2) ионизации
3) атомизации (+)
4) возбуждения
Пламя в атомно-абсорбционном спектрометре выполняет функцию атомизатора: аэрозоль исследуемого раствора последовательно подвергается десольватации, испарению и термической диссоциации соединений определяемого элемента. В результате образуются свободные нейтральные атомы преимущественно в основном энергетическом состоянии. Именно эта атомная фракция способна поглощать излучение резонансной длины волны, испускаемое лампой с полым катодом или другим селективным источником.
Аналитический сигнал формируется вследствие уменьшения интенсивности проходящего через пламя излучения и подчиняется закону Бугера—Ламберта—Бера в пределах рабочего диапазона концентраций. Возбуждение и ионизация атомов также могут происходить при высокой температуре, однако для атомно-абсорбционного анализа они являются нежелательными побочными процессами: уменьшают число нейтральных атомов основного состояния и способны снижать чувствительность определения. В судебно-химической и токсикологической практике метод применяют для количественного выявления металлов и металлоидов в биологических объектах, вещественных доказательствах и объектах окружающей среды.
| Процесс | Физико-химическая сущность | Значение для атомно-абсорбционного анализа |
|---|---|---|
| Распыление | Преобразование раствора пробы в мелкодисперсный аэрозоль | Обеспечивает поступление аналита в пламя |
| Десольватация | Удаление растворителя из капель аэрозоля | Приводит к образованию сухих частиц соединений элемента |
| Испарение | Переход сухого остатка в газовую фазу | Предшествует распаду молекулярных соединений |
| Атомизация | Диссоциация соединений с образованием свободных нейтральных атомов | Основной процесс, создающий поглощающую атомную среду |
| Возбуждение | Переход атомов на более высокий энергетический уровень | Снижает долю атомов основного состояния и может ослаблять абсорбцию |
| Ионизация | Отрыв электрона с образованием положительно заряженного иона | Вызывает ионизационные помехи, особенно для легкоионизируемых элементов |
| Флуоресценция | Испускание излучения возбужденными атомами после поглощения энергии | Является основой отдельного атомно-флуоресцентного метода, а не пламенной атомно-абсорбционной спектрометрии |
Эффективность атомизации зависит от температуры и состава пламени, химической формы аналита, вязкости раствора и наличия матричных компонентов. Для уменьшения химических и ионизационных помех применяют модификаторы матрицы, высвобождающие или защитные реагенты, а также ионизационные буферы. Корректный выбор режима атомизации обеспечивает воспроизводимость результатов и достоверное количественное определение токсикологически значимых элементов. Следовательно, образование свободных атомов является центральным условием регистрации атомно-абсорбционного сигнала.