Źródła błędów w oznaczeniach metodami atomowej
spektrometrii absorpcyjnej (ASA) i atomowej spektrometrii emisyjnej
(ASE)
W analizie AA duży wpływ na wynik mają interferencje tła. Poprzez ich korygowanie można znacznie podnieść czułość analizy. Oto kilka sposobów korygowania tła:
• korekcja metodą ślepej próby lub z zastosowaniem certyfikowanych materiałów odniesienia,
• korekcja metodą dwóch linii,
• korekcja metodą Smith-Hieftje,
• korekcja lampą deuterową,
• korekcja Zeemana.
Korekcja metodą ślepej próby lub z zastosowaniem certyfikowanych materiałów odniesienia
polega na dostarczeniu do atomizera najpierw ślepej próby, a następnie roztworów wzorcowych i
badanej próbki. Różnica pomiędzy otrzymanymi wartościami absorbancji a absorbancją ślepej próby wskazuje absorbancję oznaczanego pierwiastka. Pozwala to na korygowanie wpływu zanieczyszczeń
pochodzących z używanych odczynników i wody dejonizowanej. W przypadku zastosowania do
wyznaczenia krzywej wzorcowej certyfikowanego materiału odniesienia o matrycy zbliżonej do
oznaczanych próbek można skorygować interferencje tła.
Korekcja tła metodą dwóch linii wykorzystuje fakt, że pasma absorpcyjne i widma ciągłe są
znacznie szersze niż linie absorpcyjne wolnych atomów. Można wykorzystać stałość absorpcji
cząsteczkowej i rozpraszania promieniowania w określonym zakresie długości fali. Do zastosowania tej metody konieczny jest spektrometr dwukanałowy. Na pierwszym kanale mierzy się sumę absorpcji atomowej i cząsteczkowej oraz rozpraszania (całkowita absorpcja), na drugim zaś absorpcję
cząsteczkową i rozpraszanie wybierając linię źródła promieniowania nie absorbowaną przez
oznaczany rodzaj atomów. Istotne jest, aby odległość spektralna linii obu kanałów była jak
najmniejsza (0,5 - 5 nm).
W korekcji metodą Smith-Hieftje (High-speed self-reversal method) lampa z katodą wnękową
pracuje jako źródło korekcji tła. Do lampy dostarczane jest normalne dla jej pracy natężenie prądu i bardzo krótki impuls prądu o wysokim natężeniu. Przy normalnym natężeniu lampa emituje wąską
linię spektralną i promieniowanie jest absorbowane przez wolne atomy analizowanego pierwiastka oraz przez tło. Przy wysokim natężeniu linia spektralna jest rozszerzona i w idealnym przypadku całkowicie rozdzielona na dwa piki. Szeroki pik jest przede wszystkim absorbowany przez tło.
Różnica pomiędzy dwoma sygnałami pozwala korygować interferencje.
Korekcja z lampą deuterową polega na tym, że przez atomizer przepuszcza się na przemian
promieniowanie lampy HCL lub EDL i promieniowanie źródła o widmie ciągłym- lampy deuterowej
D2 (200 - 300 nm). Wartość absorbancji, którą otrzymuje się przepuszczając promieniowanie ze źródła o widmie ciągłym, stanowi w przybliżeniu absorbancję cząsteczkową i rozpraszanie. Ważne jest, aby drogi promieni z dwóch źródeł były identyczne.
W korekcji tła z wykorzystaniem efektu Zeemana podstawą jest rozszczepienie poziomów
wolnych atomów przez zewnętrzne pole magnetyczne. Rezultatem licznych możliwych przejść
absorpcyjnych i emisyjnych są rozszczepienia linii widmowych. W najprostszym przypadku z jednej linii widmowej powstają trzy położone blisko siebie linie, które są odmiennie spolaryzowane. Można je oddzielić za pomocą polaryzatora. Za pomocą składowej o długości fali (π) mierzy się absorpcję całkowitą, a za pomocą pozostałych składowych (σ) mierzy się absorpcję cząsteczkową i rozpraszanie.
