47. Атомно-абсорбционная спектроскопия. Физические основы. Классификация методов. Приборы и области применения атомно-абсорбционной спектроскопии.

Атомно-абсорбционная спектроскопия – метод количественного элементного анализа по атомным спектрам поглощения. Принцип метода: через слой атомных паров пробы, получаемых помощью атомизатора, пропускают просвечивающее излучение в диапазоне 190-850 нм. В результате поглощения квантов света (фотонное поглощение) атомы переходят в возбужденные энергетические состояния. Этим переходам в атомных спектрах соответствуют резонансные линии, характерные для данного элемента. Мера концентрации элемента: оптическая плотность или атомное поглощение:

A= lg(I0/I)=KLC (закон Бугера-Ламберта-Бера), где

I0 и I – интенсивности излучения от источника соответственно до и после прохождения через поглощающий слой атомного пара;

K – коэффициент пропорциональности;

L – толщина поглощающего слоя атомного пара;

C – концентрация определяемого элемента.

Атомно-абсорбционный анализ – это универсальный метод определения следов большинства металлов (и некоторых неметаллов); применяется он и для определения высоких содержаний элементов. К настоящему времени описаны методы атомно-абсорбционного определения 76 элементов в образцах материалов различного происхождения. Возможность использования атомно-абсорбционной спектроскопии для определения большинства элементов периодической системы, высокая селективность и чувствительность, точность и быстрота измерений, а также доступность автоматизации определений способствовали широкому применению этого метода не только в металлургической, горной и химической промышленности (где традиционно применяется инструментальный анализ), но и в мало освоенных аналитиками областях, в сельском хозяйстве, экологических исследованиях, пищевой промышленности, биохимии и медицине. В пищевых (и кормовых) продуктах металлы могут присутствовать как в виде полезных минеральных веществ, так и в виде нежелательных токсичных элементов. Атомно-абсорбционный анализ используется для определения содержания свинца и меди в мясе и мясных продуктах, цинка, ртути и мышьяка в пищевых и кормовых продуктах растительного происхождения. Следы металлов определяют во фруктовых соках и напитках. Атомно-абсорбционная спектроскопия находит применение в анализе природных вод (речной и морской воды), а также промышленных сточных вод на содержание следов металлов.

Метод атомной абсорбции в настоящее время применяют практически во всех областях науки и промышленности. Наиболее широко его применяют для анализа природной воды, сточных и промышленных вод. Удобен этот метод для исследований речной и морской воды, анализа атмосферных осадков, поэтому в настоящее время он вызывает огромный интерес у экологов.

Методами атомно-абсорбционного анализа определяют следы элементов в биологических материалах и почве. Например, методом прямого анализа без предварительного концентрирования были сделаны определения кадмия, хрома, таллия и свинца в крови (при содержании не менее 10—4%).

В современной фармации данный метод нашел самое широкое применение в количественном анализе лекарственных препаратов.

Приборы. Атомно-абсорбционные спектрометры (ААС) — приборы, предназначенные для проведения количественного элементного анализа(до 70 элементов) по атомным спектрам поглощения, в первую очередь для определения содержания металлов в растворах их солей: в природных и сточных водах, в растворах-минерализатах консистентных продуктов, технологических и прочих растворах.

Основные области применения атомно-абсорбционных спектрометров (ААС) — контроль объектов окружающей среды (воды, воздуха, почв), анализ пищевых продуктов и сырья для их изготовления, медицина, геология, металлургия, химическая промышленность, научные исследования.