Emisní spektroskopie
"Emisní spektroskopie je spektroskopická technika, která zkoumá vlnovou délku fotonu, když je emitována atomy nebo molekulou během přechodu excitovaného stavu do stavu s nižší energií."
Emisní spektroskopie je tedy důležitou technikou ke studiu. Před obohacením o toto téma však musíme stručně znát některé základní pojmy, například Spektroskopie, spektroskop nebo spektrometr, vlnové délky fotonů, emisní linie atomové spektroskopie a emisní spektraatd. Pak toto téma, „Emisní spektroskopie“ bude zajímavé a snadno pochopitelné.
Emisní spektroskopie se populárně nazývá optická emisní spektroskopie kvůli světelné povaze emitovaného záření.
Co je to „Spektroskopie“ a „spektrometrie“?
Spektroskopie:
"Spektroskopie, zkoumání interakcí mezi hmotami s různými typy elektromagnetického záření."; “
Obvykle se používá pro různá měření a kvantitativní analýzu; používá se termín „spektrometrie“.
Co je spektroskop nebo spektrometr?
Spektrometr nebo spektroskop je přístroj, který se používá k oddělení složek světla, které mají různé vlnové délky.
Základní princip spektroskopické techniky:
Základním principem sdíleným všemi spektroskopickými technikami je analýza paprsku elektromagnetického záření na vzorku a pozorování, jak na takový podnět reaguje.
Typy spektroskopie
Techniky atomové spektroskopie jsou následující:
- AAS - atomová absorpční spektroskopie
- AFS - atomová fluorescenční spektroskopie
- AES- atomová emisní spektroskopie
- XRF - rentgenová fluorescence
- MS-hmotnostní spektroskopie
Ve většině těchto metod (tj. AAS, AFS a AES) se jevy interakcí mezi ultrafialové světlo a valenční elektron atomů volného plynu byl využit. Při rentgenové fluorescenci se vysokoenergetické nabité částice srazí s elektrony atomu uvnitř obalu a iniciují následnou emisi fotonů během přechodů. Pro anorganickou hmotnostní spektroskopii se atomy ionizované analýzy obvykle oddělují v aplikovaném magnetickém poli podle (m/z) poměru hmotnosti k náboji a využívají se pro další zkoumání pomocí tohoto základního jevu.
Co se rozumí atomovou emisí?
Jak víme, emise je produkce a výboj něčeho, zejména plynu nebo záření. Spektrum je charakteristickým rysem látky nebo emitujícího prvku nebo látky a typu excitace, kterému je vystaveno, aby porovnalo absorpční spektrum. Atomovou emisi lze využít k analýze volného plynného atomu. Toto je nejběžnější metoda pro plazmu, oblouk a plameny, z nichž každá je užitečná pro roztok nebo kapalné vzorky - agregát energie funguje jako zdroj excitace v této metodě.
Atomová spektroskopie:
"Atomová spektroskopie souvisí s absorpcí a emisí elektromagnetického záření atomy." Jelikož jedinečné prvky mají charakteristická (podpisová) spektra, k určení složení prvků se používá atomová spektroskopie, konkrétně elektromagnetické spektrum nebo hmotnostní spektrum. “
Proč je důležitá atomová spektroskopie?
Spektroskopie hraje podstatnou roli v různých analytických metodách, které přispívají informacemi o koncentracích prvků a poměrech izotopů.
- Používá se k analýze protonů nebo rentgenových fotonů nebo rentgenové emise vyvolané částicemi v rentgenové fluorescenci a energetické disperzní rentgenové spektroskopii. Atomová spektroskopie je tedy důležitou technikou používanou ve fluorescenční spektroskopii využíváním interakce s elektromagnetickým zářením.
Atomové spektrum:
Atomové spektrum je rozsah charakteristických frekvencí elektromagnetického záření, které jsou absorbovány a emitovány atomem. Atomové spektrum poskytuje vizuální přehled o těchto drahách elektronů kolem atomu.
Elektron může skákat z pevné orbity na následující následujícím způsobem:
- Elektron by měl absorbovat foton určité frekvence; Když elektron skočí do, má vyšší energii.
- Pokud skočí na nižší energii, musí emitovat foton určité frekvence.
- Emisní spektrum každého chemického prvku je do značné míry zodpovědné za barvu věcí a je jedinečné. Atomová spektra mohou být analyzována za účelem zjištění složení objektů.
- Vysvětlení tohoto jevu je rozhodující pro pokrok kvantové mechaniky.