Wadą metody jest spadek czułości, gdyż tylko część promieniowania jest absorbowana przez próbkę, a także oddziaływanie pola magnetycznego na lampę HCL, powodujące wzrost szumu lampy, wreszcie
ograniczenie tej metody praktycznie do atomizacji elektrotermicznej.
Związki trwałe
Mogą powstawać w wyniku utlenienia w płomieniu trudnotopliwych tlenków, które nie
zostały całkowicie rozłożone na atomy. Takim zachowaniem charakteryzują się niektóre metale, np.: Al., Ca, Mg i Ti. Zaniżenie wyników mogą powodować również fosforany i krzemiany. Aby uniknąć
tych efektów stosuje się płomień N2O/acetylen o wyższej temperaturze.
Jonizacja
Wraz z temperaturą płomienia rośnie jonizacja, co prowadzi do zmniejszenia stężenia
niezjonizowanych absorbujących atomów analitu. W celu przeciwdziałania temu zjawisku stosuje się
dodatek metalu o niższym potencjale jonizacji. W badaniach medycznych konieczne jest dokładne określenie zawartości litu ze względu na hamowanie przez ten pierwiastek działania centralnego układu nerwowego. W tym przypadku do analitu dodaje się 0,1 % chlorku potasu, co hamuje
jonizację.
Zakłócenia spektralne
Zakłócenia spektralne są bardzo rzadko spotykane w metodach AA ze względu na dużą
selektywność lamp HCL. Jeśli nawet nałożą się linie absorpcyjne dwóch różnych pierwiastków, jak w przypadku Cu (213,859 nm) i Zn (213,856 nm), to miedź można oznaczyć przy 217,894 nm. Ten
rodzaj interferencji jest jednak istotny w przypadku źródeł plazmowych, ponieważ w wysokiej
temperaturze następuje zwiększenie natężenia wielu linii widmowych, słabych w przedziale
temperatury 2000 - 3000 K.
Absorpcja niespecyficzna
Substancje inne niż analit też absorbują i rozpraszają promieniowanie.
Rozpraszanie promieniowania imituje absorpcję, prowadzi bowiem do zmniejszenia ilości
promieniowania docierającego do detektora (transmitancji) i w głównej mierze zależy od matrycy.
Efekt ten może być wyeliminowany przez zastosowanie korekcji tła.
Procesy emisji
Do specyficznych procesów emisyjnych zalicza się emisję cieplną i fluorescencję atomową
cząstek. Emisja cieplna polega na emitowaniu promieniowania przez oznaczane pierwiastki pod
wpływem ciepła środowiska absorpcyjnego (atomizera). Pochłonięta przez atomy energia cieplna
zostaje po bardzo krótkim czasie (8 - 10 s) oddana w postaci promieniowania o natężeniu zależnym od temperatury atomizera. Fluorescencja atomowa cząstek polega zaś na tym, że energia pochłonięta w wyniku absorpcji atomowej prowadzi do wzbudzenia atomów, które powracając do stanu
podstawowego emitują promieniowanie o bardzo małym natężeniu zależnym od natężenia światła
dopływającego do atomizera.
Niespecyficzne procesy emisji mogą być wywołane przez różne rodzaje cząstek.
Wyeliminowanie emisji specyficznych i niespecyficznych można osiągnąć poprzez modulację
promieniowania źródła.
Absorpcja cząsteczkowa
Absorpcja cząsteczkowa może nakładać się na absorpcję atomową analizowanego pierwiastka
i zniekształcać oznaczenia. Ze względu na absorpcję cząsteczkową wymagana jest zwykle korekcja tła.
Fizyczne interferencje
Mogą wystąpić w przypadku podawania do nebulizera próbki i wzorca z różnymi
prędkościami. Można tego uniknąć przygotowując roztwory próbki i wzorca w tym samym
rozpuszczalniku.
Efekty matrycowe
Są związane z powstawaniem związków w wyniku reakcji między analitem i innymi
substancjami zawartymi w próbce. Zjawisko to można wyeliminować przez zrównanie zawartości
matrycy we wzorcu i w próbce.