В чем сущность атомно-абсорбционного анализа? Какой закон положен в основу этого метода

Ответ:

Метод атомно-абсорбционной спектрометрии (ААС) основан на резонансном поглощении (абсорбции) света свободными атомами элемента, возникающем при пропускании пучка света через слой атомного пара. Селективно поглощая свет на частоте резонансного перехода, атомы переходят из основного в возбужденное состояние, а интенсивность проходящего пучка света на этой частоте экспоненциально убывает по закону Бугера-Ламберта-Бера:  коэффициент поглощения света, зависящий от природы элемента; с – концентрация элемента; l – толщина поглощающего слоя, см. При практических измерениях обычно пользуются значением оптической плотности, или абсорбции (А):  (2) Измерение оптической плотности производят с помощью спектрофотометрических приборов. Принципиальная схема атомно-абсорбционного спектрофотометра представлена на рис.1. Рис.1. Схема атомно-абсорбционного спектрометра: 1 – источник излучения; 2 – модулятор; 3 – горелка; 4 – монохроматор; 5 – фотодетектор; 6 – регистрирующее устройство Свет от источника резонансного излучения проходит через модулятор, пламя с атомизированной пробой, в которой частично поглощается, затем проходит через монохроматор, попадает на фотодетектор, затем на регистрирующее устройство. Для успешного определения концентрации элемента в анализируемой пробе необходимо создать оптимальные условия для разделения молекул на атомы, выделения их в газовую фазу, наблюдения и регистрации в определенных условиях характеристических спектров поглощения. Исходя из этих требований, строится вся аппаратура для атомноабсорбционной спектрометрии. Источники излучения. Теоретически в качестве источника излучения может служить любой источник. Однако на практике источники непрерывного излучения мало пригодны. Если использовать непрерывный источник излучения, то атомы вещества поглотят лишь очень небольшую часть падающего на них излучения и детектор не уловит разницу между излучением источника и излучением, прошедшим через пробу. Следовательно, чтобы поглощение атомами было заметно, нужно направлять на пробу излучение с очень узким интервалом длин волн. В идеале необходимо излучение с длиной волны, соответствующей одному энергетическому переходу в атоме исследуемого вещества. К таким идеальным источникам приближаются лампы с полым катодом, представляющие собой стеклянный баллон с кварцевым окном (рис.2), заполненный инертным газом. катод анод окно Рис.2. Лампа с полым катодом Цилиндр катода изготовлен из того металла, который нужно определять (иногда цилиндр покрыт этим металлом). На катод и анод, закрепленные в баллоне, подают высокое напряжение. Под действием высоковольтного разряда атомы инертного газа ионизируются, направляются к катоду и выбивают из него атомы металла, которые возбуждаются и испускают излучение с характерным для него линейчатым спектром. Излучение направляют на пламя (или в графитовую кювету), где находятся атомы определяемого элемента, поглощающие резонансное излучение источника. Таким образом, для определения каждого элемента нужна своя лампа