletes fűtése érdekében
UV-tartomány	Hullámhossz-tartomány 180 – 350 nm. A legtöbb elemnek specifikus abszorpciós sávjai vannak ebben a tartományban
Zeeman-féle háttérkorrekció	A grafitkemencés analízisben használt fejlett háttérkorrekció, amely a grafitkemencére merőleges mágneses tér alkalmazását foglalja magában. Hatékony komplex mátrixok háttérkorrekciójára.

Frissítse fel fogalmait az ingyenes tanfolyamra való regisztrációval, amely bevezetést nyújt a technikába, és még az interjúra is felkészíti Önt, ha AAS rendszerekkel felszerelt laboratóriumban pályázik állásra.

Megjelentkezés most!

Az összes AAS ingyenes tanfolyammodult el szeretné olvasni most azonnal? Itt van az összes modul linkje az összes modulhoz az Ön számára!