Методы атомной спектроскопии Методы атомной спектроскопии

Методы атомной спектроскопии

Методы атомной спектроскопии

Схема электронных переходов при атомной абсорбции и атомной эмиссии

Атомно-эмиссионные методы

Атомно-эмиссионные методы ■ Методы атомно-эмиссионной спектроскопии основаны на термическом возбуждении свободных атомов или одноименных ионов и регистрации оптического спектра испускания возбужденных атомов. ■ Спектры испускания, или эмиссионные получают при возбуждении атомов или одноименных ионов различными способами (тепловыми столкновениями, фотонами, электронным ударом и т. д. ). Время жизни возбужденного состояния невелико и составляет 10 -7 -10 -8 с. В течение этого времени атом теряет избыточную энергию путем испускания кванта электромагнитного излучения.

Атомно-эмиссионные методы ■ Рис. 1. Спектр атомарного водорода Рис. 2. Эмиссионный спектр паров натрия

Атомно-эмиссионные методы ■ Одним из замечательных свойств атомных спектров является их дискретность (линейчатая структура) и сугубо индивидуальный характер. Например, атомные спектры Na или Li состоят из нескольких спектральных линий, а Fe, U – нескольких тысяч. n На определении положения этих линий основан качественный анализ, а их интенсивность служит количественной мерой.

Атомно-эмиссионные методы n В общем случае зависимость интенсивности излучения (I) от концентрации нелинейна и описывается эмпирическим уравнением Ломакина-Шайбе: I = acb, где а - постоянная, характеризующая источник возбуждения и свойства пробы; b - коэффициент самопоглощения. ■ При высокой температуре происходит плавление и испарение вещества, далее молекулы диссоциируют на атомы, которые при столкновении с электронами переходят в возбужденное состояние. Затем через 10 -7 -10 -9 с возвращаются в основное или возбужденное состояние с меньшей энергией.

Атомно-эмиссионные методы ■ Относительные заселенности основного (N 0) и возбужденного (N*) состояний при данной температуре можно оценить с помощью уравнения Максвелла. Больцмана: N* g* —— = —— e -E/k. T, g*, g 0 – статистические веса возбужден N 0 g 0 ого и основного состояния. Статистический вес представляет собой число различных электронных состояний с данной энергией.

Атомно-эмиссионные методы n Относительные заселенности уровней для некоторых элементов приведены в таблице. Видно, что даже для легко возбуждаемых элементов (натрий) возбужденное состояние заселено мало, если не создавать температур около 10 000 К, как в плазме.

Атомно-эмиссионные методы n Интенсивность спектральной линии (I) описывается уравнением: Inm = hvnm • Anm • Nn, где Nn - заселенность возбужденного уровня, Anm - вероятность перехода. ■ Кроме того, следует учитывать процесс возбуждения: Imn = hvmn • Bmn. Nm • ρ(v), где Nm - заселенность уровня m, Bmn - вероятность перехода, ρ(v) - плотность излучения.

Атомно-эмиссионные методы ■ С учетом процессов ионизации атомов, получаем: Nm • (2πme)3/2(k. T)5/2 N+n= ————— exp(-E/k. T); α = ————— -степень Ne • h 3 N m + N+n ионизации gn Inm= Anm • —— • hvnm • (1 -α) • Nn • e –(En - Em)/k. T. gm

Аппаратура в АЭС Источник возбуждения спектров Оптический блок Компьютер (система управления и обработки информации) Приемник излучения Электронный блок Измерительное устройство

Аппаратура в АЭС n Источник возбуждения спектров служит для получения атомного пара и термического возбуждения атомов определяемого элемента. n Излучение, испускаемое источником возбуждения, наряду с полезным сигналом содержит излучение, испускаемое всеми компонентами пробы. Назначение оптического блока – диспергировать по длинам волн важный с ана-литической точки зрения участок спектра или выделить отдельную спектральную линию. n Прямое измерение величины светового потока невозможно, поэтому энергию световой воны преобразуют в электрический сигнал при помощи так называемых приемников излучения, например, вакуумного фотоэлемента.

