Оптико-емісійна спектрометрія з індуктивно-зв'язаною плазмою (ІЗП-ОЕС)

Спектрометр емісійний – це прилад для вивчення зразків речовини методом емісійного спектрального аналізу, який заснований на вивченні спектрів випускання вільних атомів і іонів в газовій фазі.

Одним з найпоширеніших видів емісійного спектрального аналізу є атомно-емісійна спектроскопія (АЕС), яка являє собою швидкий високочутливий метод ідентифікації та кількісного визначення елементів домішок в газоподібних, рідких і твердих речовинах, в тому числі і в високочистих.

АЕС використовує для визначення концентрації аналіту кількісне вимірювання оптичного випромінювання збуджених атомів. У розчині атоми аналіту всмоктуються в область збудження, де пізніше розчиняються, випаровуються і розпорошуються полум'ям, розрядом або плазмою. Високотемпературні джерела розпилення забезпечують достатню енергію для просування атомів на високі енергетичні рівні. Атоми розпадаються назад на нижчі рівні, випускаючи світло.

Емісійний спектрометр для АЕС являє собою складний прилад, в якому пробопідготовка проводиться з використанням індуктивно зв'язаної плазми, для отримання якої потрібні спеціальні марки аргону з чистотою 99,998 – 99,999%. Альтернативою атомно-емісійної спектроскопії може виступати комбінований метод із застосуванням газової хроматографії (ГХ-АЕС). У цьому випадку для ідентифікації зразків в хроматографі застосовується високоякісний гелій 6,0 з рівнем чистоти в 99,9999%.

У спектрометрі зразок розкладається на вільні атоми в високотемпературному джерелі збудження, наприклад, в полум'ї. Рідкі зразки розпорошуються і переносяться в полум'я потоком газу. Джерело збудження має розчиняти, розпорошувати і збуджувати атоми аналіту. Полум'я постачає достатньо енергії, щоб просунути атоми на високі енергетичні рівні. Коли атоми розпадаються до своєї основної стадії, випромінювання проходить через монохроматор, який виділяє певну довжину хвилі для бажаного аналізу. Далі фотоприймач вимірює потужність випромінювання обраного випромінювання.

Оптична емісійна спектрометрія

Оптична емісійна спектрометрія передбачає подачу електричної енергії в оптичний спектрометр у вигляді іскри, яка виникає між електродом і металевим зразком, в результаті чого випаровані атоми доводяться до високоенергетичного стану в так званій «розрядній плазмі».

Ці збуджені атоми і іони в плазмі розряду створюють унікальний спектр випромінювання, специфічний для кожного елемента. Таким чином, один елемент генерує безліч характерних емісійних спектральних ліній.

Світло, яке генерується розрядом в спектрометрі оптичному, являє собою сукупність спектральних ліній елементів в зразку. Це світло розщеплюється дифракційною решіткою для вилучення спектра випромінювання для цільових елементів. Інтенсивність кожного спектра випромінювання залежить від концентрації елемента в зразку. Детектори (фотопомножувальні трубки) вимірюють наявність або відсутність спектру, виділеного для кожного елемента, і його інтенсивність для виконання якісного і кількісного аналізу елементів.

У оптичному емісійному спектрометрі індуктивно зв'язана плазма використовується як джерело збудження. Однак терміни «оптична емісійна спектрометрія» «фотоелектрична оптична емісійна спектрометрія» зазвичай відносяться до оптичної емісійної спектрометрії з використанням для збудження іскрового або дугового розряду постійного струму, або тліючого розряду.