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Spektralanalyse (Spurenelemente)

Bei der Beilstein-Probe kann man für Erd-/Alkali- und Halogenverbindungen eine Flammenfärbung beobachten. Bei Spurenlemente reichen die Sinnesorgane des Menschen nicht mehr aus, um die Nachweisreaktionen durchführen zu können.

Hintergrund der Flammenfärbung ist die Emission von Photonen durch Elektronenschalen-Sprünge der Elektronen. Den Elektronen wird Energie hinzugefügt und “springen” auf eine höhere Elektronenschale. Dieser Zustand ist energetisch nicht stabil und die Elektronen “fallen” wieder zurück und die Energiedifferenz zwischen den Schalen wird als Photon ausgestrahlt (\( E_{Photon} = E_2 – E_1 \) ) .

emission

Die Energiedifferenzen, und somit auch die Frequenzen des ausgestrahlten Lichts (\( E = h \cdot f \) !) sind für jedes Atom unterschiedlich und können so zur Identifizierung herangezogen werden. Ausgehend hiervon haben Robert Bunsen (1811-1899) und Gustav Kirchhoff (1824-1899) die Spektralanalyse entwickelt.

Der schematische Aufbau eines Atomabsorptionsspektrometer ist unten abgebildet. Die gasförimge Probe wird der Flamme zugeführt. Die Elektronen werden angeregt und emittieren Licht. Dieses wird durch einen Monochromator (Prisma) in die einzelenen Fraben/Frequenzen “zerlegt” und durch einen Detektor wird ausgewertet, welche Frequenzen ausgestrahlt worden sind. Die Ergebnisse werden noch verstärkt (Spurenelemente!) und schließlich angezeigt.

Atomabsorptionspektrometer

Atomabsorptionspektrometer