Spektroskopie

Die Spektroskopie - die Charakterisierung von Atomen, Ionen und Molekülen durch typische Wellenlängen, die bei Anregung gemessen werden können - gehört heute zu den wichtigsten und weitverbreitetsten Verfahren der instrumentellen Analytik. Meßeinrichtungen wie Absorptions- und Emissionsspektrometer, Spektralphotometer usw. ermöglichen eine genaue Bestimmung der quantitativen und qualitativen Zusammensetzung gasförmiger, flüssiger und fester Stoffe. Das Lehrbuch gibt einen Überblick über die verschiedenen Methoden der Atom- und Molekülspektrometrie und die Vielfalt der analytischen Fragestellungen, die in den Labors der Industrie, in den Natur- und Ingenieurwissenschaften sowie in der Umwelttechnik und -analytik auftreten. Es stellt die ganze Palette der Verfahren und Geräte vor und gibt Hinweise für den praktischen Einsatz.

1;Titelseite;3 2;Impressum, Copyright;4 3;Geleitwort;5 4;Vorwort;7 5;Inhaltsverzeichnis;11 6;1 Einführung;19 6.1;1.1 Historie;21 6.2;1.2 Warum instrumentelle Analytik?;23 6.3;1.3 Spektroskopie;26 6.4;1.4 Auf der Suche nach dem Nichts;29 6.5;1.5 Stand und Trends in der Umweltanalytik;38 7;2 Wechselwirkung zwischen Licht und Materie;45 7.1;2.1 Innere und äußere Wechselwirkungen;46 7.2;2.2 Absorptions- und Emissionsspektroskopie;47 7.3;2.3 Atom- und Molekülspektroskopie;48 7.4;2.4 Anregungsbedingungen;50 7.5;2.5 Einteilung der Spektralbereiche;52 7.6;2.6 Maßsysteme der Spektroskopie;53 7.7;2.7 Qualitative und quantitative Analyse;56 7.8;2.8 Konventionelles Spektrometer;59 8;3 UV/Vis-Spektroskopie;63 8.1;3.1 Klassifizierung der Elektronenübergänge;64 8.2;3.2 Theoretische Berechnung von Elektronenübergängen;66 8.3;3.3 Erlaubte und verbotene Übergänge;71 8.4;3.4 Meßprinzip;72 8.5;3.5 Messung des Spektrums;77 8.6;3.6 Konzentrationsbestimmung über die Eigenfärbung;79 8.7;3.7 Mehrkomponentenanalyse;81 8.8;3.8 Doppelwellenlängen-Messung;82 8.9;3.9 Differenzspektren;85 8.10;3.10 Derivativspektren;86 8.11;3.11 Anforderungen an ein modernes Spektrometer;86 8.12;3.12 Diodenarray-Technologie in der UV/Vis-Spektroskopie;89 8.13;3.13 Einkopplung von Lichtleitern;96 8.14;3.14 Schnelltests zur Wasseruntersuchung;99 8.15;3.15 Zusammenfassung und Ausblick;105 9;4 Fluorimetrie;109 9.1;4.1 Grundlagen der Lumineszenzstrahlung;109 9.2;4.2 Fluoreszenz;111 9.3;4.3 Phosphoreszenz;114 9.4;4.4 Meßparameter in der Fluorimetrie;116 9.5;4.5 Fluoreszenz-Spektrometer;119 9.6;4.6 Probenhalterung;125 9.7;4.7 Temperatureinfluß;126 9.8;4.8 Laserinduzierte Fluoreszenz (LIF);127 9.9;4.9 Zeitaufgelöste Fluorimetrie;128 9.10;4.10 Zusammenfassung und Ausblick;129 10;5 Infrarot-Spektroskopie;131 10.1;5.1 Historie;132 10.2;5.2 Prinzip;133 10.3;5.3 IR-Spektrum;135 10.4;5.4 Spektrenauswertung;137 10.5;5.5 Aufnahmetechnik;147 10.6;5.6 Präparationsmethoden;154 10.7;5.7 IR-Reflexionsspektroskopie;162 10.8;5.8 Photoa