Atomová emisní spektroskopie
"Atomová emisní spektroskopie (AES) je technika analýzy, která využívá intenzita světla emitované z plazmy, oblouku, jiskry a plamene při určité vlnové délce k určení množství prvku ve vzorku. “
Atomová spektroskopie obsahuje mnoho analytických metod používaných k výpočtu elementárního složení (může to být kapalina, plyn nebo pevná látka) detekcí elektromagnetických emisních spekter, emisní intenzity nebo hmotnostního spektra daného vzorku. Mohly by být také objeveny koncentrace prvků v milionu (ppm) nebo jedné miliardě složek (ppb) tohoto vzorku, takže by mohly být použity pro vakuovou analýzu. Existují různé typy hmotnostní spektroskopie, spektroskopie, emisní, absorpční a fluorescenční techniky. Protože každý má své silné stránky a omezení, stanovení vhodné techniky vyžaduje základní pochopení každé metody. Účelem tohoto tématu je nabídnout pouze metody emisní spektroskopie.
Jedná se o systém chemické analýzy, který k určení počtu složek ve vzorku využívá intenzitu světla, emisní intenzitu generovanou plamenem horkého plynu, obloukem, plazmou nebo výbojem při specifické vlnové délce. Zatímco úroveň emitovaného světla je úměrná počtu atomů této složky, vlnová délka spektrální čáry v emisním spektru poskytuje identitu této složky. Několik postupů může vzorek vzrušit.
Metoda generování emisního a absorpčního spektra
Co je to emisní spektrum nebo emisní spektrum?
"Emisní spektrum prvku nebo chemické sloučeniny spočívá v tom, že rozsah frekvencí elektromagnetického záření emitovaného v důsledku skoku atomu nebo molekuly nebo přechodu ze stavu vyšší energie do stavu nižší energie."
Emisní čára nebo spektrální čára je buď jasná, nebo tmavá v jinak spojitém nebo jednotném spektru, což vede k emisi nebo absorpci světla v úzkém frekvenčním rozsahu ve srovnání se standardními frekvencemi elementů. Tyto emisní spektrální čáry se používají k rozpoznání atomů a molekul jejich porovnáním se standardními frekvencemi elementů.
Ukázka emisního spektra:
Emisní spektrum železa (Fe).
Obrázek kreditu:
Nilda, Veřejná doména, přes Wikimedia Commons
Typ atomové emisní spektroskopie:
- · Atomová plazma s indukčně vázanou vazbou Atomová emisní spektroskopie.
- · Atom jiskry nebo oblouku Atomová emisní spektroskopie.
- · Atom na bázi plamene Atomová emisní spektroskopie.
Indukčně vázaná plazma Atomová emisní spektroskopie:
Spektroskopická atomová emisní spektroskopická metoda s indukčně vázaným plazmatem (ICP-AES) využívá indukčně vázanou plazmu k vytváření excitovaných atomů a ionty budou emitovat elektromagnetické záření při různých charakteristických vlnových délkách konkrétní složky. Výhody spektroskopické techniky atomové emise s indukčně vázanou plazmou mají omezení schopnosti více prvků, nízkou chemickou interferenci a stabilní a reprodukovatelný signál.
Nevýhody jsou spektrální interference (mnoho emisních čar), cena a provozní náklady a skutečnost, že vzorky obvykle potřebují udržovat tekutý lék.
Atomová emisní spektroskopická technika je schéma chemického vyšetřování, které využívá intenzitu světla generovaného plamenem horkého plynu, obloukem, plazmou nebo výbojem při specifické vlnové délce ke zjištění počtu látek nebo složek. Zatímco úroveň emitovaného světla je úměrná počtu atomů této složky, vlnová délka spektrální čáry v emisním spektru poskytuje identitu této složky. Několik postupů může vzorek vzrušit.
Jiskrová nebo oblouková atomová emisní spektroskopie:
"Typ atomové emisní spektrometrie, při kterém je vzorek excitován obloukem nebo jiskrou mezi dvěma elektrodami."
Pro hodnocení kovových složek v pevných vzorcích lze použít jiskrovou nebo obloukovou atomovou emisní spektroskopii. U nevodivých materiálů je vzorkem směs s grafitovým práškem, aby to bylo vnímatelné. V konvenčních metodách obloukové spektroskopie byl vzorek zvuku obecně rozdrcen a zničen zpracováním vyhodnocení. Vybuzené atomy emitují světlo o charakteristických vlnových délkách, které mohou být rozptýleny monochromátorem a detekovány.
