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Lexikon der Optik: Spektralanalyse

Spektralanalyse, spektrochemische Analyse, Methode zum Nachweis bestimmter Bestandteile in einem Stoff mit spektroskopischen Verfahren. Die S. beruht auf der Tatsache, daß unterschiedliche Substanzen unterschiedliche Spektren (Spektrum) aufweisen. Zur Messung werden ausgewählte Linien (Analysenlinien) herangezogen. Die S. wird zur qualitativen und, bei Benutzung von Kalibrierproben, zur quantitativen Analyse eingesetzt. Bestimmungen der Konzentration c bedürfen mindestens zweier Messungen, der Messung des Leerwertes X (Signal der Probe ohne Beimengung) und der Messung der Kalibrierfunktion a=f(c). Dabei ist a die Intensität einer Emissions- oder Fluoreszenzlinie bzw. die spektrale Extinktion einer Absorptionslinie. Der Differentialquotient da/dc heißt Empfindlichkeit. Als Nachweisgrenze bezeichnet man die Konzentration cmin=f-1(Xmin) mit Xmin=3σ+X. Dabei bedeuten f-1 die zu f gehörige Umkehrfunktion und σ die Standardabweichung des Leerwertes (3σ-Kriterium nach Kaiser). Sind die zu bestimmenden Bestandteile Atome, spricht man von der Atomspektralanalyse, im Falle von Molekülen von der Molekülspektralanalyse. In der Atomspektralanalyse ist es notwendig, den zu untersuchenden Stoff in die Gasphase zu überführen. Dazu bedient man sich eines Atomisators. Je nachdem, ob das Emissions- oder das Absorptionsspektrum beobachtet wird, spricht man von Atomemissions-, Atomfluoreszenz- oder Atomabsorptions-Spektrometrie. In der Mikrospektralanalyse werden kleine Probenmengen untersucht, in der Spuren-Spektralanalyse kleine Gehalte bestimmt. Eine spezielle Methode für die Lokalanalyse ist die Laser-Mikroanalyse. Die Nutzung der Röntgenstrahlen führt zur Röntgenspektralanalyse. Mit der Molekülspektroskopie können gasförmige, flüssige und feste Proben direkt untersucht werden. Die Absorptionsspektralanalyse wird dabei im infraroten, sichtbaren oder ultravioletten Spektralbereich betrieben. Emissionsmethoden der Molekülspektroskopie sind die Raman-Spektroskopie und die Fluoreszenzspektroskopie.

Ein wichtiges Problem bei der Spektralanalyse ist die Untergrundkompensation. Ein Teilgebiet der S. ist die atomspektroskopische Elementspurenanalyse.

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