Spettroscopia atomica: effetti della temperatura

Ricordiamo che l'atomizzazione, o la scomposizione di campioni liquidi in atomi in fase gassosa, è cruciale nella spettroscopia atomica.

L'efficienza di atomizzazione aumenta con la temperatura. Inoltre, la temperatura influisce sulla proporzione di atomi in stato eccitato o ionizzato, influenzando la potenza del segnale.

L'entità dell'effetto della temperatura è stimata dall'espressione di Maxwell-Boltzmann, che descrive le popolazioni relative degli stati fondamentali ed eccitati all'equilibrio termico.

A 2500 K, quasi lo 0,017% degli atomi di sodio sono eccitati. Con un aumento della temperatura di 100 K, la popolazione dello stato eccitato relativo aumenta del 45%, ma diminuisce la popolazione dello stato fondamentale in modo trascurabile.

Poiché il processo di rilassamento dello stato eccitato provoca l'emissione di luce, il controllo della temperatura è fondamentale nell'AES per un'intensità di emissione costante.

Al contrario, le intensità di AAS e AFS dipendono dalle popolazioni dello stato fondamentale.

Tuttavia, le variazioni di temperatura influenzano la popolazione totale nel suo complesso e l'alta temperatura provoca interferenze di ionizzazione, entrambe le quali influenzano l'intensità spettrale.

Inoltre, tutta la spettroscopia atomica ad alta temperatura mostra un effetto Doppler più pronunciato, con allargamento della linea spettrale e riduzione dell'altezza del picco.