Аппаратура в АЭС n Электрический сигнал, получаемый от приемника излучения, весьма мал и может подвергаться заметной флуктуации во времени. Электронный блок усиливает аналитический сигнал и при необходимости интегрирует его для учета флуктуаций. n Современные оптические приборы, как правило, автоматизированы, имеют собственный микропроцессор, управляющий другими узлами прибора, или подключаются к внешнему компьютеру через соответствующее интерфейсное устройство.

Основные типы атомизаторов в АЭС

Возбуждение спектров в пламени

Возбуждение спектров в пламени n Для аналитических целей широко используются пламена, возникающие при сгорании газообразных веществ (водорода, метана, пропана, бутана, ацетилена), окислителем служит кислород воздуха, чистый кислород или закись азота N 2 O: 2 H 2 + O 2 → H 2 O CH 4 + 2 O 2 → CO 2 + 2 H 2 O C 3 H 8 + 5 O 2 → 3 CO 2 + 4 H 2 O C 2 H 2 + 5/2 O 2 → 2 CO 2 + H 2 O C 2 H 2 + 5 N 2 O → 2 CO 2 + H 2 O + 5 N 2

Температура и скорость горения пламен Состав горючей смеси Температура пламени, 0 К Метан-воздух 1970 Пропан–бутан-воздух 2200 Скорость горения, см/с 45 Ацетилен-воздух 2450 160 Ацетилен-закись азота 3200 285 Водород-воздух 2300 320 Водород-закись азота 2900 380 Пропан–бутан-N 2 O 2900 250

Возбуждение спектров в пламени n Пламена бывают ламинарные и турбулентные. n Ламинарное пламя горит бесшумно и имеет стабилизированную в пространстве форму конуса. n При турбулентном горении наблюдаются пульсации, искривление и дробление поверхности пламени и испускание характерного шума. n Важной характеристикой пламени является скорость горения (распространения пламени) – это отрезок, который проходит фронт горения при поджигании горючей смеси в длинной трубке. n Скорость горения определяет конструкцию сопла горелки.

Возбуждение спектров в пламени ■ Пламя состоит из двух зон: восстановительной и окислительной.

Возбуждение спектров в пламени ■ В восстановительной зоне протекают первичные реакции термической диссоциации и сгорания компонентов горючей смеси. ■ Эта зона содержит много возбужденных молекул и свободных радикалов (С 2, СN, CO и др. ), интенсивно излучающих свет во всем УФ - и видимом диапазоне. ■ Излучение накладывается на линии испускания возбужденных томов, поэтому для аналитических целей ее не используют. ■ В окислительной зоне пламени протекают реакции полного сгорания компонентов смеси с образованием H 2 O и CO 2.

Возбуждение спектров в пламени ■ Окислительная зона интенсивно излучает в ИК - области и мало в УФ - и видимой, поэтому именно ее используют в аналитических целях. ■ Важное достоинство пламени как источника атомизации - высокая стабильность и связанная с ней хорошая воспроизводимость результатов измерений (sr ~ 0, 01 -0, 05). ■ Недостатки – это в ряде случаев низкая температура (1500 - 3000 К). Такие температуры оптимальны для определения щелочных и щелочноземельных металлов (пределы обнаружения до 10 -7%).

Процессы, протекающие в пламени ■ Аналитический сигнал формируется за счёт следующих процессов, которые протекают последовательно. n 1. Испарение растворителя: Ме. Х(ж) ↔ Ме. Х(тв), в результате чего образуются твёрдые частицы вещества. n 2. Испарение твёрдых частиц: Ме. Х(тв) ↔ Ме. Х(г), в результате чего твёрдые частицы вещества переходят в газообразное состояние. n 3. Атомизация (диссоциация молекул на атомы): Ме. Х ↔ Ме + Х, в результате чего образуется атомный пар.

Процессы, протекающие в пламени n 4. Возбуждение свободных атомов: Ме ↔ Ме*. n 5. Эмиссия – возвращение атомов в основное состояние с выделением квантов света: Ме* ↔ Ме + hν. n К нежелательным побочным процессам относятся: • ионизация: Ме ↔ Ме+ + ē; • образование соединений (оксиды, карбиды и др. ); • самопоглощение (реабсорбция) света невозбуждёнными атомами: Ме + hν ↔ Ме*.

