Atomspektroskopie (auch Atomspektrometrie) ist ein Sammelbegriff für spektroskopische Verfahren, die zur quantitativen und qualitativen Bestimmung von Elementen eingesetzt werden. Die Atomspektroskopie ist ein Teilbereich der Analytischen Chemie.
ICP-OES (Optische Emission)
ICP-OES steht für englisch inductively coupled plasma optical emission spectrometry, also der optischen Emissionsspektrometrie mittels induktiv gekoppeltem Plasma. Die Methode des induktiv gekoppelten Plasmas beruht auf der Verwendung eines sehr heißen (ca. 10.000 K) Argon-Plasmas zur Anregung der optischen Emission der zu analysierenden Elemente.
Ein Plasma ist ein ionisiertes Gas, das neben Atomen auch Elektronen und Ionen enthält. Als Gas wird aufgrund seiner gegenüber den zu bestimmenden Elementen großen Ionisierungsenergie (15,76 eV), seiner chemischen Inertheit, seines vergleichsweise niedrigen Preises, sowie der fehlenden Bandenspektren, meist Argon (einatomiges Gas) verwendet. Die Energieübertragung erfolgt dabei nach der Zündung durch einen Teslafunken durch das in den Spulen anliegende Hochfrequenzfeld. Freie Elektronen werden nun durch das anliegende Feld beschleunigt und heizen durch Kollision mit den Atomrümpfen das Plasma auf. Bedingt durch die hohe Teilchendichte im Plasma erhitzen sich Plasma und Probenaerosol auf 6.000–12.000 K (abhängig von der RF-Leistung des Hochfrequenzgenerators in Watt). Die herrschenden Temperaturen sind dabei lokal unterschiedlich, man unterscheidet Ionisations-, Elektronen- und Anregungstemperaturen. Wichtig ist vor allem die Anregungstemperatur mit ca. 6.000 K. Das Probenaerosol wird dabei durch die Mitte des Plasmastromes geleitet, ohne dessen Stabilität/Gleichgewicht zu beeinflussen.
ICP-OES
Dieses Analysegerät dient der Quantifizierung zahlreicher Kationen; bestimmt werden in Routine Kationen folgender Elemente:
- Aluminium (Al)
- Arsen (As)
- Calcium (Ca)
- Cadmium (Cd)
- Caesium (Cs)
- Kupfer (Cu)
- Eisen (Fe)
- Kalium (K)
- Magnesium (Mg)
- Natrium (Na)
- Phosphor (P)
- Blei (Pb)
- Zink (Zn)