原子吸光分析装置はどのように機能しますか?

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著者: Randy Alexander
作成日: 24 4月 2021
更新日: 18 11月 2024
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原子吸光分析装置 contrAA 800 日本語版
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原子吸光(AA)は、溶液中の金属を検出するために使用される科学的な試験方法です。サンプルは非常に小さな液滴に分割されます(噴霧化)。その後、炎に送られます。孤立した金属原子は、特定の波長に事前設定された放射と相互作用します。この相互作用が測定され、解釈されます。原子吸収は、異なる原子によって吸収される異なる放射波長を利用します。この装置は、単純な線が吸収-濃度に関連している場合に最も信頼できます。 AAデバイスを機能させるには、アトマイザー/フレームおよびモノクロメーター機器が重要です。 AAの関連変数には、火炎校正と金属ベースの相互作用が含まれます。

離散吸収線

量子力学では、放射は原子によって設定された単位(量子)で吸収および放出されます。各要素は異なる波長を吸収します。 2つの要素(AとB)に関心があるとします。元素Aは450 nmで吸収し、Bは470 nmで吸収します。400 nm〜500 nmの放射は、すべての元素の吸収線をカバーします。

分光器が470 nmの放射のわずかな不在を検出し、450 nmでの不在を検出すると仮定します(元の450 nmの放射はすべて検出器に到達します)。サンプルの元素Bの濃度はそれに対応して低く、元素Aの濃度(または「検出限界未満」)はありません。

濃度吸収の直線性

線形性は要素によって異なります。下端では、線形動作はデータの実質的な「ノイズ」によって制限されます。これは、非常に低い金属濃度が機器の検出限界に達するために発生します。上限では、元素の濃度がより複雑な放射線と原子の相互作用に十分に高い場合、直線性が崩れます。イオン化(荷電)原子と分子の形成は、非線形の吸収-濃度曲線を与えるように働きます。

アトマイザーと炎

アトマイザーと炎は、金属ベースの分子と錯体を孤立した原子に変換します。任意の金属が形成できる複数の分子は、特定のスペクトルをソース金属に一致させることが不可能ではないにしても困難であることを意味します。フレームとアトマイザーは、分子結合を破壊するためのものです。

火炎特性の微調整(燃料/空気比、火炎幅、燃料の選択など)およびアトマイザーの計測は、それ自体が課題になる可能性があります。

モノクロメーター

光はサンプルを通過した後、モノクロメーターに入ります。モノクロメータは、波長に従って光波を分離します。この分離の目的は、どの波長がどの程度存在するかを整理することです。受信した波長強度は、元の強度に対して測定されます。波長を比較して、関連する各波長のうちどれだけがサンプルに吸収されたかを判断します。モノクロメーターは、正確に動作するために正確なジオメトリに依存しています。強い振動や突然の温度変動により、モノクロメーターが破損する場合があります。

関連する変数

研究対象の元素の特殊な光学的および化学的特性が重要です。例えば、懸念は放射性金属原子の痕跡、または化合物と陰イオン(負に帯電した原子)を形成する傾向に焦点を当てることができます。これらの要因はどちらも誤解を招く結果をもたらす可能性があります。火炎特性も非常に重要です。これらの特性には、火炎温度、検出器に対する火炎線角度、ガス流量、一貫したアトマイザー機能が含まれます。