Горелки n Наиболее известны два типа газовых горелок: Бунзена и Бекмана. n В горелке Бунзена горючий газ и окислитель смешиваются до выхода из сопла, а пламя является ламинарным.

Горелки n В горелке Бекмана смешение газов происходит непосредственно в зоне горения над соплом. Горелка Бекмана дает турбулентное пламя.

Атомизатор – электрическая дуга ■ Электрическая дуга. ■ В АЭС используют дуговые разряды постоянного и переменного тока. ■ Дуга – это устойчивый электрический разряд с высокой плотностью тока и низким напряжением горения между двумя или более электродами. ■ Дуговой атомизатор представляет собой пару электродов (чаще всего угольных), между которыми пропускают электрический разряд. Нижний электрод имеет углубление, в которое помещают пробу (раствор, порошок, сплав).

Атомизатор – электрическая дуга ■ Для анализа растворов пробу, как правило, выпаривают вместе с инертным порошкообразным материалом (коллектором). ■ Если анализируемая проба металл (сплав), то она непосредственно служит нижним электродом.

Атомизатор – электрическая дуга ■ Температура дугового разряда 3000 - 7000 0 С, что вполне достаточно для возбуждения большинства элементов (кроме наиболее трудно возбудимых неметаллов – таких, как галогены). Поэтому для большинства элементов пределы обнаружения на один - два порядка ниже, чем в пламени, и в среднем составляют 10 -4 – 10 -2 % масс. ■ Дуговые атомизаторы (особенно постоянного тока), в отличие от пламенных, не отличаются высокой стабильностью режима работы. Поэтому воспроизводимость результатов невелика: sr ~ 0, 1 - 0, 2. Однако для полуколичественных определений такая воспроизводимость вполне достаточна.

Атомизатор – электрическая дуга ■ Одна из наиболее важных областей применения дуговых атомизаторов – это качественный анализ путем сравнения спектров образца (1) и железа (2). 1 2

Атомизатор – электрическая дуга Пределы обнаружения элементов с помощью дуги постоянного тока Li, Na, Cu, Ag < 10 - 4 % K, Rb, Cs, Be, Mg, Ca ≈ 10 -4 – 10 -3 % Cr, Ba, Sc, Y, La, Ti, Zr, Tb, Dy, Ho, Er ≈ 10 -3 – 10 -2 % Se, Te, Ce, Sm, Gd ≈ 10 -2 – 10 -1 %

Атомизатор – электрическая искра n Электрическая искра представляет собой перемежающийся, пульсирующий электрический разряд высокого напряжения и относительно низкой средней силы тока крайней электродами. между мере по двумя Один электрод состоит из анализируемой пробы, тогда как другой обычно сделан из вольфрама. ■ Искра отличается от дуги переменного тока. Ее длительность составляет обычно величину порядка нескольких микросекунд. ■ Температура разряда достигает 10 000 0 С. Этого достаточно для возбуждения даже галогенов. ■ Искровой разряд существенно стабильнее дугового, и воспроизводимость результатов выше (sr ~ 0, 05 - 0, 1).

Атомизатор – электрическая искра

Атомизатор - плазма n В профессиональном жаргоне химиков-аналитиков укоренилась аббревиатура ИСП (индуктивно связанная плазма). n ИСП впервые апробирована в химико-аналитических целях в начале 60 -х годов двумя учеными независимо друг от друга – Фасселом в США и Гринфилдом в Великобритании. n По сравнению с другими источниками атомизации плазмы отличаются чрезвычайной многосторонностью. Их основные преимущества: - многоэлементный анализ; - низкие матричные эффекты; - прозрачность в УФ-области спектра; - линейный диапазон измерения на уровне нескольких порядков.

