Скачать презентацию Атомная спектроскопия Тема 4 Атомная эмиссионная и Скачать презентацию Атомная спектроскопия Тема 4 Атомная эмиссионная и

3 лекция Атомная спектроскопия.ppt

  • Количество слайдов: 46

Атомная спектроскопия Атомная спектроскопия

Тема 4 Атомная эмиссионная и атомноабсорбционная спектроскопия. Эмиссионная атомная спектроскопия. Пламенный фотометр. Энергия ионизации Тема 4 Атомная эмиссионная и атомноабсорбционная спектроскопия. Эмиссионная атомная спектроскопия. Пламенный фотометр. Энергия ионизации и возможности ионизации в пламени. Схема прибора. Примеры использования (товароведение — анализ минеральных вод). Индукционно связанная плазма и возможности ее применения. Атомно абсорбционная спектроскопия. Лампа с полым катодом. Схема прибора. Пламенная атомизация и атомизация в графитовой кювете. Количественный анализ, осложнения. Градуировка. Примеры применения.

На рисунке изображен Спектроскоп Кирхгоффа-Бунзена, Annalen der Physik und der Chemie (Poggendorff), Vol. 110 На рисунке изображен Спектроскоп Кирхгоффа-Бунзена, Annalen der Physik und der Chemie (Poggendorff), Vol. 110 (1860). На котором были выполнены первые исследования по атомной спектроскопии.

Современный атомно абсорбционный спектрометр Современный атомно абсорбционный спектрометр

Развитие науки о строении атома началось с атомной спектроскопии. Все вы знаете (во всяком Развитие науки о строении атома началось с атомной спектроскопии. Все вы знаете (во всяком случае те, у кого дома газовые плиты), что если на горящую газовую горелку попадает поваренная соль (что то сбежало), то пламя окрашивается в желтый свет. Калий окрашивает пламя бытового газа в фиолетовый цвет, стронций и барий в красный, медь в зеленый. При разглядывании окрашенного пламени через призму (то есть используя «монохроматор» ) можно увидеть, что окраска сосредоточена в каком то одном месте спектра (или нескольких мест). То есть спектр «полосатый» . Мы это уже видели на примере водорода.

Полосатый спектр водорода Полосатый спектр водорода

Если в опыте Ньютона по разложению солнечного света мы «растянем» спектр, то на его Если в опыте Ньютона по разложению солнечного света мы «растянем» спектр, то на его ярком фоне будут видны узкие темные полосы. Их будет очень много (чем больше растянем спектр, тем больше их увидим) Причем эти темные полосы будут находится точно там, где находятся яркие полосы спектров испускания элементов. То есть если мы в безцветное спиртовое пламя сунули стеклянную палочку с солью натрия, окрасившееся в желтый цвет пламя даст спектр с яркой желтой полосой. А в ярком спектре солнца на этом месте будет полоса темная. И с другими элементами будет та же история. Первым это заметил Фраунгофер в 1814 г, но объяснить это удалость только через 36 лет.

Линии Фраунгофера Линии Фраунгофера

В 1859 году физик Густав Кирхгоф использовал совпадение спектров излучения и поглощения для калибровки В 1859 году физик Густав Кирхгоф использовал совпадение спектров излучения и поглощения для калибровки оптического инструмента. Он пропускал через призму сначала свет от раскаленного натрия, а затем солнечный свет, добиваясь совпадения спектральных линий натрия с темными линиями в спектре Солнца. И тут он провел опыт, в результате которого выяснилось, что, если солнечные лучи пропустить через окрашенное натрием пламя горелки, темные линии натрия в спектре Солнца становятся еще более темными и выраженными. Иными словами, выяснилось, что раскаленный натрий не только испускает свет определенных спектральных частот, но и поглощает свет тех же длин волн, причем более интенсивно, если источник излучения разогрет до более высоких температур, чем натрий. И тут Кирхгоф понял, что атом химического элемента способен излучать и поглощать свет лишь одних и тех же частот. Иными словами, если атом излучает свет какой либо частоты, он обязательно способен и поглощать свет этой частоты. (И такая схема единственная была способна объяснить дальнейшее затемнение линий Фраунгофера в спектре Солнца: продолжая излучать на своих спектральных частотах, атомы раскаленного натрия поглощали еще больше энергии излучения на них же. ) С этого и началась современная наука о строении атома

