emissionspektrometri

Emissionsspektrometrie ist eine analytische Methode zur qualitativen und quantifyativen Bestimmung von Elementen, bei der die Lichtemission angeregter Atome oder Ionen gemessen wird. Durch erneutes Zurückfallen der Elektronen auf niedrigere Energieniveaus entstehen charakteristische Emissionslinien, deren Intensität proportional zur Konzentration des Elements im Probensystem ist, nach geeigneter Kalibrierung.

Das grundlegende Prinzip umfasst die Probenanregung, die Lichtemission der angeregten Spezies, die Spektrenbildung und die Detektion der Emissionssignale. Die Anregung erfolgt typischerweise durch Flammen, elektrischen Lichtbogen, Funken oder induktiv gekoppeltes Plasma. Am gebräuchlichsten ist die optische Emissionsspektrometrie (OES) mittels ICP-OES (Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometry) oder Flammen-AES. Auch die Emissionsmessung direkt an Feststoffen in der Spark- oder Lichtbogenemission wird genutzt, insbesondere in der Oberflächen- und Metallanalyse.

Die Instrumentation umfasst eine Probenzufuhr, eine Anregungsquelle, ein Spektrometer zur Trennung der Emissionslinien (durch Prismen oder Gitters) und einen Detektor (Photomultiplier oder Detektorarrays) zur Quantifizierung. Die Datenverarbeitung erfolgt über Kalibrierkurven, Standardzugaben oder Matrizentransformationen, um Hintergrund und Interferenzen zu korrigieren.

Typische Anwendungen umfassen Umweltanalytik (Metall- und Schwermetallspuren in Wasser und Boden), Geologie, Materialwissenschaft, Metallurgie und Landwirtschaft. Vorteile der Emissionsspektrometrie sind hohe Durchsatzraten, breites Elementarspektrum und guter Dynamikbereich. Einschränkungen betreffen Spektralüberlagerungen, Matrixeffekte und den Bedarf an aufwendigen Kalibrationsstrategien sowie geeigneter Probenaufbereitung.