Un spectrofotometru de absorbție este un instrument analitic utilizat pentru determinarea cantității de element prezent într-o probă. Se bazează pe faptul că elementele vor absorbi lumina la o anumită frecvență din spectrul luminii. Când un atom se află la cea mai joasă energie – sau fundamentală –, el poate absorbi un foton de lumină cu o frecvență specifică și poate sări la o stare de energie mai mare folosind energia de la foton. Astfel, este posibil să se detecteze elementul dintr-o probă și să se determine cantitatea prezentă, prin măsurarea cantității de lumină a frecvenței relevante care este absorbită de probă. Această tehnică este utilizată pe scară largă în chimie pentru analiza elementară.
Componentele tipice ale unui spectrofotometru de absorbție includ o sursă de lumină; o cameră sau celulă în care proba este expusă la lumină; un monocromator, care este un dispozitiv care permite selectarea și izolarea frecvenței de interes; și un detector care măsoară intensitatea luminii la acea frecvență. Deoarece cantitatea de lumină absorbită la această frecvență este proporțională cu concentrația elementului, cantitatea de element prezent poate fi calculată. Datele pot fi afișate pe un ecran și/sau stocate electronic.
Sursa de lumină pentru un spectrofotometru de absorbție emite în mod normal lumină la frecvența specifică absorbită de elementul pentru care se efectuează testul. Deoarece frecvența de absorbție a unui element este aceeași cu frecvența sa de emisie, sursa poate folosi acel element pentru a produce lumină cu frecvența necesară. Acest lucru poate fi realizat printr-o descărcare electrică într-o atmosferă inertă, folosind elementul ca catod. În mod normal, sunt necesare diferite surse de lumină pentru a testa diferite elemente, dar în unele cazuri se folosește un catod care conține mai multe elemente, pentru a permite testarea simultană a acestor elemente.
În tipul cel mai frecvent utilizat de spectrofotometru de absorbție, proba – de obicei o soluție – este transformată într-un aerosol și introdusă într-o flacără fierbinte, care transformă orice ioni ai elementului de interes în atomi în starea lor fundamentală, astfel încât să absoarbă. ușoară. Tipul de flacără folosit depinde de elementul de interes. Pentru multe elemente, se folosește o flacără de oxigen-acetilenă; totuși, unele metale pot forma oxizi dacă există suficient oxigen prezent în flacără. În aceste cazuri, se poate folosi o flacără neoxidantă. Alte metode includ utilizarea unui cuptor de grafit pentru a încălzi proba la o temperatură ridicată și încălzirea eșantionului electric într-o tijă subțire de carbon.
Există o gamă largă de aplicații pentru spectrofotometrul de absorbție. O aplicație comună în geologie este stabilirea conținutului diferitelor metale dintr-o probă de minerale. În domeniul protecției mediului, acest instrument poate fi utilizat pentru a verifica nivelurile de elemente toxice din efluenții industriali, apa râului și apele subterane sau pentru a determina nivelurile de metale grele toxice din pești. În mod similar, poate fi utilizat pentru a verifica nivelurile diferitelor elemente din probele de sânge – de exemplu, elemente esențiale precum sodiu, calciu și magneziu, precum și elemente toxice.