원자 흡수 및 방출 분광법

원자 분광법은 시료를 원자화하고 자유 기체 원자에 의한 빛의 흡수 또는 방출을 측정하여 원소 농도를 결정합니다.

Definition

원자 흡수 및 방출 분광법은 불꽃, 로 또는 플라즈마에서 생성된 자유 원자의 특성적인 선 흡수 또는 방출로부터 개별 원소를 정량화하는 분광화학적 방법입니다.

Scope

이 주제는 원소 분석의 주요 기술인 불꽃 및 흑연로 원자 흡수, 유도 결합 플라즈마 광학 방출을 포함한 불꽃 및 플라즈마 원자 방출, 그리고 원자 형광을 다룹니다. 또한 원자화원, 중공 음극 램프와 같은 선원, 배경 보정 전략, 그리고 원자 방법의 특징적인 스펙트럼 및 화학적 간섭에 대해 다룹니다.

Core questions

• 원자화기는 시료를 측정 가능한 자유 기체 원자로 어떻게 변환합니까?
• 흡수가 방출보다 선호되는 경우는 언제이며, 온도는 원자 집단에 어떻게 영향을 미칩니까?
• 어떤 스펙트럼, 화학적, 이온화 간섭이 발생하며 어떻게 보정됩니까?
• 불꽃, 로, 플라즈마 원천 간의 검출 한계는 어떻게 비교됩니까?

Key theories

원자 상태의 볼츠만 분포

들뜬 상태 원자와 바닥 상태 원자의 비율은 볼츠만 분포를 따르며 온도에 따라 급격히 증가합니다. 대부분의 원자는 불꽃 온도에서 바닥 상태에 머무르기 때문에, 많은 원소에 대해 흡수 방법이 방출보다 더 민감한 경우가 많으며, 더 뜨거운 플라즈마는 방출에 유리합니다.

Mechanisms

액체 시료는 불꽃, 전기 가열 흑연로 또는 아르곤 플라즈마에서 분무되고 원자화되어 자유 원자 집단을 생성합니다. 흡수에서는 원소 특이적 광원에서 나온 빛이 원자 구름을 통과하며, 공명선에서의 감쇠는 농도를 측정합니다. 방출에서는 열 또는 전기적으로 여기된 원자가 이완되면서 특성적인 선에서 빛을 방출하며, 그 강도는 농도에 비례합니다. 배경 보정을 통해 표준 물질에 대한 보정을 통해 신호는 원소 농도로 변환됩니다.

Clinical relevance

원자 분광법은 환경 모니터링, 식수 규정 준수, 식품 및 임상 시료, 지질 및 야금 분석, 납 및 기타 독성 원소 스크리닝에서 미량 금속 결정에 핵심적인 역할을 합니다.

History

원자 방출 분석은 19세기 중반 분젠과 키르히호프의 스펙트럼 연구로 거슬러 올라갑니다. 앨런 월시의 1955년 원자 흡수 분광법 제안은 원소 분석을 일상화했으며, 보리스 르보프의 흑연로는 감도를 크게 향상시켰습니다. 1960년대-1970년대에 개발된 유도 결합 플라즈마는 동시 다원소 측정을 가능하게 했습니다.

Key figures

• Alan Walsh
• Boris L'vov
• Robert Bunsen
• Gustav Kirchhoff

Seminal works

• walsh1955
• skoog2017
• ingle1988

Frequently asked questions

원자 흡수가 불꽃 방출보다 검출 한계가 낮은 경우가 많은 이유는 무엇입니까?

일반적인 불꽃 온도에서는 대부분의 원자가 바닥 상태에 머무르기 때문에, 흡수할 수 있는 원자의 수가 방출할 수 있는 원자보다 훨씬 많아서, 여기되기 어려운 원소에 대해 흡수가 감도 면에서 유리합니다.

유도 결합 플라즈마는 불꽃에 비해 어떤 장점이 있습니까?

플라즈마는 훨씬 더 높은 온도에 도달하여 난용성 원소를 효율적으로 원자화하고 여기시키며, 화학적 간섭을 줄이고, 넓은 농도 범위에서 많은 원소를 동시에 측정할 수 있게 합니다.