CCF20110129049

i

i./L.ć.. Aparatura

W metodzie AAS wykorzystuje się zjawisko absorpcji przez swobodne atomy, zntt| dujące się w plazmie termicznej wytworzonej w atomizerze, charakterystycznych <11 danego pierwiastka linii rezonansowych, emitowanych przez źródło promieniowania.

Spektrometr absorpcji atomowej składa się z następujących, zasadniczych elementów

1)    źródła promieniowania liniowego,

2)    atomizera,

3)    monochromatora,

4)    detektora,

5)    wzmacniacza,

6)    wskaźnika (rejestrator, komputer).

Spektrometry AA mogą być jednowiązkowe lub dwuwiązkowe. Schematy blokowi spektrometru jednowiązkowego (a) i dwuwiązkowego (b) przedstawiono na rys. 7.5.

a)

—1
r~	—t---				^1

0

\

HZ- -

b>

^> —Q)

Rys. 7.5. Schemat blokowy spektrometru do badań absorpcji atomowej: a) układ jednowiązkowy, b) układ dwuwiązkowy; 1 — źródło wzbudzenia, 2 — atomizer, 3 — monochromator, 4 — detektor, 5 — wzmai niacz i komputer

Źródła promieniowania

Stosowane w spektrometrach AA źródła promieniowania winny emitować linie rezo nansowe oznaczanego pierwiastka charakteryzujące się: stabilnością, małą szerokościi| połówkową linii i dużym natężeniem. Właściwości takie wykazują przede wszystkim:

a)    lampy z katodą wnękową (ang. hollow cathode lamp — HCL),'

b)    lampy z wyładowaniem bezelektrodowym (ang. electrodeless discharge lamps — EDL).

Budowę lampy z katodą wnękową (HCL) przedstawiono na rys. 7.6. Jest to rurka szklana z okienkiem kwarcowym, wypełniona gazem szlachetnym (Ne, Ar) pod ciśnie

/

katoda

wnękowa

^anoaa    kwarcowe

Hyn, 7.6. Schemat lampy z katodą wnękową

231,6

Rys. 7.7. Widmo promieniowania emitowanego przez lampy z niklową katodą wnękową

lllcm 2-8 hPa. W rurce znajduje się anoda najczęściej z wolframu i katoda wnękowa wykonana z metalu, którego linie rezonansowe lampa ma emitować. Mechanizm powstawania energii promienistej jest następujący: dodatnie jony gazu szlachetnego wypełniają-i ego lampę bombardują katodę i wybijają z niej atomy metalu. Wybite atomy metalu w aanie gazowym ulegają wzbudzeniu i emitują promieniowanie. Widmo takiego promieniowania składa się z linii charakterystycznych dla atomów metalu katody oraz atomów j|H/,u wypełniającego lampę. Na rysunku 7.7 przedstawiono typowe widmo promieniowania otrzymanego z lampy z katodą niklową. W widmie występuje linia rezonansowa Ni o długości fali k = 232,0 nm (absorbowana przez atomy niklu) oraz linia kationu niklowego o długości fali k = 231,6 nm (nie adsorbowana przez atom niklu). Występują lllkże linie charakterystyczne dla gazu szlachetnego wypełniającego lampę. W procesie pomiaru należy zatem za pomocą monochromatora wybrać pożądaną linię analityczną, n pozostałe wyeliminować. Wniosek zasadniczy jest taki, że praktycznie musimy mieć lyle lamp, ile pierwiastków chcemy oznaczać (firmy produkujące spektrometry proponują ok. 70 lamp HCL). Produkuje się także tzw. lampy wielopierwiastkowe, których katoda jest wykonana z mieszaniny kilku pierwiastków, np. Ca. Mg i Al; Fe, Cu i Mn; Cu, Zn, Pb i Sn; Cr, Co, Cu, Fe, Mn i Ni. Lampy takie charakteryzują się z reguły gorszymi parametrami.

W przypadku niektórych pierwiastków, np. As, Sb, Se i Te, nie można zbudować lamp HCL i stosuje się lampy z wyładowaniem bezelektrodowym (EDL). Jest to rura kwarcowa zawierająca gaz szlachetny (Ne, Ar) pod zmniejszonym ciśnieniem 0,2-0,8 hPa i niewielką ilość (1-2 mg) danego pierwiastka. Wzbudzenie następuje przez działanie pola elektromagnetycznego dużej częstości (między 10 i 100 MHz). Lampy takie wytwarza się m.in. dla następujących pierwiastków: Sb, As, Se, Te, P, Hg, Bi, Cs, Ge, K, Rb, Tl.