54

Федеральное агентство по образованию

Московская государственная академия

тонкой химической технологии им.М.В.Ломоносова

Кафедра аналитической химии

А.А.Ищенко, Ю.М.Киселев

Рентгенофазовый анализ Учебно-методическое пособие

2008

УДК 543.427

А.А.Ищенко, Ю.М.Киселев

Рентгенофазовый анализ. Учебно-методическое пособие для самостоятельной работы студентов 3-4 курса по дисциплине «Физико-химические методы анализа».

М., МИТХТ им.М.В.Ломоносова, 2008 - 52 с.

Утверждено Библиотечно-издательской комиссией МИТХТ им.М.В.Ломоносова в качестве учебно-методического пособия для самостоятельной работы. Поз. 117.

Учебно-методическое пособие предназначено для самостоятельной подготовки студентов 3-4 курсов к лабораторным работам по спектральным методам анализа. В пособии рассмотрены основные положения кристаллографии, формирование рентгеновских спектров, обработка, полученных спектров для получения информации о качественном и количественном составе исследуемых смесей.

Рецензент: д.х.н., проф. Буслаева Т.М.(МИТХТ, кафедра ХиТРРЭ)

© МИТХТ им.М.В.Ломоносова, 2008

Оглавление

стр.

Введение 4

1. Некоторые положения кристаллографии 5

1.1. Симметрия и ее элементы 6

1.2. Классы симметрии, решетки Браве 9

1.3. Пространственные группы 12

1.4. Символические обозначения плоскостей и направлений

в кристалле. Индексы Миллера 12

2. Рентгеновские спектры и выбор излучения 14

2.1. Уравнение Вульфа – Брэгга 18

3. Интенсивность рентгеновских отражений 19

3.1. Шкалы интенсивности 19

3.2. Факторы, влияющие на интенсивность линий 21

3.3. Погрешности в определении интенсивности 24

3.4. Чувствительность метода РФА 25

4. Получение рентгенограмм 26

5. Промер рентгенограмм порошка 28

6. Рентгенофазовый анализ 32

6.1. Качественное определение состава смеси 32

6.1.1. РФА при недоступности рентгенометрических

характеристик анализируемых соединений 33

6.1.2. Рфа смеси фаз известного состава. Картотека astm–jcpds-pdf 33

6.1.3. Рентгенометрические картотеки 34

6.1.4. РФА с помощью «указателей» 35

6.1.5. Пример качественного РФА 39

6.1.6. Применение компьютерной техники для

идентификации фаз 41

6.2. Количественный фазовый анализ 42

6.2.1. Метод подмешивания 43

6.2.2. Метод «гомологических» пар 44

6.2.3. Безэталонный метод 44

6.2.4. Метод с использованием т.н. «корундового числа» 45

6.3. Идентификация соединений 46

7. Использование компьютерной базы данных PDF 49

Литература 51

Введение

В настоящем учебном пособии дано краткое описание теоретических основ и техники применения одного из часто используемых физико-химических методов – рентгенофазового анализа (РФА). Метод РФА широко используются в научных исследованиях, в аналитических лабораториях и в инженерной практике. Рентгеновский фазовый анализ применяется в металловедении, техническом материаловедении, минералогии. Это универсальный и быстрый метод анализа.

При помощи метода РФА возможно решение, по меньшей мере, трех аналитических задач:

1. качественного определения состава смеси;

2. идентификации соединений, присутствующих в смеси;

3. количественного определения состава смеси.

Пособие включает в себя некоторые основные положения кристаллографии, элементы теории интенсивности рентгеновских дифракционных линий, краткие сведения о рентгеновских спектрах, выборе оптимального излучения для съемки рентгенограмм. Приведены основные уравнения рентгеновской дифракции, используемые при интерпретации рентгенограмм в методе РФА. Рассматриваются методики получения рентгенограмм и их промера. Ряд ключевых вопросов фазового анализа, - качественного и количественного, иллюстрируется простыми примерами.

Предлагаемое пособие предназначено для студентов и аспирантов, желающих ознакомиться с основами рентгенофазового анализа и получить навыки в методах расшифровки рентгенограмм поликристаллических образцов.

Обращаем внимание, что настоящий материал ориентирован преимущественно на химиков-аналитиков, в связи с чем, в нем вопросы физики дифракции и кристаллографии рассматриваются лишь для уяснения читателями их основ, необходимых для понимания при постановке аналитических задач.