У даній статті ми розглянемо поняття атомно-абсорбційного спектрометра та області дослідження, в якій даний прилад застосовується. Також ми приділимо увагу загальним визначенням аналітичного інструменту, різних історичних даних і принципам пристрою використовуваних апаратів.

Введення

Перш ніж приступити до вивчення атомно-абсорбційних спектрометрів, важливо буде ознайомитися з самим поняттям даної спектрометрії – ААС. Вона поширена в областях аналітичної хімії як методологічний інструмент для проведення аналізу елементних компонентів, що спирається на атомне спектральне поглинання (абсорбцію) для конкретних змістів металів в сольових розчинах, які ці метали утворюють. Це однаково для природних і стічних вод, а також розчинів-минерализатов та інших типів технологічних рідин.


Прилад, за допомогою якого визначають показники ААС, називають атомно-абсорбційним спектрометром. Його головні елементи представлені у вигляді: джерела світла, атомізатора, спектрального приладу і електронної системи. Щоб визначити вміст елемента в різних пробах, необхідно використовувати експериментально встановлені дані про функціональної підпорядкованості між сигналом, що містить аналітичні дані, і показником концентрації елемента в розчині, що перебуває в градуйованою формі.

Історія методології

Першим, хто виявив явище спектральних ліній, що поглинаються атомами, став лікар і хімік з Англії Вільям Волланстон. Його робота ґрунтувалася на аналізі випромінювання сонячного спектру. Відкриття було скоєно на початку дев'ятнадцятого століття. Через деякий час це ж явище виявив німецький фізик В. Фраунгофер. Наявність зв'язку між испускаемым і поглощаемым спектром і складом хімічної природи нагрітих газів відкрили вчені з Німеччини - Р. Бунзен і Р. Кірхгоф - в проміжок часу з 1859 по 1861 рік.


В якості аналітичної заходи спектральне атомне поглинання почали застосовувати з 1930 по 1940 рік з метою ідентифікації різних хімічних елементарних компонентів в зоряній атмосфері. Цим же шляхом визначають і кількість ртуті в різноманітному наборі проб і атмосфері всередині приміщення. Їх незручність обумовлювалася відсутністю високочутливих приладів.

Робота Алана Уолша

У 1955 році Аланом Уолшем був запропонований легко здійснюваний спосіб визначення кількісного показника конкретного виду елемента в розчині, який розпилюють над полум'ям ацетилену, що горить в повітрі. Тут використовувалося визначення поглинутого випромінювання атомного ряду ліній, що випромінювали селективні лампи. А. Уолш став засновником фірми Techtron, яка в 1962 р. запустила виробництво перших у світі серійних атомно-абсорбційних спектрометрів. Пізніше в промисловість була введена технологія графитной печі, створена Борисом Львовим і Гансом Массманом.

Засоби здійснення

Прилади, що використовуються для такого аналізу, представлені у вигляді прецизійних високоавтоматизованих пристроїв, які здатні забезпечити відтворення ряду вимірювальних умов, а також автоматично вводити проби і реєструвати результати вимірювань. Пристрій атомно-абсорбційного спектрометра являє собою наступний набір компонентів:

Джерело, що випромінює світло, який характеризує вузьку лінію спектрального характеру, властиву для аналізованого з'єднання.

Атомізатор – засіб переведення конкретної речовини в пари атома.

Спектрометр – частина механізму, що виділяє характерні аналітичні лінії речовин.

Електронна система, експлуатована для проведення детектування, збільшення можливостей і обробки сигналу, що несе аналітичні дані про поглинання.

В даний час існує безліч приладів подібного типу на ринку купівлі-продажу. Дуже широко застосовуваним і поширеним став атомно-абсорбційний спектрометр МГА. В даний час існує безліч поколінь даної апаратури, кожне з яких володіє набором поліпшених характеристик і високою продуктивністю, точністю. Наприклад, на території РФ можна часто зустріти модель МГА-1000.

Джерела випромінювання

Серед головних вимог до джерела випромінювання особливе місце виділяють їх узкополосности, високої стабільності по відношенню до показників частоти та інтенсивності. Також важливо враховувати високу інтенсивність ліній резонансу, низьку величину рівня шумів, відсутність різних накладень спектральної природи на лінію резонансу і її самопоглощающую здатність, мінімальні витрати часу на встановлення режиму роботи і наявність здатності виявляти тіла світіння мінімальних розмірів. Серед переліку світлових джерел найбільш значущими є: лампочки з повним катодом, лампи безэлектрокатодного типу і лазери. Одним з апаратів, аналізують випромінювання таких джерел, є атомно-абсорбційний спектрометр КВАНТ-Z. Одна з його різновидів – ААС КВАНТ-Z. ЦЯ. Він знаходить своє застосування в самих різних областях людської діяльності. Наприклад, в геології, біологічних і хімічних дослідженнях, нафтохімії, медицині і фармакології, наукових дослідженнях і т. д.

