4. Absorption

Absorptionsphotometrie (4/6)

Ein Zweistrahl-Photometer für Anwendungen in der Forschung

Das im Arbeitsblatt 4.2 vorgestellte Photometer für den Unterricht an Schulen ist sehr kompakt und übersichtlich aufgebaut. Die Messmethode der Absorptionsphotometrie lässt sich hiermit sehr gut verstehen. Dies ist bei Photometern, die für hochgenaue Messungen in der Forschung genutzt werden, anders! Alle Bauteile dieser Instrumente sind, wie im folgenden Bild beispielhaft zu sehen ist, in ein geschlossenes Gehäuse eingebaut. Für den Anwender ist nur der Probenraum mit den Halterungen für die Proben- und Referenzsubstanz zugänglich.

Labor-Photometer ... markiert Lampenschacht

Ein Zweistrahl-Photometer für Forschungslaboratorien. Hierzu gehört ein (im Bild nicht gezeigter) PC für die Steuerung des Ablaufs der Messungen und für die Verarbeitung und Speicherung der Daten. Das markierte Foto zeigt die Position des Lampenschachts, in dem eine Halogenlampe (rechts unten im Bild des Lampenschachts) für den sichtbaren Bereich und eine Deuterium-Lampe (links unten) für das Ultraviolett eingebaut ist. Das Instrument war 20 Jahre lang auf Forschungsschiffen in fast allen Ozeanen unterwegs, was seinen nicht mehr perfekten Zustand erklärt.

Ein Blick von oben in den Probenraum und auf die Proben- und Referenzküvette in ihren präzise justierten Haltern. Links im Bild sieht man zwei optische Fenster, durch die das vom Monochromator spektral zerlegte Licht die Küvetten beleuchtet. Anschließend gelangt das Licht durch die beiden rechts im Bild zu sehenden Fenster zu den Fotodetektoren.

Bei Forschungsfahrten auf See ist die Verwendung von Standardküvetten sehr unpraktisch. Ihre Befüllung mit Pipetten ist auf einem schaukelnden Schiff schwierig, und bei unruhigem Wetter schwappen die Proben aus den oben offenen Küvetten heraus. Geschlossene Küvetten, die sich mit einem Trichter von außen befüllen lassen, vermeiden solche Probleme.

Geöffneter Probenraum des Photometers mit Küvetten aus rostfreiem Stahl. Mit 10 cm Länge nehmen sie fast den gesamten Platz im Probenraum ein. Man kann sie im eingebauten Zustand befüllen und entleeren. Hierdurch bleibt die für genaue Messungen wichtige optische Justage immer erhalten.

Die Küvetten sind optisch justiert auf einem gemeinsamen Halter montiert. Ihre Fenster bestehen aus synthetischem Quarzglas, das auch im Ultraviolett gut transparent ist. Der Dreiwegehahn erlaubt es, die beiden Küvetten für den Abgleich der Signalwege ('Autozero') mit der gleichen Referenzprobe (Reinstwasser) zu befüllen. Dann wird die Referenzküvette aus dem Kreislauf abgetrennt, sodass die Referenzprobe dauerhaft in ihr verbleibt. Für die anschließenden Analysen wird die Probenküvette mit den zu untersuchenden Wasserproben befüllt. Die Stahlfeder dient dazu, den Dreiwegehahn auf einer Säule aus Kunststoff zu fixieren.