Для информации Фраунгоферовы линии поглощения, видимые на фоне непрерывного спектра звёзд. Были открыты и Для информации Фраунгоферовы линии поглощения, видимые на фоне непрерывного спектра звёзд. Были открыты и исследованы немецким физиком Йозефом Фраунгофером в 1814 году при спектроскопических наблюдениях Солнца. Фраунгофер выделил и обозначил свыше 570 линий, причем сильные линии получили буквенные обозначения от A до K, а более слабые были обозначены оставшимися буквами. В настоящее время астрономы выделяют в спектре Солнца тысячи фраунгоферовых линий. Фраунгоферов спектр позволяет судить о химическом составе звёздных атмосфер, т. к. в 1859 году Кирхгоф и Бунзен доказали, что спектральные линии однозначно характеризуют химические элементы их излучающие. Так было показано, что в атмосфере Солнца присутствуют такие элементы, как водород, железо, хром, кальций, натрий и др. в разных стадиях ионизации. Именно на Солнце впервые спектроскопическими методами был открыт гелий. В настоящее время спектральные линии обозначаются длиной волны и химическим элементом, которому они принадлежат. Например, Fe I 4383, 547 Å обозначает линию нейтрального железа с длинной волны 4383, 547 ангстрем. Но, для наиболее сильных линий сохранились обозначения введенные Фраунгофером. Так, самыми сильными линиями солнечного спектра являются линии H и K ионизованного кальция.

Механизм появления полосатых спектров мы уже знаем. В пламени под действием тепла электроны в Механизм появления полосатых спектров мы уже знаем. В пламени под действием тепла электроны в металле перескакиавют на более высокий энергетический уровень, а потом прыгают обратно, испуская квант света. Каждый металл, для того, чтобы его электроны перешли на более высокий энергетический уровень, может поглотить только строго определенную энергию. А при прыжке обратно электрон эту энергию выделяет в виде кванта со строго фиксированной длиной волны. Как мы уже знаем, длина волны излучения связана с его энергией. А что значит фиксированная длина волны? Это значит, что в спектре на определенном месте будет яркая полоса. Некоторые атомы имеют простой спектр — ярких полос мало (натрий, желтая полоса дублет). Другие — железо, например, имеют в спектре очень много ярких полос. До сих пор грубый качественный анализ на катионы делают с помощью установки Бунзена Кирхгофа. Но если яркость линии измерять фотоэлементом, то можно делать и количественные измерения. Это эмиссионная спектроскопия

Появление темных полос на фоне яркого спектра связано с резонансом Что такое резонанс все Появление темных полос на фоне яркого спектра связано с резонансом Что такое резонанс все мы знаем — если умеем раскачиваться на качелях. Любая колебательная система имеет свои «собственные» колебания. И качели тоже. И если махать ногами в такт с этими собственными колебаниями, качели быстро раскачиваются. Если мы машем ногами «не в такт» , то качели на это реагируют плохо – могут вообще остановиться. То есть свои, резонансные колебания, колебательная система поглощает очень охотно, а «не свои» плохо. Электронное облако атома тоже колебательная система, имеющая свои собственные колебания (Квантовая механика, уравнение Шредингера) И если мы облучаем пары натрия излучением, которое испускют нагретые атомы натрия, то атомы натрия (в парах натрия) это «свое» излучение активно поглощают. Это и происходит в атмосфере Солнца. Если научится количественно измерять ослабление излучения, то можно количественно измерять содержание атомов в парах. Это атомно-абсорбционная спектроскопия.

