Quarzglas-Küvette optisches Glas-Dampfzelle für die Atomabsorptionsspektroskopie

KURZ

Im Gegensatz zu einer Standardküvette, die Flüssigkeitsproben enthält, ist eine Atomabsorptionszelle dafür ausgelegt, eine gasförmige Phase freier Atome bei hohen Temperaturen aufzunehmen.

Eine Küvette hat typischerweise die Form eines rechteckigen Quaders, wobei ihre Basis und zwei Seiten aus geschliffenem (mattiertem) Glas bestehen, während die beiden gegenüberliegenden Seiten transparente optische Flächen bilden, die den Lichtweg darstellen. Diese optischen Flächen werden mittels Verfahren wie eingeschmolzener Einstück-Formung, Hochtemperatursintern von Glaspulver oder Klebeverbindung hergestellt.

Küvetten werden hauptsächlich in der spektroskopischen Analyse für quantitative, qualitative und kinetische Untersuchungen verwendet. Sie dienen als wesentliche Zubehörteile für Geräte wie Spektralphotometer und enthalten Referenz- und Probenlösungen, um die Konzentration von Substanzen zu bestimmen, Bestandteile zu identifizieren und Reaktionsabläufe zu überwachen

Form und Spezifikationen:

• - Form: Häufige Formen sind rechteckig und zylindrisch. Rechteckige Küvetten werden weitaus häufiger eingesetzt. Von ihren vier Seiten sind zwei optisch transparent und zwei mattiert, was das Handling erleichtert und Streulicht reduziert. Zylindrische Küvetten sind seltener und werden typischerweise für spezielle Geräte oder Sonderexperimente verwendet.
• - Spezifikationen: Diese unterscheiden sich hauptsächlich durch die Weglänge (die Strecke, die das Licht durch die Küvette zurücklegt). Gängige Weglängen sind 0,1 cm, 0,2 cm, 0,5 cm, 1 cm, 2 cm, 3 cm und 5 cm. Die Weglänge beeinflusst die Größe der Absorption. Laut dem Lambert-Beer’schen Gesetz führt eine längere Weglänge bei ansonsten gleichen Bedingungen zu einer höheren Absorption.

Details

Eigenschaften der Quarzküvette

• A. Hohe mechanische Festigkeit, gute Anpassungsfähigkeit an Temperaturänderungen, sehr fester Verbindungsteil, innere Druckbeständigkeit von mehreren Atmosphärendrücken.
• B. äußerst präzise optische Bearbeitungstechnologie, hervorragende optische Leistung der transparenten Oberfläche.
• C. Auswahl von hochwertigem Quarzglas, sicherstellen, dass keine Blasen und Streifen vorhanden sind.
• D. Hohe Korrosionsbeständigkeit, widerstandsfähig gegenüber 6 mol/L Salzsäure, 6 mol/L Salzsäure, wasserfreiem Ethanol, Tetrachlorkohlenstoff und Benzol für 24 Stunden ohne Ablösung und Undichtigkeit.

Das Material der Quarzküvette:

Quarzglas, insbesondere optische Quarzglasscheiben, weist Vorteile wie hohe Temperatur- und Druckbeständigkeit auf und ist damit anderen optischen Materialien überlegen. Quarzglas zeichnet sich durch eine hervorragende UV-Transmissionsleistung aus, wobei sichtbares und nahezu infrarotes Licht nur minimal absorbiert wird, was es zu einem grundlegenden Material für die Herstellung von Glasfasern macht. Sein äußerst geringer Wärmeausdehnungskoeffizient und seine hohe chemische Stabilität sowie Blasen-, Streifen-, Homogenitäts- und Doppelbrechungseigenschaften, die denen allgemeinen optischen Glases vergleichbar sind, machen es zum bevorzugten optischen Material für Anwendungen unter rauen Umgebungsbedingungen.

Eigenschaften von Quarzküvetten:

• bieten eine hervorragende Durchlässigkeit sowohl im ultravioletten (UV-) als auch im sichtbaren Lichtspektrum. Im Gegensatz zu Glas oder Kunststoff absorbieren sie UV-Licht nicht, wodurch sie für eine Vielzahl von Anwendungen in der UV-Vis-Spektroskopie unverzichtbar sind.
• Dies ist ihr bedeutendster Vorteil gegenüber Glas-Küvetten, die nur für den Bereich des sichtbaren Lichts geeignet sind.

Parameter

3: Verwendung: Der Laserstrahl durchläuft die Absorptionszelle für atomaren Dampf, und die Lichtdämpfung wird gemessen, um die Konzentration zu bestimmen.

Kernanwendungen und Anwendungsszenarien

• ‌Quantitative Analyse‌: Auf Basis des Beer-Lambert-Gesetzes wird die Konzentration einer Substanz berechnet, indem die Lichtabsorption bei bestimmten Wellenlängen gemessen wird. Beispiele sind der Nachweis von Schwermetallionen (z. B. Kupfer, Blei) bei der Wasserqualitätsprüfung oder die Analyse von Nährstoffen (z. B. Proteine, Vitamine) in der Lebensmittelanalyse.‌‌
• ‌Qualitative Analyse‌: Durch den Vergleich der Absorptionsspektren unbekannter Proben mit denen von Standardsubstanzen unterstützen Küvetten die Identifizierung von Materialtypen, beispielsweise bei der Strukturanalyse organischer Verbindungen.‌‌
• kinetische Studien: Die kontinuierliche Überwachung von Absorptionsänderungen während Reaktionen hilft dabei, Parameter wie Reaktionsgeschwindigkeiten und Aktivierungsenergie zu ermitteln. Ein Beispiel ist die Analyse einflussnehmender Faktoren bei enzymkatalysierten Reaktionen.

Auswahl der Typen und Nutzungserwägungen

• wellenlängen-Kompatibilität: Für den UV-Bereich (190–400 nm) müssen Quarzküvetten verwendet werden. Im sichtbaren Lichtbereich (400–900 nm) können entweder Glas- oder Quarzküvetten eingesetzt werden, wobei Glas üblicherweise zur Kostensenkung gewählt wird. Für den IR-Bereich sind spezielle Infrarot-Küvetten erforderlich.
• pfadlängen-Auswahl: Verwenden Sie eine lange Pfadlänge (2–3 cm) für hellere Lösungen und eine kurze Pfadlänge (0,5–1 cm) für dunklere Lösungen, um sicherzustellen, dass die Absorption im optimalen Bereich liegt.
• ‌Betriebsanleitung‌: Halten Sie die Küvette an den mattierten Seiten, um die transparenten optischen Flächen nicht zu berühren. Füllen Sie sie bis zu etwa zwei Drittel ihrer Höhe. Reinigen Sie sie unmittelbar nach Gebrauch mit spezifischen Lösungsmitteln (z. B. einer Ether-Ethanol-Mischung) bei hartnäckigen Verschmutzungen.

Waschmethode

• 1. Waschen Sie mit einer Mischung aus Ether (50 %) und absolutem Ethanol (50 %).
• 2. Falls sie zu stark verschmutzt ist, kann sie mit einer speziellen Reinigungslösung gereinigt werden, wobei die Reinigungszeit kurz sein sollte (10 min), danach mit Wasser nachspülen.