36. Аппаратура. Способы монохроматизации лучистой энергии. Классификация спектральных приборов.

37. Методы атомной оптической спектроскопии. Атомно-эмисионный метод. Источники атомизации и возбуждения

Методы атомной спектроскопии основаны на переходах валентных или внутренних электронов атомов из одного состояния в другое.

Наиболее убедительно наличие уровней энергии атома доказано методами атомной спектроскопии, прежде всего благодаря очень высокой точности определения длин волн. 

В зависимости от физической природы процесса взаимодействия излучения с веществом методы атомной спектроскопии электромагнитного излучения ( как оптического, так и рентгеновского диапазона) делят на эмиссионные и абсорбционные

В зависимости от используемого диапазона длин волн электромагнитного излучения и природы соответствующих электронных переходов методы атомной спектроскопии делятся на оптические и рентгеновские. 

В последние годы в различных областях физики, химии и техники, наряду с исследованиями методами атомной спектроскопии, приобретают все большее значение исследования методами молекулярной спектроскопии. Первым и зачастую наиболее существенным этапом спектроскопических измерений и исследований является расшифровка спектрограмм - установление принадлежности имеющихся в спектре линий и полос тем или иным состояниям атомов и молекул. 

Результаты хорошо согласуются с данными метода флуоресцентной атомной спектроскопии, а Сн равен 1 - 2 мг.

Спектроскопические методы подразделяют также на атомные и молекулярные. Это деление для аналитика принципиально, поскольку в методах атомной спектроскопии мы всегда имеем дело с узкими линейчатыми спектрами, а в методах молекулярной спектроскопии - с широкими слабоструктурированными спектрами. И это в конечном итоге определяет возможность их применения в химическом анализе и требования к измерительной аппаратуре - спектральным приборам. 

По изучаемым объектам оптическая спектроскопия подразделяется на атомную н молекулярную. Методами атомной спектроскопии определяются элементы, из которых состоит вещество. 

Для определения примесей в чистых веществах пригодны высокоселективные методы, обязательно с низким пределом обнаружения. К числу наиболее высокочувствительных методов относится радиоактивационный анализ. Большее значение приобрели методы атомной спектроскопии, основанные на использовании высокочастотной плазмы, прежде всего индуктивно связанной. Низким пределом обнаружения характеризуется атомно-абсорбционный метод с электротермическими источниками ато-мизации. 

Объем сведений, приведенных по определению отдельных элементов, зависит от двух основных факторов. По этому признаку, например, определению свинца, железа, ванадия и некоторых других элементов уделялось больше внимания, а определению серебра, висмута, вольфрама - значительно меньше. Так, из-за отсутствия публикаций по определению в нефтепродуктах углерода, водорода, кислорода и азота методами атомной спектроскопии определение этих элементов рассмотрено лишь в гл. 

Атомно-эмиссионная спектроскопия (спектрометрия), АЭС или атомно-эмиссионный спектральный анализ — совокупность методов элементного анализа, основанных на изучении спектров испускания свободных атомов и ионов в газовой фазе (см. группу методов оптической спектроскопии). Обычно эмиссионные спектрырегистрируют в наиболее удобной оптической области длин волн от ~200 до ~1000 нм. (Для регистрации спектров в области <200 нм требуется применение вакуумной спектроскопии, чтобы избавиться от поглощения коротковолнового излучения воздухом. Для регистрации спектров в области >1000 нм требуются специальные инфракрасные или микроволновые детекторы.)

АЭС — способ определения элементного состава вещества по оптическим линейчатым спектрам излучения атомов и ионов анализируемой пробы, возбуждаемым в источниках света. В качестве источников света для атомно-эмиссионного анализа используют пламя горелки или различные виды плазмы, включая плазму электрической искры или дуги, плазму лазерной искры, индуктивно-связанную плазму, тлеющий разряд и др.

АЭС — самый распространённый экспрессный высокочувствительный метод идентификации и количественного определения элементов примесей в газообразных, жидких и твердых веществах, в том числе и в высокочистых. Он широко применяется в различных областях науки и техники для контроля промышленного производства, поисках и переработке полезных ископаемых, в биологических, медицинских и экологических исследованиях и т.д. Важным достоинством АЭС по сравнению с другими оптическими спектральными, а также многими химическими и физико-химическими методами анализа, являются возможности бесконтактного, экспрессного, одновременного количественного определения большого числа элементов в широком интервале концентраций с приемлемой точностью при использовании малой массы пробы.

Процесс атомно-эмиссионного спектрального анализа состоит из следующих основных звеньев:

1. Пробоподготовка (подготовка образца)

2. Испарение анализируемой пробы (если она не газообразная);

3. Диссоциация — 1" атомизация её молекул;

4. Возбуждение излучения атомов и ионов элементов пробы;

5. Разложение возбужденного излучения в спектр;

6. Регистрация спектра;

7. Идентификация спектральных линий — с целью установления элементного состава пробы (качественный анализ);

8. Измерение интенсивности аналитических линий элементов пробы, подлежащих количественному определению;

9. Нахождение количественного содержания элементов с помощью установленных предварительно градуировочных зависимостей.