Атомная спектроскопия Фотометрия пламени Эмиссионный спектральный анализ Атомно-абсорбционная спектроскопия Атомно-флюоресцентная спектроскопия
Атомные спектры
Уровни энергии и спектр атома водорода
Некоторые электронные орбитали атома водорода
Эмиссионные методы Название Метод атомизации Источник излучения Ввод пробы Дуговая эл. дуга в полость электрода Искровая эл. искра то же Пламенная эмиссионная и абсорбц. пламя раствор распыляют в пламя Атомноплазма флюоресцентная плазмотрон то же рентгенне требуется флюоресцентная рентгеновская трубка твердые и жидкие образцы
Схема эмиссионного анализа Испарение пробы Атомизация Возбуждение Ионизация Процессы в источнике света Возбуждение ионов Испускание света атомами и ионами Разложение света в спектр Регистрация спектра Определение длин волн линий (качественный анализ) Процессы в спектральном приборе Измерение аналитического сигнала (количественный анализ)
Атомизация в пламени
Фотометрия пламени щель детектор индикатор светофильтр распылитель слив раствор
Схема газовой горелки пламя горючий газ сопло газ-окислитель раствор
Процессы в пламени раствор соли МХ аэрозоль молекулы МО М+ +е диссоциация ионизация М+Х Q эмиссия М* M + hn абсорбция флуоресценция hn Побочные реакции в пламени искажают наблюдение полезного сигнала (эмиссии, абсорбции, флуоресценции).
Интенсивность эмиссии и заселенность энергетических уровней Ei i E 0 0 DE=hni 0
Примеры относительных заселенностей возбужденных состояний Ni/N 0 Атом l, нм gi/g 0 Na 589 2 1, 0· 10 -5 Cu 324 2 4, 8· 10 -10 6, 6· 10 -7 Zn 213 3 7, 5· 10 -15 5, 0· 10 -10 2273 K 3273 K 5, 8· 10 -4
Эмиссионный анализ Дуговой Искровой
Объекты в эмиссионном спектральном анализе металлы порошки растворы
ИСП – горелка
Атомно-абсорбционная спектроскопия
Схема ААС спектрометра
Щелевая горелка для ААС пламя ацетилен проба импеллер воздух слив
Коррекция фона в ААС
Формирование атомноабсорбционного сигнала Спектр Zn лампы Уменьшение светового потока при абсорбции
Источники ошибок в ААС • Влияние матрицы на неселективное поглощение (светорассеяние). • Ошибки из-за образования аналитом химических соединений с третьими элементами. • Влияние третьих элементов на физические свойства раствора. • Уширение адсорбционной линии аналита в присутствии третьих элементов.
Недостатки пламенной атомизации • Низкая чувствительность при определении алюминия, бериллия, РЗЭ и др. металлов, образующих исключительно устойчивые оксиды. • Большой расход вещества пробы. • Протекание побочных реакций. • Малое пребывание частиц в аналитической зоне
Графитовая кювета i = 400 A ввод пробы T = 3000°C I 0 I Ar Ar подвод электрического тока
Преимущества ЭТА • • Атомизация в инертной восстановительной среде. Анализ не только жидких, но и твердых проб. Анализ проб малого объёма (1 – 2 мкл). Расширение спектрального диапазона в УФ область благодаря исключению поглощения излучения кислородом воздуха. • Высокая эффективность испарения и атомизации, большее время пребывания атомного пара в аналитической зоне. • Снижение пределов обнаружения в 104 – 105 раз.
Объекты анализа в ААС • Определение малых примесей и легирующих • • • элементов в сплавах. Анализ электролитов для гальванических покрытий. Малые примеси (Ni, Cu, Fe, Na, V) в нефтепродуктах. Свинец в бензине и металлы в масле. Металлы в природных и сточных водах. Следы металлов в биологических объектах и почвах. Анализ химических реактивов.
Атомно-люминесцентный анализ • Атомная флюоресценция обусловлена сверхравновесным (надтемпературным) испусканием квантов атомами, возбуждаемыми внешним источником излучения. • Аналитическая функция аналогична аналитической функции при молекулярном флюоресцентном анализе:
Принцип возбуждения и измерения флюоресценции атомов
Преимущества и недостатки атомнофлюоресцентного анализа • Отсутствие спектральных наложений • Стабильность базовой линии • Независимость от характеристик распылителя. • Высокая правильность. • Более высокие пределы определения элементов, чем в АЭС и ИСП
Сравнение пределов обнаружения (нг/мл) Элемент AAC (пламя) ААС (б/п) AЭC (пламя) (ИСП) АФС Al 20 0, 01 3 0, 2 0, 6 Fe 3 0. 01 10 0. 09 3 In 20 0. 02 1 0. 4 0. 2 Cd 1 0. 004 0. 01 30 0. 8 Zn 0. 8 0. 0006 1000 0. 1 0. 0003
Скачать презентацию Атомная спектроскопия Фотометрия пламени Эмиссионный спектральный анализ Атомно-абсорбционная
Атомная спектроскопия2.ppt