Un espectrofotómetro de absorción es un instrumento analítico que se utiliza para determinar la cantidad de un elemento presente en una muestra. Se basa en el hecho de que los elementos absorberán la luz a una frecuencia particular dentro del espectro de luz. Cuando un átomo está en su estado de energía más baja, o fundamental, puede absorber un fotón de luz con una frecuencia específica y saltar a un estado de energía más alto utilizando la energía del fotón. Así, es posible detectar el elemento en una muestra y determinar la cantidad presente midiendo la cantidad de luz de la frecuencia relevante que es absorbida por la muestra. Esta técnica se utiliza ampliamente en química para el análisis elemental.
Los componentes típicos de un espectrofotómetro de absorción incluyen una fuente de luz; una cámara o celda en la que la muestra se expone a la luz; un monocromador, que es un dispositivo que permite seleccionar y aislar la frecuencia de interés; y un detector que mide la intensidad de la luz a esa frecuencia. Dado que la cantidad de luz absorbida a esta frecuencia es proporcional a la concentración del elemento, se puede calcular la cantidad del elemento presente. Los datos pueden mostrarse en una pantalla y / o almacenarse electrónicamente.
La fuente de luz para un espectrofotómetro de absorción normalmente emite luz a la frecuencia específica absorbida por el elemento para el que se está realizando la prueba. Dado que la frecuencia de absorción de un elemento es la misma que su frecuencia de emisión, la fuente puede usar ese elemento para producir luz de la frecuencia requerida. Esto se puede lograr mediante una descarga eléctrica en una atmósfera inerte, utilizando el elemento como cátodo. Normalmente, se requieren diferentes fuentes de luz para probar diferentes elementos, pero en algunos casos, se utiliza un cátodo que contiene varios elementos para permitir la prueba simultánea de estos elementos.
En el tipo de espectrofotómetro de absorción utilizado con más frecuencia, la muestra, generalmente una solución, se convierte en un aerosol y se introduce en una llama caliente, que convierte los iones del elemento de interés en átomos en su estado fundamental, de modo que absorban luz. El tipo de llama utilizada depende del elemento de interés. Para muchos elementos, se emplea una llama de oxígeno-acetileno; sin embargo, algunos metales pueden formar óxidos si hay suficiente oxígeno presente en la llama. En estos casos, se puede utilizar una llama no oxidante. Otros métodos incluyen el uso de un horno de grafito para calentar la muestra a una temperatura alta y calentar la muestra eléctricamente en una barra de carbón delgada.
Existe una amplia gama de aplicaciones para el espectrofotómetro de absorción. Una aplicación común en geología es establecer el contenido de varios metales en una muestra de mineral. En el campo de la protección del medio ambiente, este instrumento se puede utilizar para comprobar los niveles de elementos tóxicos en efluentes industriales, agua de río y agua subterránea o para determinar niveles de metales pesados tóxicos en peces. De manera similar, se puede usar para verificar los niveles de varios elementos en muestras de sangre, por ejemplo, elementos esenciales como sodio, calcio y magnesio, así como elementos tóxicos.