Atomabsorptionsspektrometrie (AAS)

Definition

• Messung der Absorption bestimmter Wellenlängenbereiche beim Durchtritt von Licht durch gasförmige Proben, die freie Atome enthalten.

Messprinzip

• Metallsalzlösungen werden in einer Flamme verdampft. Durch diese Flamme schickt man Licht entweder aller Wellenlängen oder nur der zu bestimmenden Frequenzen.
• Die Atome in der Flamme absorbieren nun nur genau die Wellenlängen, auf denen sie selbst emittieren würden (Resonanzabsorption). 
• Dies führt zu einer charakteristischen Abschwächung des eingestrahlten Lichtsignals, die ausgewertet werden kann.
• Die gleichzeitige Lichtemission der Probe kann vernachlässigt werden, da sie ungerichtet in alle Raumrichtungen erfolgt. Durch besondere Messtechniken kann sie zudem von der eingestrahlten Messstrahlung unterschieden und aus dem Ergebnis herausgerechnet werden.

Anwendungsgebiet

• Qualitative und quantitative Bestimmung von Metallen.

Resonanzabsorption

• Als Resonanzabsorption bezeichnet man die Aufnahme und Umsetzung von Strahlungsenergie der Wellenlängen, deren Energie gleich einer Energiedifferenz im Atom oder Molekül ist. 
• So werden bei der AAS genau die Lichtquanten absorbiert, deren Energiegehalt genau dem des Elektronenübergangs entspricht, der bei der AES zur Aussendung von Licht dieser Wellenlänge führt.

Lichtquelle

• Als Lichtquelle können theoretisch auch Lampen eingesetzt werden, die ein kontinuierliches Spektrum erzeugen, z.B. normale Glühlampen. 
• Meist werden in der Praxis jedoch Hohlkathodenlampen verwendet, die das zu bestimmende
• Element als Kathodenmaterial aufweisen. Diese Lampen erzeugen nun ein Spektrum (wie in der AES), das nur die Spektrallinien des zu bestimmenden Stoffs enthält.

Messgrößen

• Die Messgröße der AAS ist die Absorption, die als dekadischer Logarithmus des Verhältnisses der in die Probe eingestrahlten zur heraustretenden Lichtintensität definiert ist. 
• Das Lambert-Beersche-Gesetz gilt prinzipiell.

Auswertung

• Die direkte quantitative Bestimmung des Elements ist aufgrund der Einflüsse der Flamme nicht möglich. Durch Einsatz von Referenzlösungen bekannter Konzentration ist jedoch eine relativ genaue Bestimmung zu gewährleisten.

Aufbau

• Strahlungsquelle 
  • Muss auf den vom zu bestimmenden Atom absorbierten Frequenzen emittieren. 
  • Meist werden Hohlkathodenlampen oder elektrodenlose Entladungslampen verwendet.
• Atomisierungseinrichtung
  • Brenner
  • Graphitrohrofen (Verbesserung der Nachweisgrenze um 2 - 3 Zehnerpotenzen!)
  • ...
• Monochromator
  • Prisma
  • Gitter
• Detektor
  • Photodiode
• Wie bei anderen spektroskopischen Verfahren auch sind sowohl Ein- als auch Zweistrahlgeräte im Einsatz.

Verfahren

• Flammen-AAS
• Graphitrohrofentechnik
• Hydrid-Technik
• Kaltdampftechnik

• Siehe auch:
  • Mittels der Spektralanalyse bestimmbare Elemente