В анализе неорганических веществ атомно абсорбционная спектрометрия используется наиболее часто. Потому что у эмиссионной В анализе неорганических веществ атомно абсорбционная спектрометрия используется наиболее часто. Потому что у эмиссионной спектрометрии есть два недостатка. Если мы нагреваем анализируемые металлы в пламени бытового газа (пропан бутан), то ионизуются и испускают излучение только металлы с небольшой энергией ионизации — щелочные и щелочно земельные металлы. Это пламенная фотометрия. Она используется очень широко. Но только для небольшой группы элементов Если мы используем горячее пламя, то излучение самого пламени мешает анализу. Можно вместо пламени использовать плазму, с индукционным подогревом ( электромагнитным полем СВЧ). Это приборы с «индукционно связанной плазмой» . Сейчас эти приборы используют достаточно широко. Вот только аргона они расходуют несколько литров в минуту. И при серьезной работе баллон с аргоном нужно менять несколько раз в месяц. Мы будем анализировать металлы на атомно абсорбционном спектрометре. В этом случае баллоны не придется менять так часто

Насколько различаются интенсивности одной и той же спектральной линии в спектрах поглощения и испускания? Насколько различаются интенсивности одной и той же спектральной линии в спектрах поглощения и испускания? Температуры пламени (низкотемпературной плазмы) достаточно для возбуждения лишь весьма незначительного числа атомов. Подавляющая часть атомов в этих условиях находится в основном энергетическом состоянии. Соотношение числа атомов в возбужденном и основном состоянии соответствует закону распределения Больцмана. Применительно к пламени — низкотемпературной плазме с температурами от 1000 до 4000 К справедливы следующие утверждения. Подавляющее большинство атомов находятся — даже при высоких температурах — в основном электронном состоянии. Вероятность поглощения света атомами выше, чем вероятность испускания, и абсорбционные измерения в пламени в принципе чувствительнее эмиссионных. Вероятность поглощения света в отличие от испускания — практически не зависит от температуры. Повышение температуры на 1000 К значительно изменяет число возбужденных частиц. Число же невозбужденных частиц остается при этом почти неизменным. На практике в атомно абсорбционном анализе зависимость сигнала от температуры наблюдается, но она вызвана совершенно другими причинами (изменением степени атомизации вещества).

Соотношение атомов в возбужденном и основном состоянии Элемент Длина волны Энергия Соотношение атомов в Соотношение атомов в возбужденном и основном состоянии Элемент Длина волны Энергия Соотношение атомов в возбужденном и дения основном состоянии 2273 K 3273 K Na 589 2. 1 10 5 6*10 4 Cu 324 3. 8 5*10 10 6. 6*10 7 Zn 213 5. 8 7. 5*10 10 А это значит, что при анализе методом ААС аналитический сигнал даст большее количество анализируемых атомов, чем при эмиссионной спектроскопии

К тому же абсорбционные спектры существенно беднее линиями, чем эмиссионные. Причина состоит в том, К тому же абсорбционные спектры существенно беднее линиями, чем эмиссионные. Причина состоит в том, что реально могут наблюдаться лишь линии поглощения, связанные с переходами из основного состояния. В то же время линии испускания могут быть обусловлены переходами из множества различных возбужденных состояний. С более простым объектом проще работать. Это значит, что анализ методом ААС методологически более прост

В химических и биологических системах, особенно в ферментативных реакциях, ионы металлов играют ключевую роль. В химических и биологических системах, особенно в ферментативных реакциях, ионы металлов играют ключевую роль. Следовательно, их количественное и качественное определение является основным условием эффективного анализа, например мониторинга окружающей среды. ААС представляет быстрый, доступный, дешевый и эффективный метод достаточной специфичности и чувствительности, основанный на анализе «своего» излучения, то есть излучения, которое атомы испускают при нагревании. То есть, в сущности, на анализе фраунгоферовых линий, которые являются результатомного поглощения различных элементов в атмосфере Земли и Солнца. А это значит, что для лучшей жизни на земле (даже у сугубо утилитарном отношении) очень полезно как можно чаще глядеть на небо. И это не «лирика» , а суровая реальность. Очень полезно вспомнить свинью под дубом.