КВАНТ-2АТ

В даний час існує чималу кількість приладів такого типу. Розглянемо на прикладі одного з них. Одним із засобів для аналізу випромінювання служить атомно-абсорбційний спектрометр КВАНТ-2АТ. Найчастіше його використовують для: контролю за станом об'єктів навколишнього середовища, аналізу харчового ряду продуктів, сировини, металургійної продукції і т. д. Серед основних режимів виділяють:

Пряму абсорбцію з автоматизацією у вогні.

Автоматизацію в квантових кюветах.

Атомну абсорбцію, що володіє проточно-інжекційним концентруванням.

Атомну емісію.

В якості джерела випромінювання він використовує лампи спектрального типу з порожніми катодами. Живлення лампи є імпульсно-періодичним. Типи полум'я можуть включати в себе: повітря + пропан, повітря + ацетилен, закис азоту + ацетилен. Сам спектрометр відноситься до групи надшвидких, однопроменевих апаратів, коригувальних неселективное поглинання допомогою використання дейтерію.

Коротко про вимоги до встановлення

Атомно-абсорбційний спектрометр КВАНТ варто встановити в приміщенні закритого типу з опаленням. Воно повинно бути сухим і розташовуватися далеко від гріючих пристроїв і джерел з різкими повітряними потоками. Площа приміщення не повинна бути нижче 10 метрів в квадраті, а обсяг - не менше 30 метрів кубічних. Необхідно наявність припливно-витяжної вентиляції, а над пальником потрібно розташувати парасольку, щодо спектрометра, і забезпечити його шибером для регуляції. Важливо звернути увагу на мінімальний рівень вимог до таких проблем, як запиленість і задимленість. Стеля, підлога і стіни покривати потрібно у відповідності з вимогами технологічної гігієни. Необхідно, щоб повітря без домішок речовин, що володіють хімічною активністю. Небажано встановлювати прилад поруч з джерелами вібрацій. Також бажано наявність раковини та каналізаційної системи в приміщенні, де працює хімік-аналітик.

Про виробника КВАНТ-2АТ

Виробником квантово-абсорбційного спектрометра КВАНТ-2АТ є компанія «КОРТЭК». Це дуже надійний постачальник подібної продукції, який на ринку працює вже не один десяток років, а з 1988 року визнано лідером у своїй області. Компанія має безліч філій, один з яких знаходиться в місті Москві за адресою: вул. Нікулінський, д. 27 кор. 2. Крім спектрометрів, вони також розробляють різне додаткове обладнання, що займаються програмним забезпеченням і виготовляють спектральні лампи, комплектні та витратні матеріали, а також не обходять стороною і фототерапію. Вельми популярний атомно-абсорбційний спектрометр КВАНТ-2АТ (виробник «КОРТЭК»). При виборі приладу слід пам'ятати, що на сьогоднішній день ця компанія залишається лідером у виробництві якісної продукції.

МГА-915МД

Раніше ми згадували про конкретної моделі апарату, а саме, про атомно-абсорбційному спектрометрі МГА-915МД. Говорячи про нього більш детально, можна відзначити деякі його особливості, що виділяють його на тлі інших моделей. МГА-915МД володіє високою селективністю, пов'язаної з експлуатацією високоефективних варіантів селективного аналізу атомно-абсорбційного типу. Анализаторная система МГА-915МД володіє високою селективністю і дозволяє визначити кількість міститься широкого ряду елементів в пробі з будь-яким типом складу. Зеемановский коригуючий спосіб неселективного поглинання і ААС є «референтними методами» по відношенню до визначення навіть малої кількості містяться елементів у пробі зі складним складом. Наявність високої чутливості дозволяє збільшувати граничні можливості виявлення до рівня кращих спектрометрів, що нам можуть запропонувати на ринку. Дана модель є абсолютно автоматизованим механізмом зі зміною джерела випромінювання і встановленням конкретно необхідних ліній резонансу в самостійному режимі. Вона має турелью на шість ламп. Автосэмплер з 55-ю осередками є системою вводу проб МГА-915МД. Дані можуть у безперервному порядку передаватися в систему АСУ для подальшого управління процесом технології. Повітря аналізується за допомогою застосування методу електростатичного осадження аерозолі повітря безпосередньо в атомізаторі графітового типу.