Nr grupy: VI	Imię i nazwisko:	Prowadzący: dr inż. Adam Florkiewicz
	Temat ćwiczenia: Atomowa spektrometria absorpcyjna (ASA).	Ocena:

I. Wstęp teoretyczny:

Absorpcyjna spektrometria atomowa, ASA (z angielskiego Atomic Absorption Spectrometry) to instrumentalna metoda analityczna, wykorzystująca zjawisko absorpcji promieniowania charakterystycznego (tzn. o odpowiedniej długości fali) przez wolne atomy oznaczanego pierwiastka. Wielkość absorpcji jest miarą stężenia pierwiastka w badanej próbce. Źródłem promieniowania jest lampa z katodą wnękową (HCL) lub bezelektrodowa lampa wyładowcza (EDL). Wolne atomy otrzymuje się z roztworów (niekiedy z zawiesin lub ciał stałych) przez ich odparowanie i dysocjację w przestrzeni absorpcyjnej spektrometru, przez którą przechodzi promieniowanie. Przestrzeń absorpcyjna może być płomieniem (najczęściej spalany jest acetylen w powietrzu) lub kuwetą (grafitową albo kwarcową). Po przejściu przez monochromator natężenie promieniowania rejestrowane jest za pomocą fotopowielacza. Absorpcyjna spektrometria atomowa z użyciem kuwety należy do najczulszych metod chemicznej analizy ilościowej. Atomy wykazują zdolność do absorpcji promieniowania charakterystycznego dla poszczególnych pierwiastków. Wywołanie efektu absorpcji atomowej wymaga atomizacji próbki, czyli jej odparowania i dysocjacji cząsteczek na atomy. Atomowa spektroskopia absorpcyjna jest bardzo czułą metodą analityczną umożliwiającą specyficzne oznaczanie zawartości różnych pierwiastków, zwłaszcza metali. W skład spektrofotometru ASA wchodzi źródło promieniowania charakterystycznego, atomizer umożliwiający wytworzenie gazu atomowego, monochromator (np. siatka dyfrakcyjna) oraz detektor (fotopowielacz). Jako źródła promieniowania stosuje się specjalne lampy zawierające pobudzane do emisji promieniowania atomy oznaczanego pierwiastka. Próbka (w formie roztworu wodnego) jest poddawana atomizacji w specjalnym palniku acetylenowym lub piecu grafitowym, elektrycznie ogrzewanym do bardzo wysokiej temperatury.

Podstawę metody stanowią ustalenia Kirchhoffa i Bunsena, które można ująć w trzech punktach:

1. źródłem linii absorpcyjnych w widmie są swobodne atomy, a nie ich związki,

2. swobodne atomy mogą absorbować promieniowanie o długościach fali, które mogą emitować,

3. otrzymane widmo absorpcyjne jest charakterystyczne dla danego rodzaju atomów.

Ze względu na sposób atomizacji, wyróżnia się trzy podstawowe techniki w metodzie ASA:

• technikę płomieniową;

• technikę elektrotermiczną;

• technikę wodorkową i zimnych par

Zastosowania ASA

• Metodą ASA można oznaczać głównie pierwiastki metaliczne; opisano procedury oznaczeń ok. 70 pierwiastków.

• ASA jest metodą oznaczania pojedynczych pierwiastków, tzn. w jednym pomiarowym oznaczamy z reguły jeden pierwiastek.

• ASA jest metodą analityczną stosowaną do oznaczania składników śladowych oznaczamy zatem śladowe domieszki, a bardzo rzadko składniki główne.

• Metoda AAS znalazła praktyczne zastosowanie w rutynowych oznaczeniach, m.in. w laboratoriach metalurgicznych, rolniczych, medycznych, biologicznych, geologicznych ochrony środowiska, czyli wszędzie tam, gdzie zachodzi konieczność oznaczeń śladowych ilości pierwiastków metalicznych.

Podstawowe ograniczenia metody ASA to: 

• Konieczność wymiany lampy przy zmianie oznaczanego pierwiastka

• Konieczność stosowania roztworów

• Stężenie całkowite soli w technice płomieniowej nie może przekraczać 2%

• Występowanie interferencji

Zalety metody ASA to z kolei: 

• Uniwersalność

• Selektywność

• Dokładność i precyzja

• Łatwość automatyzacji

• Dobrze zdefiniowane interferencje i sposoby

II. Wykonanie ćwiczenia:

1. Mineralizacja materiału biologicznego metodą kwasową ciśnieniową w piecu mikrofalowym:

Odważono 500mg (dokładność do 1 mg) zliofilizowanego materiału na wadze analitycznej. Następnie przeniesiono do naczynia teflonowego, dodano 10ml kwasu azotowego (65%) i wstawiono do rotora mineralizatora. Ustawiono program mineralizacji :

1. 300W - 180°C - 10min. (czas dochodzenia) - 5min. (czas trzymania)

2. 600W - 200°C - 5 min. (czas dochodzenia) - 15min. (czas trzymania)

Rozpoczęto proces. Po zakończonej mineralizacji wyciągnięto naczynie i pozostawiono do ostudzenia w zlewce z wodą. Następnie mineralizat przeniesiono ilościowo do kolbki miarowej 25ml i dopełniono do kreski wodą destylowaną.

2. Oznaczenie zawartości Ca w materiale biologicznym płomieniowa metodą spektroskopii absorpcji atomowej:

a) sporządzono roztwór wzorcowy do kalibracji:
1) odmierzono 1ml roztworu wzorcowego Ca (10g/l) do kolby miarowej 50ml i dopełniono wodą destylowaną; otrzymano roztwór o stężeniu 200mg/l Ca,
2) odmierzono 5ml roztworu wzorcowego Ca (200mg/l) do kolby miarowej 50ml i dopełniono wodą destylowaną; otrzymano roztwór o stężeniu 20mg/l Ca,

b) sporządzono krzywą kalibracyjną,

c) oznaczono zawartość Ca w przygotowanym materiale.

III. Opracowanie wyników:

stężenie (mg/l)	absorbancja
4,0000	0,0828
8,0000	0,1585
12,0000	0,2317
16,0000	0,3019
20,0000	0,3710

Krzywa kalibracji

y = 0,072x + 0,013

y = 0,3863

0,072x = 0,3733

x = 5,1847

Stężenie Ca w badanej próbce wynosiło 5,1847mg/l.

IV. Dyskusja wyniku:

Wszystkie pomiary zawsze obarczone są błędem, który jest spowodowany wieloetapowością wykonywanych czynności co powoduje sumowanie się kolejnych możliwych przekłamań. Aby wyeliminować możliwość błędu sprzętu wykonuje się co najmniej 3 próby ślepe, tzn. przepuszczając wszystkie odczynniki oprócz samej próbki. Mogą pojawić się również interferencje chemiczne bądź spektralne, które należy odpowiednio eliminować. W wyżej wykonanym ćwiczeniu użyto metody dodatku wzorca opartej na krzywej kalibracyjnej.

---