Устройство атомно абсорбционного спектрометра просто моделирует это явление – образование фраунгоферовых линий Устройство атомно абсорбционного спектрометра просто моделирует это явление – образование фраунгоферовых линий

Обычно атомно абсорбционный спектрометр настраивают для определения концентрации только одного элемента, в том числе Обычно атомно абсорбционный спектрометр настраивают для определения концентрации только одного элемента, в том числе и в сложных смесях. Это объясняется тем, что каждому элементу соответствуют определенные спектральные линии поглощения, хорошо разделяемые по длинам волн и интенсивности. Элемент Длина волны (Å) Обозначение Элемент Длина волны (Å) y O 2 8987, 65 c Fe 4957, 61 Z O 2 8226, 96 F Hβ 4861, 34 A O 2 7593, 70 d Fe 4668, 14 B O 2 6867, 19 e Fe 4383, 55 C Hα 6562, 81 G' Hγ 4340, 47 a O 2 6276, 61 G Fe 4307, 90 D 1 Na 5895, 92 G Ca 4307, 74 D 2 Na 5889, 95 h Hδ 4101, 75 D 3 или d He 5875, 618 H Ca II 3968, 47 e Hg 5460, 73 K Ca II 3933, 68 E 2 Fe 5270, 39 L Fe 3820, 44 b 1 Mg 5183, 62 N Fe 3581, 21 b 2 Mg 5172, 70 P Ti II 3361, 12 b 3 Fe 5168, 91 T Fe 3021, 08 b 4 Fe 5168, 91 t Ni 2994, 44 b 4 Mg 5167, 33 Обозначение

Еще для информации А нгстрем (Å) (в русском языке произносится а нгстрэм, по шведски Еще для информации А нгстрем (Å) (в русском языке произносится а нгстрэм, по шведски о нгстрём) — единица измерения длины, равная 10− 10 м (0, 1 нм или 100 пм). Применяется в оптике, атомной физике и астрономии. Названа в честь шведского физика и астронома Андерса Йонаса Ангстрема (Онгстрёма) (A. J. Ångström, 1814— 1874), который ввёл её в 1868 году. Ангстрем прижился в языке физиков, так как 10− 10 м — это приблизительный размер атома водорода. Примерно таким же является шаг атомной решётки и так далее. В результате вместо множества нулей можно оперировать обычными дробями. Диаметр атома водорода уже не 0, 000005 м, а просто 1/2 Å. Данную единицу не рекомендуется использовать в системе СИ. Вместо неё предпочтительнее употреблять нанометр (1 нм = 10 Å). Ангстрем часто называют внесистемной единицей. Тем не менее, она определяется через единицы системы СИ.

В качестве источников света АА спектрометров используются так называемые лампы с полым катодом. Катод В качестве источников света АА спектрометров используются так называемые лампы с полым катодом. Катод в форме цилиндра содержит только один металл, который требуется определить в образце, или его сплав. Лампа наполнена под низким давлением инертным газом, обычно аргоном или неоном. При прохождении тока газ ионизируется на аноде, его анионы с ускорением движутся к катоду. «Бомбардировка» материала катода приводит к испарению атомов, переходящих в первое возбужденное состояние. Возврат в основное состояние приводит к излучению единичной атомной линии, которая является строго специфической характеристикой светового источника определяемого элемента (обычно металла).

А раз резонансное поглощение этого излучения определяемым элементом и является принципом ААС, то количество А раз резонансное поглощение этого излучения определяемым элементом и является принципом ААС, то количество поглощенного излучения должно быть обусловлено числом поглощающих атомов на пути луча. А это мы уже проходили.

