102. Рентгеновский анализ, использование рентгеновского анализа в судебной экспертизе.

Рентгеноспектральный анализ - метод, позволяющий устанавливать в исследуемом веществе присутствие химических элементов, содержащихся в нем в ничтожных количествах (тысячные доли процента), и судить об их количественных взаимоотношениях. Анализ основан на том, что при известных условиях каждый элемент может стать возбудителем ряда рентгеновских волн, длины которых характерны только для атомов данного элемента, Таким образом, анализ сводится к измерению длин волн рентгеновских лучей, соответственным образом возбужденных атомами. Знание этих длин волн позволяет установить присутствие в образце того или иного элемента. По интенсивности возникших волн можно судить о количестве данного элемента.

В принципе достаточно поместить изучаемый образец на антикатод рентгеновской трубки и проанализировать спектр получаемого излучения. В настоящее время при исследовании среднего состава образца предпочитают располагать его вне трубки и облучать рентгеновскими лучами. В результате облучения возникает флюоресцентное излучение, регистрируемое счетчиками. В качестве источника первичного рентгеновского излучения обычно применяют трубки с антикатодом из вольфрама.

Преимущества рентгеноспектрального анализа заключается в простоте спектров рентгеновских лучей, в точности его, которая теоретически определяется статистической природой явления и может быть выбрана по желанию, а также в том, что данный метод применим для концентраций элемента, составляющих от 0,1 до 100%. Рентгеноспектральный анализ может служить для количественного и качественного анализа окисных слоев, отделенных от основы.

104. Масс-спектрометрические методы анализа.

Масс-спектрометрия— метод исследования вещества путём определения отношения массы к заряду (качества) и количества заряженных частиц, образующихся при том или ином процессе воздействия на веществ

Существуют различные способы ионизации атомов и молекул, специфичные для конкретной цели анализа.

Масс спектрометрия применяется в

105. Молекулярный спектральный анализ(мса)

В основе МСА лежит качественное и количественное сравнение измеренного спектра исследуемого образца со спектрами индивидуальных веществ. Соответственно различают качественный и количественный МСА. В МСА используют различные виды молекулярных спектров, вращательные [спектры в микроволновой и длинноволновой инфракрасной (ИК) областях], колебательные и колебательно-вращательные [спектры поглощения и испускания в средней ИК-области, спектры комбинационного рассеяния света (КРС), спектры ИК-флуоресценции], электронные, электронно-колебательные и электронно-колебательно-вращательные [спектры поглощения и пропускания в видимой и ультрафиолетовой (УФ) областях, спектры флуоресценции]. МСА позволяет проводить анализ малых количеств (в некоторых случаях доли мкг и менее) веществ, находящихся в различных агрегатных состояниях.

Основные факторы, определяющие возможности методов МСА:

1) информативность метода. Условно выражается числом спектрально разрешаемых линий или полос в определённом интервале длин волн или частот исследуемого диапазона (для микроволнового диапазона оно ~ 105, для средней ИК-области в спектрах твёрдых и жидких веществ ~ 103);

2) количество измеренных спектров индивидуальных соединений;

3) существование общих закономерностей между спектром вещества и его молекулярным строением;

4) чувствительность и избирательность метода;

5) универсальность метода;

6) простота и доступность измерений спектров.

Качественный МСА устанавливает молекулярный состав исследуемого образца. Спектр молекулы является его однозначной характеристикой. Наиболее специфичны спектры веществ в газообразном состоянии с разрешенной вращательной структурой, которые исследуют с помощью спектральных приборов высокой разрешающей способности. Наиболее широко используют спектры ИК-поглощения и КРС веществ в жидком и твёрдом состояниях, а также спектры поглощения в видимой и УФ-областях. Широкому внедрению метода КРС способствовало применение для их возбуждения лазерного излучения.

К качественному МСА относится также структурный молекулярный анализ. Установлено, что молекулы, имеющие одинаковые структурные элементы, обнаруживают в спектрах поглощения и испускания общие черты. Наиболее ярко это проявляется в колебательных спектрах. Так, наличие сульфгидрильной группы (—SH) в структуре молекулы влечёт за собой появление в спектре полосы в интервале 2565—2575 см-1, нитрильная группа (—CN) характеризуется полосой 2200—2300 cм-1 и т. д. Присутствие таких характеристических полоса колебательных спектрах веществ с общими структурными элементами объясняется характеристичностью частоты и формы многих молекулярных колебаний. Подобные особенности колебательных (и в меньшей степени электронных) спектров во многих случаях позволяют определять структурный тип вещества.

Качественный анализ существенно упрощает и ускоряет применение ЭВМ(электронная вычислительная машина). В принципе его можно полностью автоматизировать, вводя показания спектральных приборов непосредственно в ЭВМ(электронная вычислительная машина). В её памяти должны быть заложены спектральные характеристические признаки многих веществ, на основании которых машина произведёт анализ исследуемого вещества.

Количественный МСА по спектрам поглощения основан на Бугера — Ламберта — Бера законе, устанавливающем связь между интенсивностями падающего и прошедшего через вещество I света от толщины поглощающего слоя I и концентрации вещества с:

I(l)=I0e-ccl

Коэффициент c является характеристикой поглощающей способности определяемого компонента для данной частоты излучения. Важное условие проведения количественного МСА — независимость c от концентрации вещества и постоянство c в измеряемом интервале частот, определяемом шириной щели спектрофотометра. МСА по спектрам поглощения проводят преимущественно для жидкостей и растворов, для газов он значительно усложняется.