6. Содержание отчета

6.1. Задачи работы.

6.2. Провести измерения пробы предложенной преподавателем.

6.3. Оформить протокол измерений.

6.4. Обработка результатов измерений.

6.5. Оценка погрешностей.

6.6. Выводы (оценить содержание элемента в пробе, сравнить его с ПДК)

7. Контрольные вопросы

7.1. Что такое атомизация?

7.2. Какие металлы принято называть тяжелыми?

7.3. Перечислите основные блоки и принцип действия прибора МГА-915.

7.4. Какие источники излучения используются в ААС?

7.5. Для чего нужен аргон в приборе?

7.6. Сформулируйте закон Бугера–Ламберта-Бера.

7.7. Сформулируйте условия Уолша.

7.8. Что такое эффект Зеемана?

7.9. В чем заключается метод атомной абсорбции, его отличие от других спектральных методов?

7.10. Что такое температурная программа? Перечислите ее основные этапы.

Лабораторная работа № 2 измерение концентрации компонентов в газовой смеси методом инфракрасной спектрометрии

1. Задачи работы

1. Знакомство с инфракрасным (ИК) методом анализа и изучение принципа работы и устройства макета газоанализатора.

2. Освоение методики построения градуировочной характеристики макета инфракрасного газоанализатора с помощью стандартных газовых смесей в баллонах под давлением.

3. Измерение неизвестной концентрации газа из баллона.

2. Предварительные сведения

Методы ИК-спектрометрии широко используют для измерения газов, вызывающих парниковый эффект. Парниковый эффект (по-английски greenhouse) считают причиной глобального потепления, которое наблюдается в последние 100 лет. Это потепление происходит из-за роста концентраций ряда газов в атмосфере в результате антропогенной деятельности человека. Миллиарды тонн углекислого газа ежегодно поступают в атмосферу при сжигании дров, угля, нефти, газа. Миллионы тонн метана каждый год выделяются при разработках газа и гниении органических остатков. Кроме того, в атмосфере увеличивается содержание водяного пара. Все вместе эти газы и создают парниковый эффект.

Максимум интенсивности солнечного излучения приходится на видимую область и проходит через атмосферу Земли. Затем отражённое от поверхности Земли излучение имеет максимум уже в ИК области спектра. Парниковые газы имеют интенсивные колебательно - вращательные полосы поглощения, расположенные в ИК области спектра электромагнитного излучения, и достаточно продолжительные времена жизни в атмосфере. Полосы поглощения парниковых газов в ИК области создают экранирование отражённого излучения от Земли и приводят к переизлучению его в обратном направлении, что приводит к повышению температуры нижнего слоя тропосферы. Этот эффект по аналогии с эффектом, создаваемым в теплицах, получил название парниковый.

По величине относительного вклада в формирование парникового эффекта газовые примеси атмосферы можно расположить в следующем порядке: СО₂ (около 50%), СН₄ (около 20 %), ХФУ (хлорфторуглеводороды) (около 18%), тропосферный озон (около 8%), закись азота (около 4%). Из перечисленных газов только ХФУ относятся к газовым примесям полностью искусственного происхождения, природные источники которых в тропосфере не обнаружены.

Для измерения концентрации парниковых газов наиболее перспективными являются ИК газоанализаторы.

Инфракрасная спектрометрия основана на том, что многие газы, за исключением таких как О₂ , N₂ , H₂ , Cl₂ и одноатомных газов, имеют свойство поглощать ИК излучение в области спектра, характерной только для определённого газа. При прохождении излучения через газовую смесь, поглощение в соответствии с законом Бугера - Ламберта – Бера.

Поглощение происходит на длине волны, характерной для каждого определенного газа. Для СН₄ такой характерной является длина волны 3,3 мкм, на которой происходит максимальное поглощение светового потока.