В отличие от молекулярной оптической спектроскопии, где имеется возможность исследования твердых, жидких и газообразных В отличие от молекулярной оптической спектроскопии, где имеется возможность исследования твердых, жидких и газообразных образцов, в ААС требуется перевод атомов исследуемого образца в газообразную фазу. Это осуществляется либо простым испарением образца в пламени, либо беспламенным испарением в графитовой печи (беспламенная ячейка). Посредством пламенной ААС исследуются только жидкие образцы. А с помощью графитовой печи (электротермического атомизатора) могут быть исследованы жидкости, суспензии и даже твердые образцы. В пламенной ААС аэрозоль образца, содержащего определяемый элемент, смешивается с топливным газом типа ацетилена и воздуха и подается в пламя. Метод графитовой печи в 100— 1 000 раз более чувствителен, чем пламенный метод. Причина здесь в том, что в атомизаторе осаждается весь образец и отсутствуют потери на эффективность распылителя и разбавление топливными газами, что присутствует в пламенной ААС. Однако анализ ААС с графитовой печью длится от 2 до 3 мин, а пламенной — менее 10 с.

Пламенный метод Действительная температура пламени в данном методе спектроскопии не играет важной роли. Более Пламенный метод Действительная температура пламени в данном методе спектроскопии не играет важной роли. Более важным параметром является длина пламени, проходимого измеряющим лучом света, так количество поглощений зависит от объема зондируемых паров атомов образца и от концентрации этих атомов в пламени в их основном состоянии. Пламя в этом случае – это аналог кюветы в спектрофотометрии. Следовательно, свет должен проходить через длинное узкое пламя (например, длиной 10 см), создаваемое щелевой форсункой При температуре пламени 2 000 К только 2% анализируемых атомов переходят в возбужденное состояние, а основная масса остается все еще в основном состоянии. Это позволяет определить поглощение, а затем, после коррекции нулевой линии и калибровки, — и концентрацию элемента. Однако необходимо иметь в виду, что с пламенным распылителем вследствие потерь в действительности более 90% образца не анализируется

ПЛАМЕННЫЙ АТОМИЗАТОР Все компоненты пламенного атомизатора изготовлены из коррозийно устойчивых материалов: титановые кодированные горелки ПЛАМЕННЫЙ АТОМИЗАТОР Все компоненты пламенного атомизатора изготовлены из коррозийно устойчивых материалов: титановые кодированные горелки для работы с пламенами ацетилен/воздух и ацетилен/закись азота; тефлоновая смесительная камера; юстируемый распылитель с Pt/Rh капилляром

Пламенная атомизация В пламени происходит испарение составных частей пробы, их диссоциация на свободные атомы, Пламенная атомизация В пламени происходит испарение составных частей пробы, их диссоциация на свободные атомы, возбуждение атомов под действием внешнего излучения и. как побочный процесс, ионизация атомов. Эти же процессы протекают и в атомизаторах других типов.

Горючая смесь для поддержания пламени состоит из горючего газа и газа-окислителя. Окислитель может одновременно Горючая смесь для поддержания пламени состоит из горючего газа и газа-окислителя. Окислитель может одновременно служить распыляющим газом или подаваться в горелку отдельно (вспомогательный газ). Наиболее распространенные сочетания газов приведены в таблице. Для определения большинства элементов достаточно температур, даваемых смесью ацетилен воздух. Но не для всех.

Как видно из рисунка, АА спектрометр очень похож на обычный спектрофотометр. Роль кюветы играет Как видно из рисунка, АА спектрометр очень похож на обычный спектрофотометр. Роль кюветы играет пламя определенной длины. В нем происходит поглощение излучения источника парами определяемого элемента

. Следовательно, количественное определение основано на законе Бугера Ламберта Бера. C=k lg(I 0/I) Где . Следовательно, количественное определение основано на законе Бугера Ламберта Бера. C=k lg(I 0/I) Где С — концентрация, k — коэффициент градуировочной функции, I 0 — интенсивность источника излучения, I – интенсивность излучения, прошедшего через пламя. Естественно, перед определением необходимо сделать градуировку, то есть определить вид градуировочной функции, используя стандартные образцы.

