>
Метод атомно-емісійної спектроскопії (АЕС) заснований на термічному порушенні вільних атомів або одноатомних іонів та реєстрації оптичного спектру випускання збуджених атомів (рис. 8.1)
В
Рис. 8.1 Схема процесу лежить в основі методу атомно-емісійної спектроскопії
Аналітичним сигналом у АЕС служить інтенсивність випускається випромінювання. Оскільки порушення атомів має термічну природу, порушені і незбуджені атоми перебувають між собою в термодинамічній рівновазі, положення якого описується законом розподілу Больцмана:
В
де N 0 - число незбуджених атомів;
g * і g 0 - статистичні ваги порушеної і незбудженого стану;
Е - енергія збудження;
до - постійна Больцмана;
Т - абсолютна температура. p> Таким чином, при постійній температурі число збуджених частинок N * прямо пропорційно числу незбуджених частинок N 0 , тобто фактично загальному числу даних атомів N в атомізаторі (оскільки в реальних умовах атомно-емісійного аналізу частка збуджених частинок дуже мала: N * < 0 ). p> У свою черга (при заданих умовах атомізації, що визначаються конструкцією і режимом роботи приладу і рядом інших факторів), число атомів (N) в атомізаторі пропорційно концентрації елемента, в пробі с. p> Таким чином, можна було б очікувати, що між інтенсивністю випускається випромінювання і концентрацією визначуваного елемента з спостерігається прямо пропорційна залежність. Однак на практиці умови, що забезпечують цю залежність, виконуються далеко не завжди. У загальному випадку залежність інтенсивності випромінювання від концентрації нелінійна і може бути описана емпіричним рівнянням
В
Це рівняння називається рівнянням Ломакіна-Шайбі. Воно є основним кількісним співвідношенням атомно-емісійного аналізу.
Коефіцієнт а в цьому рівнянні є суто емпіричної величиною, яка від умов процесу. Тому в АЕС вирішальне значення має правильний вибір умов атомізації та вимірювання аналітичного сигналу, включаючи градуювання за зразками порівняння.
Області застосування атомно-емісійний методу аналізу
Якісний аналіз. Атомно-емісійний метод дозволяє одночасно зареєструвати безліч ліній випускання. Тому АЕС є багатоелементних методом аналізу. Це найважливіше гідність методу дозволяє успішно використовувати його для ідентифікації елементів, що містяться в пробі, для якісного аналізу.
З традиційних джерел атомізації найбільш підходящим для якісного аналізу є дугового розряд. З одного боку, температура дуги достатня для атомізації і збудження більшості елементів. З іншого боку, оскільки температура дуги нижче, ніж, наприклад, іскри або ІСП, то дугові спектри істотно біднішими лініями, що полегшує ідентифікацію. Основний недолік дугового розряду - низька стабільність - стосовно до якісного аналізу не грає істотної ролі, оскільки для ідентифікації використовують положення (Довжину хвилі) лінії в спектрі, а не її інтенсивність. p> Для ідентифікації елементів використовують в першу чергу найбільш інтенсивні, так звані В«останніВ» лінії (назва пов'язана з тим, що при зменшенні концентрації елемента ці лінії зникають в останню чергу). Щоб ідентифікація була надійної, в спектрі необхідно виявити кілька ліній одного і того ж елемента.
Кількісний аналіз. При кількісному аналізі методом АЕС можна використовувати всі основні способи градуювання - зовнішніх стандартів (Градуювального графіка), внутрішнього стандарту і метод добавок. Доцільність застосування кожного способу залежить від характеру можливих перешкод і природи аналізованого об'єкта. Так, метод добавок дозволяє ефективно усунути непрямі мультиплікативні похибки, викликані головним чином фізико-хімічними перешкодами, однак проти адитивних спектральних перешкод - таких, як накладення спектральних ліній, - він безсилий. Слід водночас мати на увазі, що метод добавок легко реалізуємо технічно тільки при аналізі розчинів (атомізатори - головним чином полум'я, ІСП), але не твердих проб (Дугового, іскровий розряди). У будь-якому випадку при побудові градуювальної Залежно слід прагнути до того, щоб всі зразки, використовувані для градуювання, були максимально адекватні анализируемому - як за валовим хімічним складом, так і за фізичним станом (останнє особливо важливо при аналізі твердих проб).
9. (6,10-11) Обчислити довжину хвилі лінії л х , якщо відстань її до лінії заліза л 1 = 304,26 нм становить 1,5 мм, а до лінії заліза л 2 = 304,58 нм - 2,4 мм
Рішення:
На рис. 9.1 представлено схематичне зображення невеликої ділянки спектру заліза і спектру досліджуваної проби.
В
Рис. 9.1 Визначення довжини хвилі спектральної лінії
Для визначення довжини хвилі заданої лінії л х вимірюють відстань а 1 від цієї лінії до найближчої до неї ...
