17. Атомно-абсорбционный метод анализа

Атомно-абсорбционный анализ – основан на способности свободных атомов определяемого элемента селективно поглощать излучение определенной для каждого элемента длины.

1. анализируемую пробу переводят в раствор.

2. анализируемый раствор вдувают в пламя горелки в виде аэрозоля.

3. при анализе измеряют поглощение светового потока, прошедшего через пламя горелки без пробы I₀ и после распыления в него анализируемого раствора I.

И сточник излучения (лампа с полым катодом, изготовленным из металла определяемого элемента) пламя горелки измеряют поглощение светового потока I₀ ;

И сточник излучения (лампа с полым катодом, изготовленным из металла определяемого элемента) пламя горелки с распыленным анализируемым раствором

измеряют поглощение светового потока I ;

в пламени горелки молекулы раствора разлагаются на атомы. Атомы находятся в невозбужденном состоянии и способны поглощать собственное излучение от источника излучения (лампы). В результате пропускаемое через пламя излучение ослабляется.

lg ( I₀ / I) = D (D – оптическая плотность)

4. при определении концентрации элемента в растворе предварительно строят градуировочный график (Х –концентрация Y- оптическая плотность) по серии стандартных растворов.

Затем после измерения оптической плотности определяют по графику концентрацию элемента.

Достоинства: высокая чувствительность 5-10^-7, ошибка анализа 1-4%, быстрота и простота анализа.

Для определения состава различных веществ по атомным спектрам поглощения созданы специальные приборы – атомно-абсорбционные спектрофотометры. По точности и чувствительности данный метод превосходит многие другие. На данный момент этим методом определяют более 80 элементов.

18. Эмиссионный спектральный анализ

Метод определения состава вещества по спектру излучения его атомов.

Спектр излучения возникает под влиянием источника возбуждения (дуги).

Наименьшую энергию E₀ атом имеет в нормальном состоянии т.е. когда он не возбужден.

В возбужденном состоянии атом находится 10^-7 сек и возвращается в нормальное состояние.

При переходе атома из возбужденного состояния в нормальное атом отдает избыточную энергию в виде излучения кванта света или фотона.

Самый нижний уровень соответствует атому, находящемуся в возбужденном состоянии.

Для перехода атома на более высокий энергетический уровень ему необходимо передать энергию наз. Потенциалом возбуждения.

Наименьшая энергия, необходимая для отрыва от невозбужденного атома его внешнего электрона наз. Потенциалом ионизации.

Необходимую для возбуждения энергию атом получает от источников возбуждения (дуги, искры). Возбужденный атом (E₀- E₃) может возвратиться в нормальное состояние:

- при прямом переходе (E3-E0) излучив энергию в виде кванта света hv30;

- перейти на первый энергетический уровень, излучив энергию hv31, а затем в нормальное состояние излучив энергию hv10.

Излучаемая энергия при различных вариантах равна E3-E0 т.е. hv30= hv31+ hv10.

Излучение какой-либо одной длины волны, соответствующее определенному энергетическому переходу в возбужденном атоме, наз. спектральной линией. Переходы атомов с разных верхних энергетических уровней на один и тот же нижний приводят к появлению серии спектральных линий. т.о. появление спектральных линий связано с переходами электронов атома из одного стационарного состояния в другое. Поскольку атомы каждого элемента имеют специфическую систему энергетических уровней, они способны излучать типичные для данного элемента характеристические спектральные линии.

Оптические области спектра включают:

- инфракрасную область спектра – излучение с длиной волны от нескольких миллиметров до 750 нм;

- видимая область- 400-750 нм;

- ультрафиолетовая область – 400-5 нм.

Для количественного анализа используют относительную интенсивность двух линий. Линию сравнения выбирают так, чтобы она принадлежала спектру элемента, содержание которого в пробе не изменяется. линии анализируемого элемента и элемента сравнения образуют аналитическую пару линий. Относительная интенсивность аналитической пары зависит только от концентрации анализируемого элемента.

Определение газосодержания в металле