Вид градуировочной функции Вид градуировочной функции

Анализ с помощью графитовой печи. Графитовая печь имеет много преимуществ по сравнению с открытым Анализ с помощью графитовой печи. Графитовая печь имеет много преимуществ по сравнению с открытым пламенем. Она является более эффективным атомизатором, что позволяет проводить измерения значительно меньших объемов при более низких концентрациях образца, так как более высокая концентрация атомов создается в меньшем ограниченном объеме. Помимо того, она обеспечивает «восстанавливающее» окружение для легко окисляющихся образцов путем продувки инертным газом, аргоном или азотом. Температуру печи можно выставлять постепенно и с большой точностью. Таким образом, образец мягко высушивается, органический материал сжигается дотла, а затем атомизируется.

Графитовая трубка длиной 30 мм с внутренним диаметром ~6 мм помещается на пути света Графитовая трубка длиной 30 мм с внутренним диаметром ~6 мм помещается на пути света в атомно адсорбционном спектрометре (см. рис. 4. 4). Внутри трубки размещена так называемая платформа Львова из пирографита. Следует отметить, что и трубка, и платформа изготавливаются из очень качественного графита, содержащего чрезвычайно низкие концентрации примесей. Приложение переменного напряжения на концы графитовой трубки вызывает в ней ток до 400 А, а высокое электрическое сопротивле ние трубки вызывает ее разогрев до 3 000°С. Требуемое для исследования количество образца — от 0, 1 до 5, 0 мг

Свет, излучаемый лампой с полым катодом, поглощается не только отдельными исследуемыми атомами в газообразном Свет, излучаемый лампой с полым катодом, поглощается не только отдельными исследуемыми атомами в газообразном состоянии, но и ослабляется также неспецифическим поглощением или рассеянием матрикса. Например, при измерении концентрации свинца в морской воде в диапазоне частей/миллион каждый атом свинца окружен 10 миллионами частиц соли. Поэтому, даже если исследуемый элемент атомизирован в большой степени, всегда имеется определенное количество других молекул и твердых частиц, которые значительно ослабляют применяемый при исследовании свет. В ААС, особенно в методе графитовой печи, необходима коррекция на это неспецифическое ослабление.

В 1965 г. был разработан метод коррекции на основе источника света с непрерывным спектром, В 1965 г. был разработан метод коррекции на основе источника света с непрерывным спектром, который используется до сих пор. Сначала луч света от деитериевои лампы проходит через пламя без атомов образца и заполняет целиком входную щель монохроматора. Затем в пламя вводится образец и наблюдается специфическое ослабление измеряемым образцом света выбранной линии лампы с полым катодом и ослабление неспецифического излучения. Вычитая оптическую плотность ослабленного неспецифического излучения, коррекируют фон.

Проблемы технические • Для некоторых элементов (Hg, As, Se, Sb) ЛПК сделать трудно (но Проблемы технические • Для некоторых элементов (Hg, As, Se, Sb) ЛПК сделать трудно (но можно и делают). В этом случае источником излучения служит или ЛПК из графита, пропитанного солями элемента, или вакуумированная кварцевая «ампула» , содержащая определяемый элемент или его соль и инертный газ. Ампулу нагревают в поле СВЧ. И элемент начинает светиться.

