Monochromator

[Verena Kirchner]

Hallo!

Ich würde gerne wissen, bei welchen Verfahren der Monochromator an einer bestimmten Stelle im System vorhanden sein muss.
In Lehrbüchern habe ich z.B. bei der AAS gesehen, dass der Monochromator mal vor und mal nach dem Brenner "eingebaut" ist. (Im Analytik-Skript befindet er sich zwischen der Lichtquelle und der Flamme.)

Soweit ich weiß, muss er sich z.B. bei UV/Vis vor der Messzelle befinden.

Wann ist es wichtig, wo sich der Monochromator befindet?

Schon mal vielen Dank!

[reito]

Vor der Messzelle befindet sich der Monochromator eigentlich nur dann, wenn du Licht einer bestimmten Wellenlänge brauchst, um etwas direkt an den Probeteilchen zu bewirken. Bei AAS und AES liegt er vor der Lichtquelle, da du jeweils eine bestimmte Wellenlänge benötigst, um das jeweilige Atom anzuregen.

Bei UV/Vis-Spektrometrie vermisst du ebenfalls bei einer bestimmten Wellenlänge, die dir vom Ph. Eur. vorgeschrieben wird. Je nach Lichtquelle kann es aber sein, dass nicht nur eine Wellenlänge die Lichtquelle ,,verlässt". Über den Monochromator stellst du dann sicher, dass es aber auch wirklich nur bei einer Wellenlänge bleibt.

Hinter der Probe befindet sich der Monochromator aus verschiedenen Gründen.. einmal kannst du damit störende Wellenlänger ausschließen (wenn du z.B. bei der AES vermisst, können andere Elemente ebenfalls von deiner Lichtquelle angeregt werden. Dadurch ergibt sich dann ein scheinbar höherer Wert)

Bei der Fluorimetrie benutzt man zwei Monochromatoren. Der erste erlaubt dir, deine Probe mit monochromatischem Licht zu bestrahlen (eben die Wellenlänge, die du zur Anregung des Fluorophors benutzten sollst), der andere Monochromator, der sich hinter der Probe befindet (meist im 90° Winkel) erlaubt dir die Messung der ,,gesuchten" Wellenlänge und ihrer Intensität (du blendest also alle anderen Wellenlängen aus bzw. verhinderst, dass diese auf den Detektor gelangen und eine höhere Fluoreszenz verursachen).

[Verena Kirchner]

Vielen Dank für deine Antwort!
Also muss man den Ort des Monochromators dem Verfahren anpassen, damit die Messung nicht verfälscht wird. Aber geben denn z.B. bei AES die anderen Elemente nicht sowieso andere Linien? (2 rote Linien oder mehrere grüne?)

[reito]

Wenn du noch andere Elemente in deiner Analyse hast auf jeden Fall. Wenn du z.B. auf Calcium prüfst (das beim Rückgang der Elektronen auf das niedrigere Energieniveau eine Wellenlänge von 622nm ausstrahlt) so wirst du den Monochromator hinter der Probe so einstellen, dass nur diese eine Wellenlänge auf den Detektor trifft. Hast du z.B. noch Lithium (warum auch immer) in der Probe, so würde dieses Element auch im ,,Rotbereich" emittieren. Soll der Gehalt an Calcium bestimmt werden, so würden die Lithium-Atome den Calcium-Gehalt höher erscheinen lassen, als er eigentlich ist. Gibt spätestens bei Grenzprüfungen Probleme.

[Verena Kirchner]

Danke nochmal für die Antwort, jetzt ist es klar!

[Dr. Markus Funk]

Hallo!

Vielen Dank an reito für die schönen und richtigen Antworten!

Noch kurz zur Ergänzung: Im letzten Staatsexamina gab es eine Frage, in denen das IMPP darauf hinaus wollte, dass bei einer bestimmten Messtechniken gar kein Monochromator verwendet wird: Fourier-Transform-Spektrometern (FT-IR) --> siehe Herbst 2012, Frage 60.

Außerdem muss man aufpassen, falls mal nach der UV/Vis mit Photodiodenarray gefragt wird. Während man bei einem "normalen" UV/Vis Gerät den Monochromator im Prinzip vor oder hinter die Küvette bauen kann (Strahlungsquelle –Monochromator –Probe –Detektor oder Strahlungsquelle –Probe – Monochromator –Detektor) darf sich der UV/Vis mit Photodiodenarray kein Monochromator vor der Küvette befinden. Bei diesem Spektrometertyp wird nämlich polychromatisches Licht auf Probe eingestrahlt und erst nach Absorption in Einzelwellenlängenbereiche zerlegt

Viele Grüße
Markus Funk

[Verena Kirchner]

Vielen Dank für die Ergänzung!
Dann habe ich aber doch nochmal eine Frage, und zwar, ob man dann überhaupt einen Monochromator bei UV/Vis mit Photodiodenarray braucht?
Viele Grüße!

[Dr. Markus Funk]

Hallo Frau Kirchner,

ja, ein Diodenarrayspektrometer enthält auch einen Monochromator, meistens ein Beugungsgitter, alternativ ein Prisma.
Das Prisma oder Gitter wird manchmal auch als Polychromator bezeichnet.

Aufbau und weitere Details siehe z.B:
http://www2.h-da.de/cub/fileadmin/pr...V_Fl09_W11.pdf, Seite 25
oder
http://books.google.de/books?id=oQV5...%2Fvis&f=false

Viele Grüße
Markus Funk

[Verena Kirchner]

Toll, vielen Dank!