Идентификация и количественный анализ

Качественный анализ. АЭМ позволяет одновременно зарегистрировать множество линий испускания. Наиболее подходящим для качественного анализа источником атомизации является дуговой разряд. С одной стороны, температура дуги достаточна для атомизации и возбуждения большинства элементов. С другой стороны, поскольку температура дуги ниже, чем, например, искры или ИСП, то дуговые спектры существенно беднее линиями, что облегчает идентификацию. Основной недостаток дугового разряда – низкая стабильность – применительно к качественному анализу не играет существенной роли, поскольку для идентификации используют положение (длину волны) линии в спектре, а не ее интенсивность. Для идентификации элементов используют в первую очередь наиболее интенсивные линии, чтобы идентификация была надежной, в спектре необходимо обнаружить несколько линий одного и того же элемента.

Количественный анализ. При количественном анализе методом АЭС можно использовать все основные способы градуировки – внешних стандартов (градуировочного графика), внутреннего стандарта и метод добавок. Целесообразность применения каждого способа зависит от характера возможных помех и природы анализируемого объекта. Метод добавок реализуем только при анализе растворов и не годится для твердых проб. Чаще всего определение содержания элемента проводят по градуировочному графику, устанавливающему зависимость измеренной интенсивности линий элементов (стандартов) от кон­центрации элементов, излучающих эти линии.

Сущность метода внутреннего стандарта заключается в том, что в качестве аналитического сигнала вместо абсолютной интенсивности линии определяемого компонента используют отношение I/I₀ двух одновременно измеряемых интенсивностей линий – определяемого компонента (I) и внутреннего стандарта (I₀). Такая пара линий называется гомологической. Если колебания температуры или других условий анализа влияют на величины I и I₀ в равной степени, то при вычислении отношения I/I₀ эти влияния взаимно компенсируются, воспроизводимость результатов улучшается. За внутренний стандарт принимают компонент, содержание которого во всех образцах, применяемых для градуировки, а также в анализируемых образцах одинаково и приближенно можно считать равным 100%; например, при анализе сталей, внутренний стандарт – железо. При отсутствии подходящего компонента внутренний стандарт во все образцы вводят специально.

16. Метод пламенной фотометрии.

В основе метода пламенной фотометрии лежит измерение физической величины светового излучения, возникающего под влиянием высокой температуры пламени у элементов, переходящих в состояние возбуждения с характерным для каждого из них эмиссионным спектром. В результате измерения этой величины получают числовые значения, отражающие концентрацию элементов в исследуемых растворах.

Возбужденные в пламени атомы элементов испускают излучения определенной длины волны. Частота (V) излучаемого света связана с энергией состояния атома или молекулы соотношением (уравнением) Планка — Эйнштейна:

Em—Еn=hV,

где Еm и Еn — энергия атома соответственно в возбужденном и конечном состояниях; h — постоянная Планка.

Длина волны является, таким образом, специфическим фактором, позволяющим обнаружить определенный элемент в присутствии других. Интенсивность излучения, количественно характеризуя процесс, протекающий в пламени, возрастает пропорционально увеличению количества возбуждаемых в пламени атомов и зависит от концентрации раствора, так как последний поступает в горелку с постоянным соотношением объема ко времени. Для того, чтобы выделить соответствующую спектральную линию в пламенных фотометрах, используются интерференционные светофильтры, которые подбираются таким образом, чтобы максимумы пропускания соответствовали характерным длинам волн, испускаемым исследуемыми элементами.

Пламя горелки должно иметь высокую температуру. Горелка, питаемая бытовым газом, дает температуру пламени около 1920° С, температура пламени пропана — 1925° С, а температура пламени ацетилена — 2325° С.

Пламенные фотометры, например, фирмы Карл Цейсс (ГДР) рассчитаны на использование смеси воздух—ацетилен. В отечественных приборах чаще всего используется смесь воздух — пропан, хотя можно пользоваться и смесью воздух — бытовой газ.