kustischer Detektor;175 10.9;5.9 Infrarot-Mikroskopie;177 10.10;5.10 Kopplungstechniken;180 10.11;5.11 Rechnereinsatz in der IR-Spektroskopie;183 10.12;5.12 Zusammenfassung und Ausblick;184 11;6 NIR-Spektroskopie;187 11.1;6.1 Unterschiede zwischen NIR- und MIR-Spektroskopie;187 11.2;6.2 NIR-Spektrometer;189 11.3;6.3 Anwendungen;190 11.4;6.4 Zusammenfassung und Ausblick;193 12;7 Raman-Spektroskopie;195 12.1;7.1 Theorie;196 12.2;7.2 Auswahlregeln;198 12.3;7.3 Raman-Spektrometer;200 12.4;7.4 Anwendungen der Raman-Spektroskopie;202 12.5;7.5 Zusammenfassung und Ausblick;203 13;8 Mikrowellenspektroskopie;205 13.1;8.1 Theorie der Rotationsspektren;206 13.2;8.2 Mikrowellenspektrometer;209 13.3;8.3 Anwendungen der Mikrowellenspektroskopie;210 13.4;8.4 Zusammenfassung und Ausblick;212 14;9 Atomabsorptionsspektroskopie;215 14.1;9.1 Historie;217 14.2;9.2 Prinzip;218 14.3;9.3 Linienspektrum;221 14.4;9.4 Atomabsorptionsspektrometer;225 14.5;9.5 Hohlkatodenlampen;227 14.6;9.6 Atomisierung;229 14.7;9.7 Interferenzen;245 14.8;9.8 Untergrundabsorption;249 14.9;9.9 Instrumentation;263 14.10;9.10 Fließinjektionsanalyse in der Atomabsorptionsspektrometrie;270 14.11;9.11 AAS-Labor;279 14.12;9.12 Zusammenfassung und Ausblick;280 15;10 Atomfluoreszenzspektrometrie;285 16;11 Atomspektrometrie mit Plasmen;289 16.1;11.1 Grundlagen;292 16.2;11.2 Erzeugung von Plasma;295 16.3;11.3 Komponenten des ICP-Spektrometers;300 16.4;11.4 Aufbau einer ICP-Apparatur;311 16.5;11.5 Störungen in der ICP-OES;328 16.6;11.6 Standardlösungen für die Atomemissionsspektrometrie;335 16.7;11.7 Hydridsystem;335 16.8;11.8 Analyse fester Proben;336 16.9;11.9 AAS oder ICP? Die Wahl des richtigen Spektrometers für die Elementanalyse;340 16.10;11.10 Plasmamassenspektrometrie;345 16.11;11.11 Zusammenfassung und Ausblick;352 17;12 Massenspektrometrie;357 17.1;12.1 Grundlagen;358 17.2;12.2 Massenspektrum;359 17.3;12.3 Ionenerzeugung;362 17.4;12.4 Massenspektrometer;367 17.5;12.5 Zusammenfassung und Ausblick;373 18;13 Kernmagn
etische Resonanzspektroskopie;375 18.1;13.1 Grundlagen;377 18.2;13.2 Chemische Verschiebung;381 18.3;13.3 Spin-Spin-Kopplung;384 18.4;13.4 Aufnahme von NMR-Spektren;387 18.5;13.5 NMR-Spektrometer;391 18.6;13.6 Doppelresonanz-Technik;396 18.7;13.7 Zweidimensionale NMR-Spektroskopie;397 18.8;13.8 Kern-Overhauser-Effekt;399 18.9;13.9 Anwendungen der NMR-Spektroskopie;400 18.10;13.10 Zusammenfassung und Ausblick;405 19;14 Röntgenfluoreszenzanalyse;409 19.1;14.1 Begriff Röntgenfluoreszenz;411 19.2;14.2 Grundlagen;411 19.3;14.3 Charakteristische Spektrallinien;416 19.4;14.4 Gesetz von Moseley;418 19.5;14.5 Anregung;419 19.6;14.6 Absorption der Röntgenstrahlung;421 19.7;14.7 Röntgenröhre;425 19.8;14.8 Röntgenspektrometer;426 19.9;14.9 Röntgendetektoren;429 19.10;14.10 Analytische Anwendungen;431 19.11;14.11 Totalreflexions-Röntgenfluoreszenzanalyse (TRXRF);433 19.12;14.12 Schichtdickenmessung nach dem Röntgenfluoreszenz-Verfahren;435 19.13;14.13 Neuere Entwicklungen in der Röntgenspektrometrie;445 19.14;14.14 Zusammenfassung und Ausblick;446 20;15 Oberflächenanalytik;451 20.1;15.1 Methoden;452 20.2;15.2 Energiedispersive Röntgenmikroanalyse;457 20.3;15.3 Protoneninduzierte Röntgenemission;460 20.4;15.4 Auger-Elektronenspektroskopie;460 20.5;15.5 Elektronenspektroskopie für die chemische Analyse;464 20.6;15.6 Sekundärionen-Massenspektrometrie;468 20.7;15.7 Ionenstreu-Spektroskopie;470 20.8;15.8 Raster-Sonden-Mikroskopie;471 21;16 Schlußbetrachtung;481 22;Verzeichnis der Geräteanbieter;485 23;Quellenverzeichnis;491 24;Literaturverzeichnis;503 25;Abkürzungsverzeichnis;507 26;Stichwortverzeichnis;511