Ti sei mai chiesto cosa succede nel momento in cui accendi un fiammifero o un candeliere? Le fiamme sono affascinanti da osservare e possono fornire preziose intuizioni sui vari chimici che contengono. La prossima volta che vedi una fiamma, ricorda che non si tratta solo di luce e calore; c'è un intero mondo di scienza in corso! Nelle fiamme, gli scienziati studiano gli elementi utilizzando uno strumento speciale chiamato spettrofotometria di assorbimento atomico, che li aiuta a comprendere quali sono i componenti di diverse sostanze.
Questa cosa davvero fantastica che proietta una luce brillante su un campione (un piccolo pezzo di ciò che gli scienziati vogliono studiare). Gli atomi sono effettivamente all'interno del campione e quando la luce li colpisce, gli atomi assorbono parte di quella luce. Considerala come una spugna che assorbe l'acqua! La luce assorbita fa sì che gli atomi si eccitino, un fenomeno che può essere paragonato agli elettroni che salgono a un livello energetico superiore — Se pensi agli elettroni come a qualcuno che sale i pioli di una scala, allora saltano su un gradino più alto. Quando gli elettroni ritornano ai loro livelli normali, emettono energia sotto forma di luce. Questa luce può essere molto specifica e probabilmente unica per ogni elemento. Gli scienziati esaminano questa luce per determinare quali elementi sono presenti nel campione in esame.
Quando gli scienziati vogliono studiare un minerale, lo dissolvono prima nella sua forma liquida aggiungendo un liquido forte chiamato acido. È più facile analizzare ciò che lo compone. Quando il minerale diventa liquido, può essere spruzzato in una fiamma. Gli elementi si eccitano nella fiamma e emettono luce. Gli scienziati analizzano quella luce per determinare quali elementi sono presenti nel campione minerale.
Uno svantaggio è che può testare solo pochi elementi alla volta. Alcuni elementi non emettono luce nella fiamma, quindi gli scienziati non sono in grado di analizzarli in questo modo. Gli scienziati stanno sviluppando nuovi metodi per studiare questi elementi, ad esempio la spettrometria di emissione atomica a plasma accoppiato induttivamente, che aiuta a scremare una gamma di elementi.
Un altro ostacolo è che l'analisi può essere influenzata da altri fattori nel campione. E questo può rendere difficile distinguerli. Può generare qualche confusione nei risultati. Devono inoltre sviluppare un modo migliore per eseguire l'analisi, quindi gli scienziati stanno reinventando la ruota, con tecniche come la spettrofotometria di fluorescenza atomica come ultima soluzione per questi due problemi.
Ma c'è molto spazio per miglioramenti, a partire da diversi tipi di fiamma. Le fiamme multiple sono migliori per analizzare campioni differenti. Un tipo di fiamma è una speciale fiamma riducente, utilizzata per individuare elementi come il mercurio non rilevabili con una fiamma normale. Questo conta davvero perché il mercurio può essere pericoloso, e bisogna sapere quanto ce n'è in un particolare campione.
Lo scopo principale di questo lavoro era sfruttare una nuova famiglia di fotodetectori nella spettrofotometria di assorbimento atomico. I detector sono dispositivi che esaminano la luce della fiamma. I nuovi detector (dispositivi a accoppiamento ad carica e tubi a moltiplicatore fotoelettrico) possono aumentare la sensibilità e l'accuratezza di un'analisi. Ciò incoraggia gli scienziati a fidarsi di più dei risultati e a trarre conclusioni migliori sulla natura degli studi in analisi.
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