Один из альтернативных методов атомизации АТОМИЗАЦИЯ В КВАРЦЕВОЙ КЮВЕТЕ Анализируемая проба помещается в сосуд Один из альтернативных методов атомизации АТОМИЗАЦИЯ В КВАРЦЕВОЙ КЮВЕТЕ Анализируемая проба помещается в сосуд реактор, куда дозируется реагент – восстановитель, в результате реакции образуются пары ртути (метод холодного пара), либо гидриды мышьяка, селена и сурьмы (метод летучих гидридов). Эти газообразные продукты восстановления поступают в кварцевую кювету, которая устанавливается на горелке пламенного атомно абсорбционного спектрометра. При анализе гидридообразующих элементов производится нагрев кюветы до температуры 600 700 градусов, в результате чего происходит атомизация гидридов, при работе по методу холодного пара ртуть уже поступает в кювету в атомарном состоянии. Атомный пар в кварцевой кювете просвечивается излучением на длине волны одной из резонансных линий определяемого элемента. В качестве реагентов – восстановителей используются: в методе холодного пара – двухлористое олово Sn. Cl 2 в методе летучих гидридов – боргидрид натрия BH 4

Генератор ртутно-гидридный применяется для определения низких содержаний Hg, As, Se, Sb. Работает как в Генератор ртутно-гидридный применяется для определения низких содержаний Hg, As, Se, Sb. Работает как в ручном, так и в автоматическом режиме с пламенными Атомно абсорбционными спектрометрами. Генератор позволяет анализировать продукты сельского хозяйства и мясомолочной промышленности, воды различного назначения и другие объекты с высокой точностью на уровне десятых долей мкг/л. При измерении концентраций Hg методом "холодного пара" в качестве восстановителя используется двухлористое олово (Sn. Cl 2). При измерении таких элементов, как As, Se, Sb, в качестве восстановителя используется боргидрид натрия (Na. BH 4). Образующиеся в реакторе легколетучие гидриды атомизируются затем в кварцевой кювете за счёт нагрева с помощью горелки спектрометра. В качестве горючего газа используется пропан бутановая смесь или ацетилен. Диапазон измерений, мкг/л: Расход образца, мл/ изм Hg 0, 03 - 20 As, Se, Sb 0. 5 -15 5 (As, Se, Sb) 10 (Hg)

Проблемы аналитические Проблемы с переводом в атомарное состояние (с атомизацией) Be, Ca, Sr, Ti, Проблемы аналитические Проблемы с переводом в атомарное состояние (с атомизацией) Be, Ca, Sr, Ti, Zr, Hf, V, W Используют ацетилен закись азота (3100 градусов) Проблемы при испарении. Первым компонентом пробы, переходящим в газообразное состояние, является растворитель. Затем испаряются твердые компоненты, находящиеся в растворе. При использовании органических растворителей наблюдается их горение. Испарение твердых компонентов может происходить непосредственно или через стадию плавления. Последний случай сопровождается гомогенизацией пробы и может привести к образованию весьма трудно летучих смешанных оксидов или фосфатов. В этих случаях необходимо правильно подобрать состав и температуру пламени: температура должна быть достаточно высокой, а среда в пламени — восстановительной. Подобными свойствами обладает, например, пламя ацетилен закись азота, применяемое для определения А 1, В, Si. Мешающее влияние матрицы можно устранить также с помощью добавок специальных реагентов. Так, при определении кальция в фосфатных растворах добавляют хлорид лантана в качестве «освобождающей» добавки. В пламени лантан образует фосфат La. PO 4, предотвращая тем самым образование трудно летучего пирофосфата кальция. Можно использовать и добавку ЭДТА. Кальций при этом образует комплекс с ЭДТА, который более устойчив, чем фосфатный, и легко атомизируется вследствие сгорания органического лиганда.

