- •1. Аналитическая атомная спектроскопия
- •1.1. Метод эмиссионной фотометрии пламени
- •1.1.1. Физические основы
- •1.1.2. Аппаратурное оформление
- •1.1.3. Аналитические возможности
- •Работа №1. Определение натрия и калия при совместном присутствии способом градуировочного графика
- •Работа №2. Определение натрия и калия в минеральной воде способом ограничивающих растворов
- •1.2. Пламенный атомно-абсорбционный метод анализа
- •1.2.1. Физические основы
- •1.2.2. Аппаратурное оформление
- •1.2.3. Аналитические возможности
- •Работа №3. Определение меди в природной воде способом градуировочного графика
- •1.3. Рентгенофлуоресцентный метод анализа
- •1.3.1. Физические основы
- •1.3.2. Аппаратурное оформление
- •1.3.3. Аналитические возможности
- •Работа №4. Качественный анализ образца латуни
- •Работа №5. Определение примесей в образце стали способом градуировочного графика
- •2. Аналитическая молекулярная спектроскопия
- •2.1. Спектрофотометрический метод анализа
- •2.1.1. Физические основы
- •2.1.2. Аппаратурное оформление
- •2.1.3. Аналитические возможности
- •Работа №6. Определение никеля в виде комплекса с диметилглиоксимом в присутствии окислителей
- •Работа №7. Определение хрома в виде комплекса с дифенилкарбазоном
- •Работа №8. Определение аналитической концентрации метилового оранжевого в растворах различной кислотности
- •Работа №9. Определение константы кислотной диссоциации фенолового красного (фенолсульфофталеина)
- •2.2. Флуориметрический метод анализа
- •2.2.1. Физические основы
- •2.2.2. Аппаратурное оформление
- •2.2.3. Аналитические возможности
- •Работа №10. Проверка правила зеркальной симметрии спектров поглощения и флуоресценции рибофлавина
- •Работа №11. Определение рибофлавина в инъекционном растворе способом градуировочного графика
- •7. Спектральное оборудование для выполнения практических работ
- •7.1. Пламенный фотометр Jenway pfp7
- •7.1.1. Технические характеристики
- •7.1.2. Порядок работы
- •Капилляр для подачи жидкой пробы в пламя газовой горелки должен быть погружён в химический стакан ёмкостью 100 – 150 мл с дистиллированной водой.
- •7.2. Пламенный спектрофотометр квант-2а
- •7.2.1. Технические характеристики
- •7.2.2. Порядок работы
- •7.3. Рентгенофлуоресцентный спектрометр Спектроскан макс-gf2e
- •7.3.1. Технические характеристики
- •7.3.2. Порядок работы
- •7.4. Нерегистрирующий спектрофотометр Leki ss1207
- •7.4.1. Технические характеристики
- •7.4.2. Порядок работы
- •7.5. Регистрирующий спектрофотометр unico uv-2804
- •7.5.1. Технические характеристики
- •7.5.2. Порядок работы
- •7.6. Спектрофлуориметр Флюорат-02-Панорама
- •7.6.1. Технические характеристики
- •7.6.2. Порядок работы
1.2.3. Аналитические возможности
Метод пламенной атомно-абсорбционной спектроскопии позволяет определять более 70 химических элементов в жидких пробах (в основном, водных растворах) с чувствительностью от единиц нг/мл до десятков мкг/мл. Общее число линий в абсорбционном спектре атомов любого химического элемента существенно ниже, чем в соответствующем эмиссионном спектре. При невысокой температуре атомизатора (малой заселённости возбуждённых уровней атомов) и низкой плотности потока излучения газоразрядной лампы в спектре поглощения проявляются только наиболее интенсивные резонансные линии, обусловленные вынужденными электронными переходами с основного уровня атомов. Ширина абсорбционных линий в низкотемпературной плазме составляет всего 10-4 – 10-3 нм. Малое число очень узких спектральных линий обуславливает низкую вероятность их наложения, а соответственно, и высокую селективность определения. При работе с ламинарными потоками газовой смеси (в случае правильной установки расхода газов) относительное стандартное отклонение результатов измерений составляет всего несколько процентов.