Атомизатор - плазма ■ Недостатком метода является очень большой расход аргона: 10 - 19 л/мин плазмообразующий газ и 1 л/мин – распыляющий газ, а также относительно высокая стоимость оборудования. n Индуктивно связанная плазма – это ионизированный газ, который макроскопически нейтрален, т. е. имеет одно и то же число положительных частиц (ионов) и отрицательных частиц (электронов). Если используют одноатомный газ Х, то плазму можно описать следующим равновесием: q q X = ∑Xn+ + ∑n • e, Xn+ - ион с зарядностью n, е-электрон. n=1

Атомизатор - плазма ■ В отличии от пламени для ионизации газа и поддержании плазмы необходим подвод внешней энергии в виде электрического поля. ■ Плазма в свою очередь передает часть этой энергии пробе, что приводит к атомизации и возбуждению последней. ■ ИСП образуется при возбуждении высокочастотного поля в катушке. В качестве плазмообразующего газа используют одноатомный аргон, который инертен и имеет высокий потенциал ионизации (15, 76 э. В). Температура 6000 – 10 000 К, способность возбуждать и ионизировать большинство элементов периодической системы; аргон испускает простой спектр в отличии от пламени с молекулярными спектрами.

Атомизатор - плазма n Схема источника атомизации с ИСП приведена на следующем слайде. n Высокочастотная аргоновая плазма инициируется с помощью искрового разряда. При этом аргон частично ионизируется, и в нем возникают свободные носители заряда. Затем в электропроводящем газе индуцируется высокочастотный ток, вызывающий дальнейшую лавинообразную ионизацию газа. Вследствие малого сопротивления плазмы она быстро нагревается до температур 6000 - 10000 К без прямого контакта с электродами. Ввиду относительно долгого пребывания пробы в плазме и высоких температур условия атомизации и возбуждения близки к оптимальным.

Плазменная горелка

Температурные зоны в плазме

Плазменная горелка n Плазменная горелка состоит из трех концентрических кварцевых трубок. Во внутренней трубке распыленная проба потоком аргона перемещается в плазму. В средней трубке аргон подводится в качестве вспомогательного газа. В наружной трубке подается газ плазмы. n Аргон – азотная плазменная горелка:

Атомно-эмиссионные методы с плазмами

Атомизатор - плазма ■ Химические матричные эффекты в ИСП обычно отсутствуют. По этим причинам пределы обнаружения элементов методом ИСП очень низки: 10 -8 – 10 -2 % масс. ■ Дополнительным достоинством метода является возможность плавно регулировать условия атомизации и возбуждения. Поэтому при анализе методом ИСП можно подобрать «компромиссные» условия, обеспечивающие одновременное определение множества различных элементов.

Атомизатор - трехэлектродная плазма постоянного тока n Наряду с индуктивно связанной плазмой, в области элементного анализа жидких проб неплохо зарекомендовала себя также трехэлектродная плазма постоянного тока. Но это токопроводящая плазма находится под сильным влиянием легко ионизируемых элементов, поэтому в присутствии щелочных металлов здесь проявляются значительные матричные эффекты. n Трехэлектродная плазма генерируется двумя графитовыми анодами и одним вольфрамовым катодом. Плазма очень стабильна. Ее температура достигает 15 000 К, температура зоны возбуждения 6000 К. Так как возбуждение чисто термически происходит вне токопроводящей плазмы, то получают спектр с меньшим фоном, чем при ИСП.

Атомизатор - трехэлектродная плазма постоянного тока n Для некоторых элементов вроде B, P, As трехэлектродная плазма постоянного тока гарантирует самую высокую чувствительность обнаружения.

СВЧ - индуцированная плазма n В случае СВЧ - плазмы речь идет о безэлектродном разряде, возбуждаемом в большинстве случаев с частотой 2, 4 ГГц и мощностью от 40 до 200 Вт. n Основным достоинством такого возбуждения является малый расход газа – всего 1 л/ мин. n При столь низком расходе газа будет финансово оправдано даже применение гелия, с которым можно проводить измерения галогенов фтора и хлора, серы и фосфора в нормальной, невакуумной, УФ - области. n СВЧ - плазма особенно удобна для возбуждения сухих аэрозолей. Она рекомендуется в первую очередь для исследования малых объемов проб, какие бывают при испарении из графитовой трубчатой печи, в гидридной технике.