V dřívějším věku nebyla technika oblouku nebo jiskry dostatečně kontrolována; hodnocení pro tyto složky ve vzorku bylo pouze kvalitativní. Moderní zdroje jiskry s kontrolou výboje se však staly vysoce kvalitativními. Kvalitativní i kvantitativní hodnocení jisker se běžně používá k výrobě řízení kvality ze slévárenských a kovových odlévacích center.
Plamenová atomová emisní spektroskopie:
Vzorek látky se smísí nebo přivede (pomocí malé kličky z platiny nebo specifického drátu) do plamene plynu nebo rozstřikovaného roztoku nebo přímo do plamene nebo ohně. Plamen odpařuje rozpouštědlo vzorku existujícím produkovaným teplem a rozbíjí intramolekulární vazby za vzniku volných atomů. Tato energie vybudí atom, zejména elektrony, příliš excitované elektronické stavy, které vyzařují světlo, když přeskočí zpět do základního elektronického stavu. Každý prvek vyzařuje světlo resp fotonu na předem definované charakteristické vlnové délce, který je dispergován pomocí hranolu nebo mřížkového zařízení a nakonec pozorován ve spektrometru.
Časté používání tohoto měření emisí s plamenem a jiskrou je standardizováno pro alkalické kovy pro získání farmaceutické analýzy.
Jaký je rozdíl mezi atomovou absorpční spektroskopií (AAS) a atomovou emisní spektroskopií (AES)?
- Technika atomové absorpční spektroskopie (AAS) a atomové emisní spektroskopie (AES) je spektro-analytický proces pro kvantitativní analýzu složených složek využívající absorpci optického záření (světla) bez elektronů z plynných podmínek.
- Při atomové absorpční spektroskopii AAS, když je monochromatické světlo bombardováno látkou, kterou elektrony absorbují energii, je uvedena absorpční úroveň. V technice atomové emisní spektroskopie (AES) vzorek, který se atomizuje v plameni, poté absorbuje energii elektronů a stane se vzrušeným.
- Informace o excitačních a emisních spektrech (nebo excitačních spektrech a emisní intenzitě klesá), energetická úroveň umožňuje přístup k informacím o distribucích v základním i excitovaném stavu.
- Použití různých světelných zdrojů a zdrojů buzení je specifické pro danou metodu.
Aplikace emisní spektroskopie:
- Laboratorní tvrdý rentgenový monochromátor se používá pro aplikace s vysokým rozlišením využívající rentgenovou emisní spektroskopii.
- Standardní aplikace je také v blízkosti měření okrajové struktury, protože atomy se rozpadají na základní stupeň a využívají rentgenovou absorpci. Vyzařované záření obvykle prochází monochromátorem použitým k izolaci specifické charakteristické vlnové délky pro tuto specifickou analýzu.
- Emisní spektroskopie v AES nebo atomové emisní spektroskopii obecně využívá kvantifikovatelné měření optické emise počínaje od excitovaných atomů k hodnocení koncentrace a jejích emisních spekter. Mohla by být také zkoumána a analyzována další specifika týkající se elektronické a geometrické struktury přechodných kovů.
- Spektroskopická opatření založená na emisním spektru a nelineární rentgenové spektroskopii se používají k analýze různých typů přechodů, jako jsou sloučeniny kovů v anorganické chemii, charakterizace katalýzy a aplikace materiálových věd.
Také čtení:
Jsem Subrata, Ph.D. ve strojírenství, konkrétněji se zajímají o oblasti související s jadernou a energetickou vědou. Mám zkušenosti s více doménami od servisního technika pro elektronické pohony a mikrokontroléry až po specializovanou práci ve výzkumu a vývoji. Pracoval jsem na různých projektech, včetně jaderného štěpení, fúze se solární fotovoltaikou, konstrukce ohřívače a dalších projektů. Mám velký zájem o oblast vědy, energii, elektroniku a přístrojové vybavení a průmyslovou automatizaci, především kvůli široké škále stimulačních problémů zděděných v této oblasti a každý den se mění s průmyslovou poptávkou. Naším cílem je zde tyto nekonvenční a složité přírodovědné předměty snadno a srozumitelně doložit.
Ahoj kolego čtenáři,
Jsme malý tým v Techiescience, tvrdě pracujeme mezi velkými hráči. Pokud se vám líbí, co vidíte, sdílejte náš obsah na sociálních sítích. Vaše podpora znamená velký rozdíl. Děkuji!