ATOMSKA APSORPCIJSKA SPEKTROSKOPIJA

ATOMSKAAPSORPSORPCIJSKASPEKTROSTROSKOPOPIJAWritten by Bette KreuzProduced by Ruth DusenberyUniversity of Michigan-Dearborn2000

Apsorpcija i emisija svjetlosti

Fizika svjetlosti• Spectroskopija i atomska fizika• Tipovi spektaraKontinuirani – bez linijaApsorpcijski – Tamne linije na kontinuirano spektruEmisija – Izolirane svjetle linije

Apsorpcijski i emisijski spektriKontinuirani spektarresults when the gas pressuresare higher, so that lines arebroadened by collisions betweenthe atoms until they aresmeared into a continuum. Wemay view a continuumspectrum as an emissionspectrum in which so manytransitions occur that no onetransition (photon) ispreferentially emittedThus, emission spectra are produced by thin gases in which the atoms do notexperience many collisions (because of the low density). The emission linescorrespond to photons of discrete energies that are emitted when excitedatomic states in the gas make transitions back to lower-lying levels.APSORPCIJSKI spektar nastaje kada fotoni razlicitih frekvencija prolaze krozrelativno hladni plin, razredeni plin i atomi plina apsorbiraju karakteristicnefrekvencije. Buduci da se reemitirani foton zraci u sve smjerove nijevjerojatno da ce se emitirati u istom smeru iz kojeg je dosao ulazni foton.

The classic spectral sequence isillustrated by the spectra of real starsin a historic image published in 1901.The strong lines in class A (here, thestar Sirius) are hydrogen. Neutralhelium appears along with hydrogenin class B (Alnilam, Epsilon Orionis),while ionized helium is strong inclass O (Naos, Zeta Puppis), thehydrogen lines nearly gone.Hydrogen weakens downward too,toward lower temperature, nearlydisappearing by class M2(Betelgeuse). The strong lines to theleft in classes F (Canopus), G(Capella), and K (Arcturus) are thoseof ionized calcium. The other lines inthese cooler classes are those ofother metals. At the bottom, in classM7 (the long-period variable starMira), we see bands of absorptionproduced by the titanium oxidemolecule. Annals of the HarvardCollege Observatory, vol. 23, 1901.

NH 3apsorpcijaRadio nebulaG10.0−0.3

CO emisijaRadio nebulaG10.0−0.3

Atomska emisijskaspektroskopijaAESourcePWavelength SelectorDetectorSignal ProcessorReadoutSample

Osobine plamenaFig. 9-2, pg. 208 “Regions in a flame”

Atomizacija u plamenu

Tipični gorionik za AAspektroskopijuTypical path length = 5-10 cm• In fully premixedflames, the fuel andthe oxidizer arethoroughly mixedprior to reaching thereaction zone, alsoknown as the flamefront.• Aerosol reachingflame contains only5% of original sample.

Atomska apsorpcijska spektroskopija jekvantitativna analitička metoda primijenjivaza analizu metala i nekih nemetala.

Atomsko apsorpcijski fotometar

AA spektrofotometar• Atomski apsorpcijski spektrofotometar sesastoji od izvora svjetla, komore za uzoraki detekcijskog sustava.

Komora za uzorakIzvor svjetlaDetekcijski sustav

Atomska apsorpcijskaspektroskopija• AA spektroskopija je metoda kod koje sedio upadne svjetlosti koja prolazi krozuzorak APSORBIRA na odreñenoj vrstiatoma. Što ima više uzorka više svjetla seapsorbira.• AA spektroskopija je kvantitativnaanalitička metoda primijenjiva za analizumetala i nekih nemetala.

Put svjetlosti

Izvor svjetlosti za AAspektroskopiju• Izvor svjetlosti je lampa čija katoda jenačinjena od elementa kojeg mjerimo(tražimo, sumnjamo da je u uzorku...)Zasto?• SVAKI element zahtijeva drugi izvorsvjetlosti (drugu lampu sa šupljomkatodom)!

Izvor u AA spektroskopijiIzvor sa šupljom katodom za odredivanjePrisutnosti aluminija (Al)Zraci karakteristicne linije ALUMINIJA

Razni izvori za AAspektroskopiju

• Komora za uzorak je PLAMEN iz gorionika• Atomi u plamenu apsorbiraju zračenje izizvora

Priprema uzorka• Najuobičajeniji način uvoñenja uzorka uplamen je da se priredi otopina upogodnom otapalu, što je često voda.

• Signal iz detektora prenosi seu računalo tako da spektarvidimo na monitoru.

• Hardcopy of the data is usually then sent to the printer.

Podaci se obicnosalju na printer.

• The flame gases flowing into the burner create a suction that pullsthe liquid into the small tube from the sample container. This liquidis transferred to the flame where the ions are atomized. Theseatoms absorb light from the source.• Plinovi u gorioniku stvaraju podtlak kojiuvlači uzorak iz posude. Tekućina se“prenosi” u plamen gdje se “atomizira”.Tako nastali atomi apsorbiraju svjetlost izizvora.

Slide 10Uzorak je evaporiranu plamenu.Cjevčica aspiratorauvlači i uzoraku plamen.

• Računalonampomaže usnimanju,pohrani iprocesiranju AAspektara.

• Quantitative analysis can be achieved by measuring the absorbance of aseries of solutions of known concentration.• A calibration curve and the equation for the line can be used to determinean unknown concentration based on its absorbance.• Kvantitativna analiza se izvodi upotrebom krivuljedobivene mjerenjem niza uzoraka poznatekoncentracije• Kalibracijska krivulja i jednadžba pravcaomogućuju nam nalaženje nepoznate koncentracije

Priredivanjeuzoraka poznatekoncentracijeSlide 9

Kalibracijska krivulja za odreñivanje koncentracije aluminijapomoću AA spektroskopije

Literatura• Bette Kreuz, ”Atomic AbsorptionSpectroscopy”• S. Corbel, S. S. Eikenberry, Astronomy &Astrophysics, 419, 191-201 (2004)