Методы определения концентрации элементов в пробе.

1. Метод трех эталонов – основан на построении градуировочного графика в соответствии с уравнением (9):

Для построения графика, на пластинке помимо спектра анализируемой пробы в аналогичных условиях фотографируют спектры минимум трех эталонов, т.е. трех образцов вещества или материала с точно известным химическим составом, аналогичным составу определяемой пробы. Концентрация определяемого элемента в эталонах должна изменяться примерно в одинаковое число раз и охватывать интервал, несколько превосходящий концентрацию анализируемого элемента в пробе. Затем, на микрофотометре измеряют плотности почернений спектральных линий гомологической пары для соответствующих концентраций С_х, С₁, С₂, С₃, в эталонах и пробе. По относительным почернениям ΔS для эталонов и соответствующим им логарифмам концентраций, строят градуировочный график и, по относительному почернению спектральной линии анализируемого элемента в анализируемой пробе, определяют его концентрацию.

Фотографирование спектров на одной пластинке исключает грубые ошибки, связанные с источником света, но спектры эталонов занимают много места, а для их фотографирования требуется дополнительное время. Если интенсивность спектральных линий аналитической пары одинакова, то:

и

Таким образом, точка (ΔS₀, lg C₀) является постоянной точкой на графике. Наличие этой точки позволяет сократить количество эталонов при переходе к другой пластинке. Для построения графика берется один эталон.

Рис. 1.6. Градуировочный график зависимости относительного почернения от логарифма концентрации элемента.

2. Метод постоянного графика. В области нормальных почернений градуировочная прямая не будет зависеть от контрастности пластинки γ. Следовательно, можно записать:

(10)

Найдя значения lg (I_опр/I_ср) для эталонов и образцов, строят график в координатах lg (I_опр/I_ср) – lg C. Его можно использовать для анализа однотипных образцов, сфотографированных на других пластинках. График сползает, поэтому на каждой пластинке рекомендуется фотографировать один контрольный эталон. Если точка не ложиться на график, то через неё проводят прямую, параллельную твердому графику.

3. Метод добавок. Градуировочный график строят с использованием искусственных добавок определяемого элемента вводимых в пробу. Добавки вводятся в виде того молекулярного соединения, в каком анализируемый элемент присутствует в пробе. График строят в координатах lg (I_опр/I_ср) – lg C. При малых концентрациях берут числовые значения интенсивностей и концентраций, а не их логарифмы.

Рис.1.7. Определение концентрации методом добавок.

Рентгеноспектральный анализ.

Эмиссионный рентгеноспектральный анализ элементного состава вещества основан на возбуждении характеристического рентгеновского излучения химических элементов, выделении этого излучения и измерении его интенсивности. Характеристический спектр излучения индивидуален для каждого элемента, а его интенсивность является функцией концентрации элемента. Спектр рентгеновского излучения лежит в области длин волн 0,01 – 100 нм, перекрываясь в коротковолновой части γ-излучением, а в длинноволновой ультрафиолетовым спектром. Практически, чаще всего используются длины волн λ = 0,04 ÷ 1,8 нм. В рамках рентгеноспектрального анализа можно выделить 4 основных направления:

- анализ по первичным эмиссионным спектрам,

- анализ по вторичным эмиссионным спектрам,

- анализ по спектрам поглощения,

- анализ по фото- и Оже-электронам.

С помощью рентгеноспектрального анализа можно решать задачи по увеличению экспрессности анализа, развитию приемов дистанционного анализа и автоматического контроля технологических процессов, созданию новых способов локального анализа. Диапазон определяемых концентраций от 10^-4÷10^-2 % до 100 %. Погрешность может быть доведена до 0,1 – 0,5 %.