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Atomabsorptionsspektroskopie

Ausgangspunkt der Atomabsorptions-Spektroskopie (AAS) ist das schon lange bekannte Phänomen der Lichtabsorption. Bei der Gewinnung von Metallen benutzte man schon sehr lange Flammenfärbungen, um Aussagen über die Bestandteile von Erzen machen zu können. Bereits um 1550 beschrieben AGRICOLA und PARACELSUS diesen Anwendungsbereich.

KIRCHHOFF und BUNSEN konnten 1859 die sogenannten FRAUENHOFERschen Linien als Absorptionsphänomene erklären. Diese dunklen Linien im kontinuierlichen Spektrum des Sonnenlichts entstehen, wenn bestimmte Wellenlängen des Sonnenlichts von den Atomen in der Sonnenkorona absorbiert werden. So ließ sich die Zusammensetzung der Sonnenkorona ermitteln. Ausgehend von dieser Erkenntnis entwickelte sich die Spektralanalyse, die auch bei sehr geringen Substanzmengen hohe Genauigkeit erreicht. Die Spektralanalyse wurde zur weitaus leistungsfähigsten Untersuchungsmethode in der Atom- und Astrophysik.

Bei der Atomabsorptions-Spektroskopie und verwandten Methoden wird die zu untersuchende Probe durch Energiezufuhr verdampft. Dabei entstehen einzelne Atome der Probenbestandteile. Bei der Flammenemissionsspektroskopie (FES) wird ein Teil dieser Atome dabei in angeregte Zustande gebracht. Beim Übergang dieser energiereichen Atome in den Grundzustand wird Strahlung ausgesandt. Sie ist für jedes Element charakteristisch und kann quantitativ mit einem Detektor bestimmt werden.

Die Atomabsorptions-Spektroskopie (AAS) beruht aus der Tatsache, dass Atome die selbe Wellenlänge die sie emittieren (vgl. FES) auch bei der Anregung von Atomen vom Grund- in den angeregten Zustand absorbieren. Bestrahlt man die einzelnen Atome mit Licht der entsprechenden Wellenlänge, kann man eine Schwächung der der eingestrahlten Lichtintensität aufgrund von Absorption feststellen. Befinden sich etwa Quecksilber-Atome in der Probe, so ist durch die Einstrahlung von Licht einer Quecksilber-Dampflampe ihre Konzentration bestimmbar. Man mißt die Schwächung der Intensität des eingestrahlten Lichts bei einer geeigneten Wellenlänge. 



Aus dem immer wichtiger werdenden Bereich der Umweltanalytik ist die AAS nicht mehr wegzudenken. Die im Handel befindlichen Geräte ermöglichen eine rasche und sehr genaue Bestimmung vieler Elemente, zum Teil in Gehalten unter 0,01 ppm (1 ppm = 1 part per million). Diese Geräte sind daher besonders zur Spurenanalyse geeignet. 

Besonders verbreitet und vom Gesetzgeber vorgeschrieben ist der Einsatz der AAS in der Lebensmittelüberwachung. Dazu kommen noch Untersuchungen an Bedarfsgegenständen wie Keramikgeschirr. In diesen Gegenständen können erhebliche Mengen der giftigen Schwermetalle Blei und Cadmium vorhanden sein. Die Glasur muß sicherstellen, daß diese Substanzen nicht auf die Nahrungsmittel übergehen. Ähnliches gilt für Verpackungsmaterialien im Lebensmittelbereich. Richtlinien und Verordnungen legen bestimmte Grenzwerte fest. Mit Hilfe standardisierter Meßverfahren wird kontrolliert, ob diese Grenzwerte eingehalten werden.

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