Messmethodik und instrumentelle Anordnung

IMPP-Score: 0.8

Instrumentelle Anordnungen und Messmethodik

Induktiv gekoppeltes Plasma (ICP-OES)

ICP-OES verwendet Argon als Plasmagas, welches durch eine Induktionsspule ionisiert wird. Die Ionisierung durch einen Tesla-Funken und die weitere Beschleunigung durch die Induktionsspule führt zur Bildung eines stabilen Plasmas. Mit dieser Methode können mehrere Metalle gleichzeitig quantitativ bestimmt werden. Die Kalibrierung ist für die quantitative Analyse essentiell, um eine Beziehung zwischen der Konzentration der Probe und der Intensität der Emissionsstrahlung festzulegen.

Flammenphotometrie und Atomemissionsspektrometrie (AES)

Die Atomemissionsspektrometrie kann in verschiedene Techniken unterteilt werden, u.a. in die Flammenphotometrie. Hierbei werden Lösungen von Salzen als feines Aerosol in eine Hitzequelle eingebracht. Die Ionen des Salzes werden nach dem Verdampfen des Lösemittels in Atome im Grundzustand überführt und durch Energieaufnahme in einen angeregten Zustand versetzt. Die Flammenphotometrie ist somit ein spezifischer Anwendungsfall der AES.

Aufbau eines Flammen-AES1

Unterschied zwischen AES und AAS

Es ist wichtig, den Unterschied zwischen der Atomemissionsspektroskopie (AES), bei der Atome thermisch angeregt werden, und der Atomabsorptionsspektrometrie (AAS), bei der Atome durch Strahlung angeregt werden, zu verstehen. Beide Techniken haben spezifische Anwendungsgebiete und Stärken.

Einsatz von Brenngas-Oxidansgasgemischen

Bei der AES, insbesondere in der Flammenatomemissionsspektrometrie, spielen Brenngas-Oxidansgasgemische eine wichtige Rolle. Diese Gemische beeinflussen die Temperatur, Kosten und chemische Umgebung der Probe. Das Verständnis, dass nicht jedes Gasmisch geeignet ist, ist fundamental.

Bedeutung der Boltzmannformel

Die Intensität der emittierten Strahlung korreliert nicht linear mit der Anregungstemperatur. Hier kommt die Boltzmannformel ins Spiel, welche diesen Zusammenhang erklärt. Insbesondere bei Anregung durch eine induktiv-gekoppelte Plasmafackel werden niedrigere Nachweisgrenzen erreicht im Vergleich zu einer Acetylen/Sauerstoff-Flamme.

Anwendungsbereiche der ICP-OES

ICP-OES hat eine breite Anwendung in der simultanen Multielementanalyse, wobei die Matrixeffekte, spektrale Interferenzen und Linienüberlappungen berücksichtigt werden müssen. Die Analyse von Elementen ist unabhängig von deren chemischer Verbindung möglich, was ICP-OES für eine Vielzahl von Proben attraktiv macht.

Wichtige Hinweise

Wichtig: Kalibrierung in der OES

Für die quantitative Analyse in der OES ist die Kalibrierung essentiell. Sie stellt die Beziehung zwischen der Konzentration der Probe und der Intensität der Emissionsstrahlung her.

IMPP Fokus: Unterschiede zwischen AES und AAS

Das IMPP fragt besonders gerne nach dem Unterschied zwischen AES und AAS. Seid euch der Spezifika und Anwendungsgebiete beider Methoden bewusst.

Zusammenfassung

  • Induktiv gekoppeltes Plasma (ICP-OES) ermöglicht die simultane Multielementanalyse durch die Ionisation und Beschleunigung von Argon, was zur Bildung eines stabilen Plasmas führt und niedrigere Nachweisgrenzen als bei einer Acetylen/Sauerstoff-Flamme erreicht.
  • Atomemissionsspektroskopie (AES) nutzt eine Hitzequelle, typischerweise eine Brennerflamme, um Salzlösungen als feines Aerosol in Atome im Grundzustand zu überführen und deren Elektronen in einen angeregten Zustand zu versetzen.
  • Flammenphotometerie ist ein Synonym für Atomemissionsspektrometrie, basierend auf der Analyse von Licht, das von angeregten Atomen in einer Flamme emittiert wird.
  • Atomabsorptionsspektrometrie (AAS) unterscheidet sich von AES dadurch, dass Atome durch Strahlung und nicht thermisch angeregt werden.
  • Die spektralanalytische Auswertung erfordert das Verständnis und die Anwendung diverser spektrometrischer Verfahren, darunter NMR, UV, VIS und Gamma-Spektroskopie, zur Gewinnung qualitativ-analytischer Informationen.
  • Einsatz verschiedener Brenngas-Oxidansgasgemische in der Flammenatomemissionsspektrometrie wirkt sich auf Temperature, Kosten, Brenngeschwindigkeit und chemische Umgebung, somit auf die spektralen Eigenschaften aus.
  • Boltzmannformel erklärt die nicht lineare Korrelation zwischen der Emissionsstrahlungsintensität und der Anregungstemperatur, wodurch ICP-OES in bestimmten Anwendungen bevorzugt wird.

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Footnotes

  1. Credits Aufbau eines Flammen-AES Grafik: Matthias M., FAES-Aufbau, CC BY-SA 3.0↩︎