Lampada a catodo cavo
Come funziona una lampada a catodo cavo?
La lampada a catodo cavo (HCL, acronimo di Hollow Cathode, Lamp) è una lampada impiegata in spettrofotometria di assorbimento atomico (AAS); la loro peculiarità è di fornire radiazioni elettromagnetiche di frequenza precisa e dall'ampiezza di banda molto ristretta.
Così come tutte le sorgenti per assorbimento atomico, anche la lampada a catodo cavo si basa sul principio di eccitare gli atomi dell'elemento da analizzare in modo tale che vengano emesse radiazioni elettromagnetiche della stessa frequenza assorbita dal campione atomizzato nel sistema di atomizzazione; quindi, ad esempio, se dobbiamo analizzare il sodio, nella lampada a catodo cavo andremo ad eccitare atomi di sodio, ecc.
Tra tutte le sorgenti per assorbimento atomico le HCL sono le più usate, anche se nell'analisi dei metalli alcalini e di elementi molto volatili (As, Se e Cd) danno emissioni di bassa intensità e hanno vita breve.
La vita di una lampada a catodo cavo dipende infatti dalla velocità con cui l'elemento che costituisce il catodo si vaporizza; maggiore è la velocità minore è la durata della lampada (mediamente una lampada dura un centinaio di ore).
Come funziona una lampada a catodo cavo?
La lampada a catodo cavo è costituita da un bulbo di vetro con una finestra che può essere o in quarzo (trasparente alle radiazioni Vis e UV) o in vetro (trasparente alle radiazioni del Vis); all'intero del bulbo è presente un catodo cilindrico cavo (costituito dall'elemento da analizzare), un anodo e un gas di riempimento (che può essere argon o neon) a bassa pressione.
Alloggiamento delle lampade a catodo cavo all'interno dello strumento.
Catodo e anodo sono collegati a un generatore esterno che applica una elevata d.d.p. agli elettrodi; a causa di tale d.d.p. il gas di riempimento si ionizza (ad esempio He → He+ + e−) e gli ioni positivi, accelerati dal campo elettrico, si dirigono verso il catodo carico negativamente.
Urtandolo provocano l'espulsione degli atomi superficiali; questi ultimi, eccitati dall'urto con il gas di riempimento, decadono nello stato fondamentale emettendo un quanto di luce (energia radiante).
Lampada a catodo cavo.
Durante la vaporizzazione si formano piccole quantità di H2 e O2 che possono interferire con la registrazione degli spettri.
Tipi di lampade a catodo cavo
Esistono due tipi di lampade a catodo cavo:
- a singolo elemento: come dice il nome vengono impiegate per l'analisi di un singolo elemento. Sono ad elevata sensibilità;
- a multielemento: vengono impiegate per l'analisi di diversi elementi in sequenza. Il catodo di queste lampade è costituito da più elementi in lega tra loro.
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