高周波プラズマ発光分析装置 ICP-AES

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本装置は、液体試料中に含まれる元素の量を調べることができる装置です。元素は100元素ほどがありますが、その内のほとんどの元素の量を、一度に精度よく調べることができます。

下の表は、市販のミネラルウォーターに含まれるナトリウム、マグネシウム、カリウム、カルシウムの濃度を調べた結果です。単位はppmで、1 kg中に1 mg含まれていると1 ppmなので、非常に薄い濃度まで測定することができます。分析結果はミネラルウォーターの成分表に書いてある値とほぼ一致しました。ミネラルウォーター以外の標準試料は比較対象とするため、用意した試料で、発光強度の値が示されています。濃度が高くなるほど、発光強度が大きくなり、この関係から、濃度がわからない試料についても、発光強度から濃度が計算できることになります。実際には、横軸に光の波長、縦軸に光の強度をとった発光スペクトルも表示されますが、データが多くなるので、ここでは数値データのみ示しています。

オートサンプラも付いているので、試験管に測定したい試料を入れて、セットしておけば、自動的にたくさんの試料を測定してくれます。測定時間は、測定元素数によっても変わりますが、1試料当たり数分程度です。

プラズマというのは電離した気体のことです。コイルに高周波電流を流し、その中に気体を流すことによって、電離させてプラズマを作ります。これを高周波プラズマ(誘導結合プラズマ)と言います。気体としては、アルゴンガスを使うことが多いです。高周波プラズマは、見た目上、ガスバーナーの炎のように見えます。プラズマの中にはプラスの電荷を持つイオンとマイナスの電荷を持つイオンがあるので、電気的に引き付けあって結合します。結合した直後は励起状態といってエネルギーが高い状態にあるので、余分なエネルギーを光として放出し、安定な基底状態になります。この光の波長が元素によって決まっているので、光の波長から元素が何か分かり、光の強さから元素の量が分かります。溶液試料は細いチューブで吸い込まれ、ネブライザで霧状になって、プラズマの中に導かれます。

地域連携テクノセンター3階物性評価室奥のICP室にあります。

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