Затем молекула диссоциирует АВ А+В Степень диссоциации зависит от температуры пламени, энергии диссоциации соединения, Затем молекула диссоциирует АВ А+В Степень диссоциации зависит от температуры пламени, энергии диссоциации соединения, его концентрации и степени влияния на положение равновесия со стороны посторонних компонентов. С увеличением температуры степень диссоциации возрастает, поскольку при этом увеличивается константа диссоциации. Энергии диссоциации некоторых молекул приведены в таблице. Ввиду различий в энергиях диссоциации молекул степень диссоциации может зависеть от валового состава пробы. Наличие посторонних веществ может сказываться на величине аналитического сигнала и вследствие их влияния на положение равновесия диссоциации. Например, в присутствии высоких содержаний КС 1 равновесие диссоциации хлорида натрия смещается влево из за возрастания диссоциированных атомов хлора, и степень диссоциации снижается. Поэтому градуировочные зависимости, построенные с использованием чистых водных растворов Na. Cl, могут оказаться непригодными для определения натрия в присутствии КС 1. Чтобы избежать погрешностей, следует строить градуировочные зависимости, используя растворы, близкие по составу к анализируемой пробе.

Ионизация. Наряду с диссоциацией происходит (особенно интенсивно — при высоких температурах) и нежелательный процесс Ионизация. Наряду с диссоциацией происходит (особенно интенсивно — при высоких температурах) и нежелательный процесс ионизации свободных атомов. Чем ниже энергия ионизации, тем больше ненужных нам ионизированных атомов. Чтобы этого избежать, добавляют избыток соли легкоионизируемых металлов – натрия или калия Существуют и другие проблемы, что и обуславливает существование на свете не только товароведов, но и химиков и физиков и всяких других специалистов. ____________________________ В последнее время появились АА спектрометры, в которых источником излучения служит ксеноновая лампа с непрерывным спектром.

АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЕ СПЕКТРОМЕТРЫ С ПЛАМЕННЫМ АТОМИЗАТОРОМ И ИСТОЧНИКОМ СПЛОШНОГО СПЕКТРА АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЕ СПЕКТРОМЕТРЫ С ПЛАМЕННЫМ АТОМИЗАТОРОМ И ИСТОЧНИКОМ СПЛОШНОГО СПЕКТРА

Источник непрерывного спектра ксеноновая лампа Источник непрерывного спектра ксеноновая лампа

АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЕ СПЕКТРОМЕТРЫ С ПЛАМЕННЫМ АТОМИЗАТОРОМ И ИСТОЧНИКОМ СПЛОШНОГО СПЕКТРА contr. AA — первый коммерческий АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЕ СПЕКТРОМЕТРЫ С ПЛАМЕННЫМ АТОМИЗАТОРОМ И ИСТОЧНИКОМ СПЛОШНОГО СПЕКТРА contr. AA — первый коммерческий спектрометр с пламенным атомизатором и источником сплошного спектра. contr. AA обеспечивает гибкость и информативность ICP и простоту ААС. источник света — ксеноновая лампа(сплошной спектр); диспергирующая система — двойной монохроматор высокого разрешения; система регистрации — матричный CCD детектор (512 пикселей). Комбинация ксеноновой лампы, монохроматора высокого разрешения ( > 100 000) и матричного CCD детектора позволяют проводить измерения на любой атомной линии или молекулярной полосе поглощения в диапазоне 189 — 900 нм. Таким образом, пользователь получает универсальный атомно-абсорбционный спектрометр, аналитические возможности которого не ограничиваются наличием спектральных ламп.

АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЕ СПЕКТРОМЕТРЫ С ИСТОЧНИКОМ СПЛОШНОГО СПЕКТРА Особенности атомно-абсорбционных спектрометров с источником сплошного спектра: один АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЕ СПЕКТРОМЕТРЫ С ИСТОЧНИКОМ СПЛОШНОГО СПЕКТРА Особенности атомно-абсорбционных спектрометров с источником сплошного спектра: один источник света; одновременная регистрация атомного и неселективного поглощения; отсутствие снижения чувствительности при коррекции неселективного поглощения; расширение динамического диапазона и снижение пределов обнаружения в 3– 5 раз; простота и высокая скорость проведения последовательного многоэлементного анализа – до 15 линий (элементов) в минуту

Предел обнаружения с ЛПК и с ксеноновой лампой (непрерывный спектр) Предел обнаружения с ЛПК и с ксеноновой лампой (непрерывный спектр)