Flammen(spektral)photometrie, Methode der Atomemissionsspektrometrie, die zur quantitativen Bestimmung solcher Elemente benutzt wird, die bereits durch Flammen anregbar sind.

Der Nachweis bestimmter Elemente durch ihre charakteristische Flammenfärbung zeichnet sich durch Einfachheit, Schnelligkeit und Empfindlichkeit aus. Während man früher die Flammenfärbung häufig visuell beobachtete und zum qualitativen Nachweis von Elementen verwendete, setzt die moderne Analytik Spektralapparaturen ein, die eine spektrale Zerlegung des Lichtes vornehmen, somit die Erkennung der charakteristischen Emissionslinien der Elemente erlauben, aus deren Intensität sich die Konzentration des Elementes ermitteln läßt. Geräte, die aus der Lichtstrahlung der Flamme die interessierenden Linien mit Hilfe von Filtern ausblenden, nennt man Flammenfilterphotometer, Geräte, die mit Monochromatoren (Prismen- oder Gittermonochromatoren) ausgerüstet sind, werden als Flammenspektralphotometer bezeichnet. Zur quantitativen Bestimmung der emittierten Strahlung kann deren Intensität photoelektrisch vermessen werden. Die Intensität der emittierten Strahlung ist von der Anzahl der im angeregten Zustand befindlichen Teilchen in der Flamme abhängig. Die zu untersuchende Probe muß in Lösung vorliegen und wird entweder direkt in die Flamme dosiert oder in die Brenngase vorher eingesprüht. Die für analytische Untersuchungen am häufigsten verwendeten Flammenarten, die sich in der erreichbaren Temperatur unterscheiden, sind in der Tab. zusammengestellt. Zur quantitativen Auswertung müssen konstante Analysenbedingungen sorgfältig eingehalten werden, z. B. gleichmäßige Gaszufuhr, konstante Flammentemperatur. Je höher die Temperatur ist, um so größer ist die Anzahl der angeregten Atome und die emittierte Lichtintensität.

Um eine laminare Flamme zu erhalten, werden Brenngas und Oxidationsmittel schon vor dem Verbrennungsraum gemischt. Die in Lösung vorliegende Probe wird bereits vor dem Brennraum zerstäubt. Man erhält ruhig brennende, blaßblaue Flammen. Die Farbe der Flamme, der Flammenuntergrund, rührt von Radikalen her (z. B. OH-Radikalen), die sich in der Flamme bilden und ein entsprechendes Bandensystem emittieren. Laminarbrenner sind anwendbar für Gase mit geringer Brenngeschwindigkeit (z. B. Ethin-Luft-Gemische). Die kleine Ausströmgeschwindigkeit der Gase bringt eine hohe Verweilzeit der Atome in der Flamme mit sich.

Flammen(spektral)photometrie. Tab.: Häufig verwendete Verbrennungsflammen.

In der Flamme bilden sich aus den in der Lösung vorliegenden Ionen die freien Atome, deren Emissionsspektren beobachtet werden (Atomemissionsspektrometrie). Die gegenüber Bogen und Funken vergleichsweise niedrigen Temperaturen der Flamme führen dazu, daß höhere Energiezustände der Atome kaum angeregt werden. Meist erscheinen im Spektrum nur Resonanzlinien, die die stärksten Linien im Spektrum sind. Aufgrund ihrer leichten Anregbarkeit sind besonders Alkalimetalle und Erdalkalimetalle zur flammenspektralphotometrischen Untersuchung geeignet. Die F. ist keine Absolutmethode. Zur quantitativen Auswertung der Ergebnisse sind Kalibrierkurven erforderlich.

Vorteile der F. sind: 1) geringer Zeitaufwand (Analysendauer bei vorhandener Kalibrierkurve nur Sekunden), 2) hohe Empfindlichkeit, 3) hohe Selektivität, besonders bei Elementen mit linienarmen Spektren.

Nachteile sind, daß nur eine begrenzte Anzahl von Elementen bestimmbar ist und daß feste Substanzen gelöst werden müssen. Neben den Alkalimetallen eignen sich besonders Ca, Sr, Cu, Ga, In und Tl zur flammenspektralphotometrischen Bestimmung.