ATOMEMISSZIÓS SPEKTROSZKÓPIA Elvi jellemzők, amelyek meghatározzák a készülék felépítését magas hőmérsékletű fényforrás (elsősorban plazma, szikra, stb.) kis méretű sugárforrás (az önabszorpció csökkentése érdekében) nagy felbontású (0.01-0.001 nm) mono- vagy polikromátor számítógépvezérelt háttérkorrekciós technika FŐBB ATOMEMISSZIÓS TECHNIKÁK AZ ATOM/SUGÁRFORRÁS TÍPUSA SZERINT LÁNGFOTOMÉTER (FAES) Felépítés egyszerű felépítésű célkészülék alkáli- és alkáliföldfémek mérésére propán-bután/levegő láng (1500-2000 K) - hatékony atomizáció, visszaszorított ionizáció (atomvonalak!) - kisebb spektrális zavarás kis méretű, körszimmetrikus égőfej a szelektivitást színszűrő biztosítja (5-20 nm, itt elegendő) Analitikai jellemzés kimutatási képesség (0.1-10 ppm tartomány) és érzékenység jó precizitás átlagos (pár %RSD) alacsony költségigényű rutin műszer híg vizes oldatokra (pl. klinika) csak néhány elem meghatározására alkalmas zavaró hatások: - spektrális (spec./nem spec.) zavarás (korrekcióra nincs lehetőség!) - ionizációs zavarás erős (kb. 100 ppm K +10% Na jelet ad!)
LÁNGATOMEMISSZIÓS SPEKTROMÉTER (FAES) Felépítés és jellemzés általában egy FAAS spektrométer átalakításával áll elő (bónusz, opció) - a FAAS réségő elfordítandó vagy kicserélendő kerek alakúra - a lehető legkisebb (kb. 0.2 nm) sávszélességen mérünk - a HCL fényforrás nem működik, így háttérkorrekció sincs! előnyös, hogy a legtöbb elem mérhető (nem kell HCL, stb.) hőmérséklet alacsony (<3000 K) ezért kicsi az érzékenység kimutatási képességek nem jobbak a lángfotométernél (LOD> 0.1 ppm) specifikus és nemspecifikus spektrális zavarások potenciálisan nagyok ÍV ATOMEMISSZIÓS SPEKTROMÉTER (DC/AC ARC-AES) Felépítés és jellemzés működési elv, rajz (100 V, nagy áram, pl. 30 A, DC/AC) magas hőmérséklet (4000-7000 K), intenzív emisszió érzékeny, jó kimutatási képességek (ppm koncentrációk mérése) csak vezető szilárd minták mérhetők (pl. elektród anyaga) az ív vándorlása miatt a stabilitás, precizitás gyenge (10-15%) igen erős mátrixhatás (a vezetőképesség és hőmérséklet miatt) alkalmazása: ötvözetek gyors, félkvantitatív analízise (0.01%)
SZIKRA ATOMEMISSZIÓS SPEKTROMÉTER (DC/AC SPARK-AES) Felépítés és jellemzés működési elv, rajz (kv feszültség, DC/AC, 100-500 Hz ismétlés) hasonló analitikai jellemzők, mint az ívnél, de jobb reprodukálhatóság csak vezető szilárd minták mérhetők és itt is erős a mátrixhatás alkalmazása: ötvözetek analízise (0.01%), kopadékok mérése olajban
KÖDKISÜLÉSI ATOMEMISSZIÓS SPEKTROMÉTER (RF/DC GLOW DISCHARGE-AES) Felépítés és jellemzés működési elv, rajz (500-1000 V, tip. 150 ma, 1-5 mbar Ar gáztöltet) hatékony gerjesztés, intenzív emisszió csak vezető szilárd minták mérhetők jelentős mátrixhatás ( leporlasztási sebesség, vezetőképesség, stb.) előnyösen keskeny spektrumvonalak a kis nyomás miatt jó az érzékenység, kicsi a szórás, jó a linearitás alkalmazható mélységi analízisekhez is (kissé nehézkes) alkalmazása: ötvözetek analízise, fémtartalmú festékrétegek vizsgálata
PLAZMA ATOMEMISSZIÓS SPEKTROMÉTEREK (DCP-AES, MIP-AES, ICP-AES) A plazma, mint atomemissziós sugárforrás: argon használata előnyös (rel. olcsó, hatékony ütközési ionizáció, inert) magas hőmérséklet (5000-10000 K) teljes atomizáció és ionizáció (> 54 elemre Saha szerint ionizáció >90%) a DCP plazma felépítése, működése - használata körülményes (grafit elektródok cseréje pár óránként), - precizitása és érzékenysége közepes, elterjedtsége csekély
a MIP plazma felépítése, rajz - leginkább He gázt használnak, mert - mindössze 200 W teljesítmény elegendő - alacsonyabb hőmérsékletű (metastabil ionok gerjesztenek) - saját spektrum kevésbé vonalgazdag - atomizációs hatékonyság nem sokkal magasabb, mint a lángoké, de a gerjesztés igen hatékony nemfémes elemekre is - már kis mintamennyiség kioltja (víz, stb.) - a minatbevitel problémás - főleg GC detektorként használatos - érzékenység és kimutatási képességek általában közepesek
ICP-AES SPEKTROMÉTER az ICP fáklya felépítése és működése (27 vagy 40 MHz, 1.5-10 kw) analitikai jellemzők: magas hőmérséklet (tip. 7000 K) nagy energiakoncentráció, jól terhelhető mintával optikailag vékony sugárforrás, önabszorpció csekély a linearitás igen jó (5-6 koncentráció nagyságrend) érzékenység és kimutatási képesség jó (tip. D L = 1 ppb) multielemes képesség (Ar,C,N,O,H kivételével gyakorlatilag minden elem) alkalmas körülmények mellett igen jó precizitás (0.5-1%) zavaró hatások: - kémiai zavarás csekély (inert környezet, de csak kis organikus tartalom!) - spektrális zavarás létezik, de kis mértékű (monokromátor, atom/ion) - ionizációs hatás csekély (nagy a szabad elektron koncentráció) - a közeg okozta zavaró hatások esetleg felléphetnek alkalmazás: univerzális, rutin módszer, de kissé költséges