Atomabsorptionsspektroskopie (AAS) Flashcards
Was ist Atomabsorptionsspektroskopie (AAS) und welche Eigenschaft macht sie sich zu nutze?
• Spektralanalytisches Verfahren (Spektralanalyse) unter Ausnutzung der
Absorption optischer Strahlung durch freie Atome im Gaszustand
- Qualitativer Nachweis von Elementen
- quantitative Bestimmung von Elementen
• Jedes Element hat ein charakteristisches Linienspektrum.
Welche Strahlungsquellen werden in der AAS verwendet? (4)
- Linienstrahler LS-AAS (Line Source-AAS)
- Kontinuumstrahler CS-AAS (Continuous Source AAS)
- Hohlkathodenlampen (hollow cathode lamp)
- Elektrodenlose Entladungslampen (EDL)
Eigenschaften Linienstrahler LS-AAS?
emittieren ein Linienspektrum; Meßlicht entspricht dem Spektrum, welches
zur Bestimmung des Analyten herangezogen wird
Eigenschaften Kontinuumstrahler CS-AAS?
- emittieren ein kontinuierliches Spektrum
- Selten als Messlichtquellen verwendbar, da sie über die sehr schmalen
Spektralbereiche, die in der AAS vermessen werden (Linienbreiten zwischen
0,001 und 0,01 nm), keine ausreichend hohe Lichtintensität abstrahlen. - (theoretischer) Vorteil:
- eine Lampe für den gesamten Spektralbereich der AAS (190 bis 800 nm)
- Kein zeitaufwändiger Wechsel der einzelnen Linienstrahler
- Keine Anschaffung einer Vielzahl von Lampen
- Xenon-Kurzbogenlampen (XKBL): hohe Strahlungsdichte über den
gesamten relevanten Spektralbereich aufweist,- Xenon unter einem Ausgangsdruck von 5 bis 20 bar
- kleiner, sehr leuchtintensiver Lichtbogen zwischen den beiden
Elektroden
Eigenschaften Hohlkathodenlampen?
- Glaskolben, gefüllt mit Edelgas (Ar oder Ne, 10–20 hPa)
- becherförmige Kathode (aus dem zu bestimmenden Element bzw. mit dem
Element/Legierung beschichtet) - ringförmige Anode (symmetrisch zur Kathode)
Eigenschaften Elektrodenlose Entladungslampen?
- einige Elemente (As, Sb, Se, Te) lassen sich mechanisch schlecht zu
Kathode verarbeiten - 1-2 mg des Elements ist in einem Quarzrohr in Argonatmospäre unter
geringem Druck eingeschmolzen - Zündung über kapazitiv gekoppelte Radio- oder Mikrowellen
Wie funktioniert eine HKL?
• Glimmentladung durch Anlegen einer Elektrodenspannung von 400–
600 V: Beschleunigung von positiv geladenen Edelgas-Ionen zur
Kathode, bei Aufprall Freisetzen von Metall-Atomen
• Anregung der Metall-Atome bei sich anschließenden Stoßprozessen
• Emission des elementspezifischen Linienspektrums bei Rückkehr in
den Grundzustand
Welche Verfahren zur Verdampfung und Atomisierung gibt es?
• Flammen-AAS (FAAS)
- Probenlösung wird von einem Brenner angesaugt, zerstäubt und in der
Flamme verdampft
• Graphitrohr-AAS (GFAAS oder ETAAS)
- Probe wird im glühenden Graphitrohr atomisiert
- ETAAS
• Hydridverfahren (HGAAS)
- für Elemente der IV. bis VI. Hauptgruppe, die leichtflüchtige Hydride
• bilden
- Hydride werden aus der Probenlösung ausgetrieben und thermisch zersetzt
• Kaltdampfverfahren (CVAAS)
- ausschließlich für Quecksilber anwendbar
- Reduktion zu zu metallischem Hg(0) und direkte Bestimmung der Absorption
des Hg-Dampfes
Wie wird die Graphitrohr-AAS noch genannt und wozu kann sie genutzt werden?
- GFAAS (engl. graphite furnace)
- auch elektrothermische AAS genannt (ETAAS)
- auch für die direkte Analyse von Feststoffen ohne Aufschluss
Für welche Elemente ist das Hydridverfahren geeignet?
• Geeignet für Elemente As, Sb, Bi, Te, Pb, Sn, Se und Ge, außerdem Cd
und Tl.
Wie funktioniert das Kaltdampfverfahren?
• Aufbau wie bei HGAAS
• Reduktion von Quecksilber in der Probenlösung
• Reduktionsmittel Natriumborhydrid oder Zinn(II)chlorid
Hg^2+ + Sn^2+ ->
Hg^0 ↑ + Sn4+
• Trägergas (Argon oder Luft) transportiert das dampfförmige Hg
anschließend in die Küvette
• Küvette wird auf 100
°C geheizt, um mitgerissene Wassertröpchen zu
verdampfen
Welcher Zusammenhang liegt der Quantitativen Analyse mittel AAS zugrunde?
• linearer Zusammenhang zwischen Extinktion und Analytkonzentration gemäß dem Lambert-Beer-Gesetz: E = c*d*ε mit E: Extinktion, c: Analytkonzentration d: Schichtdicke ε: Extinktionskoeffizient
Woraus können unerwünschte Veränderungen der Absorption stammen?
Interferenzen durch:
- Überbestimmung durch Streuung und Absorption des Messlichts an anderen
Spezies in der Flamme
- Verringerung des Absorptionssignals durch thermische Emission,
Atomfluoreszenz, unspezifische Emissionen von Plasmateilchen
- Streuung des Lichts an festen Partikeln im Plasma (kurzwelliger Bereich)
Was ist der Zeeman-Effekt und wofür wird er genutzt?
Zeeman-Effekt: Spektrallinien werden in mehrere Einzellinien aufgespalten, wenn sich die emittierende Lichtquelle in einem starken Magnetfeld befindet. Für die Zeeman-Korrektur
Was ist das Prinzip der Zeeman-Korrektur (ZAAS)?
• Transversaler Zeeman-Effekt: Magnetfeld ist rechtwinklig zum Strahlengang angeordnet • Teilweise parallel zum Magnetfeld, teilweise senkrecht zum Magnetfeld polarisiert (transversaler ZeemanEffekt) • Polarisator: blockiert die parallel zum Magnetfeld polarisierte Strahlung: Atomabsorption • Bei eingeschalteten Magnetfeld wird nur Untergrundabsorption, keine Atomabsorption gemessen