СВЧ - индуцированная плазма

Диспергирование оптического излучения n Излучение, испускаемое источником возбуждения спектров, несет в себе информацию об элементном составе анализируемого образца. n Однако извлечь эту информацию можно только после развертывания (диспергирования) спектра или выделения узкого спектрального диапазона, соответствующего аналитической линии определяемого элемента. n В методах атомной оптической спектроскопии для решения этих задач используются светофильтры, монохроматоры и полихроматоры.

Светофильтры n Светофильтры (оптические фильтры) – наиболее доступные устройства для выделения некоторого заданного участка спектра широкополосного оптического излучения. n Наиболее распространенными являются абсорбционные и интерфереционные светофильтры. n Абсорбционные светофильтры обычно имеют спектральные ширины полос пропускания в пределах от 30 до 50 нм, поэтому их разрешающая способность невелика. n Выделяемая интерфереционными светофильтрами полоса длин волн значительно уже, а максимальное пропускание гораздо больше, чем у абсорбционных светофильтров.

Светофильтры n Недостаток светофильтров заключается в отсутствии возможности перестройки по длинам волн. Поэтому в приборах для спектрального анализа используются более сложные устройства – монохроматоры и полихроматоры.

Монохроматоры n Оптическая конструкция монохроматора высокого разрешения основана в большинстве случаев на принципе Черни-Тернера. Типичным признаком такой компоновки является наличие двух фокусирующих зеркал, позволяющих поворачивать решетку без изменения фокусного расстояния. n Большинство многоэлементных эмиссионных спектрометров называемой располагают так компановкой Пашена – Рунге. n Голографическая вогнутая дифракционная решетка установлена неподвижно.

Монохроматор Черни-Тернера

Полихроматор Пашена-Рунге

Детекторы оптического излучения Детектор Область спектра, нм Время Чувствительно срабатывания, сть с Человеческий глаз 400 - 700 0, 1 Умеренная Вакуумный фотоэлемент 190 - 1100 10 -9 Высокая ФЭУ 105 - 1100 10 -8 Очень высокая Лавинный фотодиод 450 - 1200 10 -10 Умеренная Кремниевый фотодииод 350 - 1200 10 -8 Высокая Приборы с зарядовой связью <180 - 1000 10 -8 Очень высокая

Атомно-эмиссионные методы n Вариант АЭС с атомизацией в пламени называют методом эмиссионной фотометрии пламени.

Метод эмиссионной фотометрии пламени n Эмиссионная фотометрия пламени (ЭФП) – метод количественного элементного анализа, основанный на измерении интенсивности электромагнитного излучения, испускаемого атомным паром определяемого элемента в пламени. n Пробы на окрашивание пламени, введенные в аналитическую практику еще Бунзеном и Кирхгофом, впервые были использованы в спектрографии в 1879 г. n Гюи, который, распыляя растворы, содержащие ионы металлов, сжатым воздухом, вводил аэрозоль в пламя светильного газа и фотографировал спектры.

Помехи в эмиссионной фотометрии пламени n Спектральные – обусловлены наложением постороннего излучения от других элементов пробы, фона, а также недостаточной монохроматизацией излучения. n Физические - обусловлены эффективностью работы распылителя и свойствами анализируемого раствора поверхностное натяжение, вязкость, плотность). n Помехи, связанные с процессами в пламени (ионизация, образование соединений с компонентами пламени, самопоглощение). n Химические помехи (образование новых термически устойчивых соединений с посторонними катионами и анионами пробы).

Метод эмиссионной фотометрии пламени n Прежде всего ЭФП является незаменимым методом определения щелочных металлов – лития, натрия, калия, рубидия, которые, благодаря низким значениям энергии возбуждения, имеют в спектрах резонансные линии в видимой области спектра. n Аналитические возможности метода ограничены источником возбуждения: - достаточно высокая селективность; - sr = 0, 02 – 0, 04; - LOD = 10– 6 - 10 -7%.

