(beter spectrale analyse) noemt men het herkennen van stoffen door middel van hun spectrum. Elementen neemt men waar met behulp van hun lijnenspectrum, waartoe men een verbinding in een vlam of in een electrische lichtboog op hoge temperatuur brengt.
De verbinding wordt gesplitst in de atomen. Neemt men nu het spectrum waar met een spectroscoop, dan kan men aan de lijnen zien, welke metalen in de verbinding of het mengsel voorkomen. Voor metalloïden moet men in het algemeen gasontladingen gebruiken, waarbij de atomen door electronen worden gebombardeerd. Dikwijls is de kleur van het uitgestraalde licht al voldoende, om het element te herkennen.Brengt men bijv. in de zwaklichtende vlam van een Bunsense brander een in het oog van een platinadraad ingesmolten proefje van een natriumverbinding (als soda of keukenzout), dan wordt de vlam geel gekleurd, en in de spectroscoop neemt men één (eigenlijk twee) spectraallijn(en) waar. Op deze wijze kan men nog 0,000003 mg natrium waarnemen. Dit is echter wel uitzonderlijk gevoelig, voor de meeste elementen is een grotere hoeveelheid nodig. Deze gevoeligheid leidde Bunsen, die met Kirchhoff sedert 1860 de spectrale analyse tot een scheikundige onderzoekingsmethode had ontwikkeld, tot het ontdekken van caesium en rubidium. Vele elementen zijn op deze wijze ontdekt.
Om een bekend element te identificeren heeft men niet het gehele spectrum nodig, doch slechts enkele karakteristieke lijnen. Men kiest daarbij die lijnen uit, die bij afnemende concentratie van de stof het langst zichtbaar blijven (persistent rays, letzte Linien). De keuze van de lichtboog geeft wel moeilijkheden, de temperatuur in de boog moet tijdens het onderzoek zo veel mogelijk constant blijven, ook moeten er geen vonkspectra ontstaan, die immers geheel anders zijn dan de boogspectra (zie spectrum). Ook werkt men wel in het infrarode en het ultraviolette gebied. Men kan dan niet altijd glas gebruiken in de spectroscoop of spectrograaf, maar moet in dit geval voor het infrarood keukenzout en voor het ultraviolet kwarts of uviolglas gebruiken. Van directe waarneming is dan geen sprake meer, vooral in het laatste geval is men op fotografische waarneming aangewezen. Onder de golflengte van 2000 A wordt het ultraviolette licht door de lucht geabsorbeerd, zodat men de apparaten luchtledig moet maken.
Ten slotte zij er op gewezen, dat men ook quantitatieve analyse met het spectrum kan uitvoeren. Men tracht hier uit de sterkte van de lijnen van de verschillende elementen, die in het monster voorkomen, de verhouding van de hoeveelheden dier elementen te bepalen.Thans is de spectrografische analyse van groot belang geworden vooral voor de analyse van metalen en gesteenten, wanneer het er om gaat naast het hoofdbestanddeel ook sporen van andere elementen te vinden en te bepalen. Het voordeel is, dat geen voorafgaande scheiding nodig is en dat vele elementen gelijktijdig bepaald kunnen worden. Er zijn thans zelfs automatische apparaten, die onmiddellijk de aanwezige hoeveelheden van tal van elementen in een ijzermonster registreren. Al naar de wijze waarop de spectraallijnen worden opgewekt, spreekt men van boog-, vonk- of vlamspectra. Bij de eerste twee methodes brengt men de stof in de boring van een kool- of aluminiumelectrode, bij de vlamspectra wordt een oplossing verstoven en toegevoegd aan een gasvlam. De laatste methode is van toepassing voor de alkali- en aardalkalimetalen, o.a. in landbouwgrond, in bloed, enz.
Verbindingen, behalve de meest eenvoudige, ontleden in het algemeen onder de omstandigheden waarbij een emissie-spectrum zoals boven beschreven tot stand komt (bandenspectrum). Zij kunnen echter herkend worden aan het absorptiespectrum, zowel in het ultraviolette als in het infrarode gedeelte van het spectrum; bij gekleurde stoffen uiteraard ook in het zichtbare gebied. Vooral in het infrarode absorptiespectrum zijn er meestal tientallen karakteristieke banden, zodat identificatie van organische verbindingen mogelijk is.
In het Raman-spectrum (zie Raman, Raman-effect) treft men een overeenkomstig aantal lijnen aan, zodat ook dit voor herkenning kan worden gebruikt.
Een belangrijk aandeel heeft de spectrale analyse in de ontwikkeling van de sterrenkunde gehad. Vele sterren zenden lijnenspectra uit, andere, zoals de zon, absorptiespectra. Het zonnespectrum is een continu spectrum, doorschoten met vele zwarte lijnen, de lijnen van Fraunhofer. Dit zijn absorptielijnen van de gasvormige elementen in de atmosfeer van de zon. Hierdoor kan men aangeven, welke elementen in de atmosfeer van de zon (de chromosfeer) voorkomen, o.a. heeft men zo het helium ontdekt. De elementen in de eigenlijke zon kan men niet aantonen, daar de zon zelf een continu spectrum uitzendt, dat ons alleen inlichtingen over de temperatuur van de zon kan geven (zie straling). Ook het infrarode en ultraviolette deel van het zonnespectrum zijn onderzocht en in de laatste jaren ook de golven met grote golflengte, de radiogolven.
Een laatste toepassing is het bepalen van de snelheid van sterren in de richting van waarneming. Door het effect van Doppler worden de trillingsgetallen van het uitgezonden licht verhoogd, indien de lichtbron zich naar ons toe beweegt, dus de spectraallijnen zullen naar het violette eind van het spectrum worden verschoven.
DR J. BOUMAN
Lit.: R. A. Sawyer, Experimental Spectroscopy (New York 1944); R. Schmidt, de Grondslagen van de Spectrochemische Analyse (Deventer-Djakarta 1952). Tijdschr.: Spectrochimica Acta.
