14.10 : Atomemissionsspektroskopie: Instrumentierung

Die Instrumentierung der Atomemissionsspektrometrie (AES) umfasst verschiedene Komponenten, darunter Atomisierungsgeräte, die Proben in gasförmige Atome und Ionen umwandeln. Es gibt zwei Haupttypen von Verneblern: kontinuierliche und diskrete Atomisierer. Kontinuierliche Atomisierer, wie Plasmen und Flammen, führen Proben in einem konstanten Strom ein, während diskrete Atomisierer einzelne Proben mithilfe von Spritzen oder Autosamplern injizieren. Der am häufigsten verwendete diskrete Atomisierer ist der elektrothermische Atomisierer.

Unter Vernebelung versteht man das Einbringen von Proben in Form von Aerosolen. Ein Vernebler erzeugt einen feinen Sprühnebel aus Tröpfchen der flüssigen Probe und ermöglicht so eine effiziente Atomisierung. Nach der Atomisierung bildet die Probe in einer Flamme oder einem Plasma eine stationäre Population von Atomen, Molekülen und Ionen. Die Emission des Plasmas wird dann mit Hilfe eines Wellenlängenisolators, z. B. eines Monochromators, Polychromators oder Spektrographen, in die einzelnen Wellenlängen zerlegt. Die isolierte Strahlung wird von Wandlern oder Array-Detektoren in elektrische Signale umgewandelt, die dann von Computersystemen verarbeitet und analysiert werden. 

Bei induktiv gekoppelten Plasmaemissionssystemen (ICP) wird anstelle einer Flamme ein Hochtemperaturplasma, ein so genannter Argonplasmabrenner, verwendet. Dies ermöglicht eine breitere Anwendung und eine schnelle Multielementanalyse. Bei der Gleichstromplasmaquelle (DCP) wird das Inertgas durch einen Gleichstrombogen erhitzt, der das Plasma in einem Hochgeschwindigkeitsgasstrom erzeugt. Bei der DCP wird in der Regel eine umgekehrte V-förmige Elektrodenanordnung verwendet, bei der sich der Anregungsbereich an der Kreuzung der Argonströme befindet.

Für die Bestimmung mehrerer Elemente stehen verschiedene Instrumente zur Verfügung, darunter sequentielle Spektrometer, die verschiedene Emissionslinien nacheinander scannen, und simultane Spektrometer, die Polychromatoren oder Spektrographen verwenden, um mehrere Wellenlängen gleichzeitig zu messen. Die Instrumentierung der Atomemissionsspektrometrie bietet verschiedene Optionen für optische Pfade, darunter sequentielle optische Pfade mit Monochromatoren zur sequentiellen Wellenlängenmessung und simultane direkt ablesbare Polychromatoren mit mehreren Austrittsspalten und Photoröhren zur gleichzeitigen Messung mehrerer Emissionslinien.