Научные методы исследования

Атомно-абсорбционная спектрометрия

А́томно-абсорбцио́нная спектроме́три́я (ААС), раздел , изучающий закономерности поглощения () свободными в газовой фазе. Возникновение ААС можно отнести к 1802 г., когда обнаружил тёмные линии в спектре излучения , позже (1814–1815) объяснённые поглощением света в солнечной атмосфере. Широко используется в и (определение коэффициента диффузии атомов, температуры газа, химического состава звёзд и др.), (определение давления насыщенных паров, теплот испарения и др.). Наибольшее применение ААС нашла в , составляя основу атомно-абсорбционного анализа (ААА) – метода количественного определения элементного состава вещества по атомов. В основе аналитических приложений лежит избирательное поглощение атомом оптического излучения строго определённых . Австралийский физик в 1955 г. впервые реализовал этот метод как спектроаналитический.

Для измерения атомного поглощения используют атомно-абсорбционные спектрофотометры. Исследуемое вещество, как правило предварительно переведённое в раствор, вводится в специальное устройство – атомизатор, где нагревается до высоких температур и испаряется, превращаясь в атомарный пар. Через образовавшийся слой атомов пропускают оптическое излучение I0I_{0} на длине волны, характеристической для определяемого элемента (например, для атомов это излучение с длиной волны 283,3 нм). Просвечивающее излучение поглощается атомами тем сильнее, чем выше их концентрация в исследуемом веществе. Излучение интенсивности II, прошедшее через поглощающий слой, направляется далее в , в котором выделяется требуемый спектральный интервал, детектируется приёмником оптического излучения и обрабатывается с помощью компьютера. Измеряемой величиной является абсорбционность, или , AA, определяемая соотношением A=lg(I0/I)A=lg(I_{0} /I). Согласно , абсорбционность прямо пропорциональна концентрации атомов определяемого элемента в анализируемой пробе.

Схема установки для атомно-абсорбционного анализаАрхив БРЭ.В качестве атомизатора наиболее часто применяют пламя смесей , ацетилен – воздух, ацетилен – оксид азота(I) с температурами 1900 °С, 2000 °С и 2700 °С соответственно. В 1959 г. российский химик предложил в качестве атомизатора использовать нагреваемые до 3000 °С трубчатые графитовые мини-печи. Отличительная особенность последних – значительно более высокая чувствительность измерений, обусловленная локализацией атомного пара в мини-печи. В качестве источника просвечивающего излучения в ААС используются лампы с полым катодом или безэлектродные спектральные лампы, в которых возбуждается , характерное для определяемого элемента. Применяются также источники сплошного спектра, главным образом ксеноновые лампы, в спектре излучения которых присутствуют все длины волн.

ААА используют для определения более 50 элементов . Наиболее широко метод применяют для определения металлов; не определяют газы и некоторые неметаллы, аналитические линии которых располагаются в области вакуумного с длиной волны менее 190 нм. При использовании пламенного атомизатора пределы обнаружения для большинства элементов в растворах составляют 10–6–10–4 %, в электротермическом варианте – 10–9–10–7 %. Достоинства метода: высокая точность определения как следовых количеств, так и макроконцентраций элементов в пробе, хорошая воспроизводимость результатов, низкие пределы обнаружения, простота анализа.

Первая публикация: Большая российская энциклопедия, 2005.
  • Научные термины в аналитической химии