Метод эмиссионной фотометрии пламени n Пламенными эмиссионными фотометрами оснащены лаборатории, выполняющие определения щелочных и щелочноземельных металлов в водах, почвах, растительных объектах, в сфере клинического анализа. Для большинства других элементов пределы обнаружения на несколько порядков выше.

Метод эмиссионной фотометрии пламени

Метод эмиссионной фотометрии пламени

ИСП - спектрометры n Рынок предлагает устройства примерно следующей классификации: - по принципу измерения: приборы последовательного, одновременного и комбинированного действия; - по интервалу длин волн: приборы для УФ/УФ в вакууме -, УФ/видимой и вакуумной, УФ/видимой областей спктра; - по разрешению: высоким разрешением (<0, 005 нм) или низким разрешением (> 0, 01 нм); - по максимальной мощности высокой частоты: <1, 5 к. Вт, <2, 5 к. Вт, > 2, 5 к. Вт; - по используемому газу плазмы: Ar/Ar, N 2/Ar, O 2/Ar или другие генераторные газы.

Примеры взаимных помех ■ Важнейшая функция спектрометра заключается в разделении специфичных для конкретных элементов линий излучения.

Примеры полуширины спектральных линий элементов а атомно-эмиссионной спектрометрии с ИСП

ИСП – спектрометр с Эшелле - системой

Достоинства Эшелле - системы ■

ИСП – спектрометр с Эшелле - системой ■ Эшелле - система создает идеальные условия для использования в качестве детектора полупроводникового чипа в форме прибора с инжекцией заряда (charge injection device). Каждый из его 95 000 пикселей подстраивается к выходнойщели. ■ Таким образом, спектральная область 170 -850 нм полностью отображается на детекторе.

Эшелле – спектрометр с полупроводниковым чипом

Анализ твердых образцов методом АЭС-ИСП ■ Проба прокаливается до золы в графитовом тигле, испаряется в плазме, и исходящее из плазмы излучение подвергается спектральному разложению:

Метод АЭС-ИСП ■ Таким образом, АЭС-ИСП - типичный многоэлементный метод анализа. Линейность градуировочного графика достигает 5 - 6 порядков, sr = 0, 01 - 0, 05. ■ Направления использования: • многоэлементный анализ руд, высокочистых веществ, пищевых продуктов; • определение элементов в водах ( мг/дм 3): Al (0, 01 -50), Ba (0, 001 -50), Be (0, 0001 -10), B (0, 01 -50), V (0, 001 -50), Bi (0, 0510), W (0, 02 -10), Fe (0, 05 -50), Cd (0, 0001 -10), K (0, 1 -500), Ca (0, 01 -50), Co (0, 001 -0, 05), Si (0, 005 -5), Li (0, 001 -50), Mg (0, 0550), Mn (0, 001 -10), Cu (0, 001 -50), Mo (0, 001 -10), As (0, 00550), Na (0, 1 -500), Ni (0, 001 -10), Sn (0, 005 -5), Pb (0, 01 -10), Se (0, 005 -5), Ag (0, 005 -50), Sr (0, 001 -50), Sb (0, 005 -50), Te (0, 005 -10), Ti (0, 001 -50), Cr (0, 001 -50), Zn (0, 005 -50). -

Атомно-эмиссионный спектрометр с индуктивно связанной плазмой Optima-5300 ■ Производитель: Perkin. Elmer (USA). n Год выпуска: 2007. n Технические характеристики: - оптический диапазон 167 - 782 нм; - автосамплеры, модули микроволновой пробоподготовки, очистки воды; - погрешность не хуже 0, 5 % для 10 параллельных определений; - оптическое разрешение при λ = 190 нм не хуже 0, 004 нм.

Атомно-эмиссионный спектрометр с индуктивно связанной плазмой Optima-5300

Атомно-эмиссионный спектрометр с индуктивно связанной плазмой i. CAP- 6000 ■ Производитель: Thermo Scientific Corp. (USA). n Год выпуска: 2007. n Технические характеристики: - оптический диапазон 166 - 847 нм; - двойное (аксиальное и радиальное) наблюдение плазмы; - возможность прямого анализа твердых образцов без растворения: проводящих образцов - с классической приставкой искрового пробоотбора SSEA и непроводящих образцов – с новой приставкой лазерного пробоотбора U 266 Macro Laser; - оптическое разрешение при λ = 200 нм не хуже 0, 007 нм.

Атомно-эмиссионный спектрометр с индуктивно связанной плазмой i. CAP- 6000

Метрологические характеристики и аналитические возможности атомно-эмиссионных методов ■ Пределы обнаружения в АЭС зависят от способа атомизации и природы определяемого элемента и могут изменяться в широких диапазонах. ■ Для легковозбудимых и легкоионизируемых элементов (щелочные и щелочноземельные металлы) наилучшим источником атомизации является пламя (Сmin до 10 -7 % масс). ■ Для большинства других элементов наивысшая чувствительность достигается при использовании ИСП (до 10 -8 % масс). Такие источники атомизации, как дуга и искра, наименее чувствительны.

Метрологические характеристики и аналитические возможности атомно-эмиссионных методов

Метрологические характеристики и аналитические возможности атомно-эмиссионных методов

Сравнение пределов обнаружения элементов (нг/мл) методами атомной спектроскопии Элемент ААС (пламя) ААС (э/т) АЭС (пламя) АЭС (ППТ) АЭС (ИСП) АФС Al Ba Be B V Bi W Gd Ga Ge Fe Au In Cd K 20 8 1 700 20 0, 02 500 1000 50 50 3 6 20 0, 5 1 0, 04 0, 003 15 0, 1 3 1 100 50 7 1000 200 120 5 400 10 500 1 300 0, 01 2 2 0, 5 5 8 75 30 0, 2 0, 01 0, 003 0, 1 0, 06 10 0, 8 0, 4 0, 6 0, 5 0, 09 0, 4 0, 07 30 0, 6 2 1 2000 30 2 2000 800 0, 9 100 3 5 0, 2 0, 001 0, 8 8 0, 01 0, 02 0, 004 38 3 3 38 0, 5 0, 3

Сравнение пределов обнаружения элементов (нг/мл) методами атомной спектроскопии Элемент ААС (пламя) ААС (э/т) АЭС (пламя) АЭС (ППТ) АЭС (ИСП) АФС Mg Mn Cu Mo As Na Ni Sn Hg Pb Se Ag Sb U Zn 0, 1 0, 8 1 10 0, 02 0, 2 2 10 0, 001 10 0, 02 0, 9 0, 1 0, 0002 0, 0005 0, 02 0, 08 0, 004 0, 05 0, 03 0, 2 0, 007 0, 05 0, 001 0, 08 300 0, 0006 1 1 3 10 2000 0, 01 10 100 150 0, 2 0, 5 45 0, 05 2 23 75 23 45 2 3 150 2 0, 003 0, 01 0, 04 0, 2 2 0, 1 0, 2 3 1 1 1 0, 2 10 1, 5 0, 1 0, 4 0, 03 12 0, 1 2 10 0, 003 10 0, 06 0, 1 0, 8 2 200 1000 0, 0003

Метрологические характеристики и аналитические возможности атомно-эмиссионных методов ■ Чувствительность: Cmin до 10 -7 % щелочные и щелочноземельные металлы АЭС-пламя; Cmin до 10 -8 % большинство других элементов АЭС-ИСП. n Диапазон определяемых содержаний: 4 - 5 порядков величин концентраций АЭС-ИСП; n Воспроизводимость: sr = 0, 01 - 0, 05 (пламя, ИСП); sr = 0, 05 - 0, 1 (искровой разряд); sr = 0, 1 - 0, 2 (дуговой разряд); использование метода внутреннего стандарта;

Метрологические характеристики и аналитические возможности атомно-эмиссионных методов ■ АЭС – многоэлементный анализ: качественный анализ проводят с использованием «последних» линий; в количественном анализе используют все основные способы градуировки – градуировочный график (внешний стандарт), внутренний стандарт (гомологические линии) и метод добавок. n Способы регистрации спектров: визуальный (стилоскопы), фотографический (спектрографы) и фотоэлектрический (спектрометры).

Благодарю за внимание!