Практические работы
Работа №3. Определение меди в природной воде способом градуировочного графика
Реагенты и аппаратура
Стандартный раствор сульфата меди, 25 мкг/мл
Раствор сравнения (дистиллированная вода)
Пламенный атомно-абсорбционный спектрометр
Лампа с полным катодом для определения меди
Выполнение определения
Включают прибор в сеть и прогревают в течение 15 мин. Устанавливают оптимальные параметры работы спектрометра и распылительной системы. При фотометрировании используют наиболее интенсивную резонансную линию меди 324,8 нм. В пяти мерных колбах ёмкостью 50,0 мл разбавлением стандартного раствора готовят образцы сравнения, содержащие 0,5, 1,0, 1,5, 2,0, 2,5 мкг/мл меди. В шестой мерной колбе получают анализируемый раствор. Содержимое мерных колб разбавляют до метки дистиллированной водой и тщательно перемешивают.
Последовательно фотометрируют образцы сравнения в порядке увеличения концентрации определяемого элемента. Измерение аналитического сигнала для каждого раствора проводят не менее трёх раз. На миллиметровой бумаге строят градуировочный график зависимости оптической плотности (в программе обозначена Dат.) от концентрации меди (мкг/мл). Рассчитывают коэффициенты градуировочной зависимости методом наименьших квадратов. Проводят не менее трёх параллельных измерений оптической плотности анализируемого раствора и определяют в нём содержание меди. Результаты измерений обрабатывают статистически. Далее измеряют величину фонового сигнала. Для этого проводят 10 измерений оптической плотности (Dат.) дистиллированной воды. Полученные данные используют для расчёта предела обнаружения (c p,min) меди по предложенной методике.
Вопросы для подготовки к коллоквиуму
|
|
1. |
Почему в атомно-абсорбционном спектре проявляются только наиболее интенсивные резонансные линии?
|
2. |
При прочих равных условиях, какие линии в оптических спектрах свободных атомов шире – эмиссионные или абсорбционные?
|
3. |
Селективность какого метода выше – атомно-эмиссионного или атомно-абсорбционного? Почему?
|
4. |
Можно ли использовать атомно-абсорбционный метод для качественного анализа многоэлементных проб? Почему?
|
5. |
При каких условиях можно корректно измерить селективное поглощение электромагнитного излучения оптического диапазона атомами анализируемой пробы? Сформулируйте и обоснуйте правило Уолша.
|
6. |
Почему эмиссионные линии лампы с полым катодом уже абсорбционных линий атомов в пламени газовой горелки?
|
7. |
Можно ли вместо лампы с полым катодом в атомно-абсорбционном спектрометре использовать мощную лампу накаливания (источник непрерывного спектра) в сочетании с дифракционным монохроматором, полоса пропускания которого составляет 10-2 – 10-1 нм? Обоснуйте ответ.
|
8. |
Как и почему оптическая плотность атомного пара на выбранной длине волны зависит от температуры атомизатора?
|
9. |
Укажите причины более высокой чувствительности электротермического атомно-абсорбционного метода по сравнению с его пламенным вариантом.
|
10. |
Назовите причины сравнительно невысокой воспроизводимости результатов измерений электротермическим атомно-абсорбционным методом. Каким образом можно её увеличить?
|
11. |
Перечислите причины нелинейных искажений градуировочной зависимости в атомно-абсорбционном анализе в области больших концентраций аналита в плазме.
|
12. |
Какова роль монохроматора в атомно-абсорбционном спектрометре?
|
13. |
К каким последствиям приведёт отказ от аппаратной компенсации испускания фона при выполнении анализа атомно-абсорбционным методом?
|
14. |
Какой способ учёта неселективного поглощения характеристического излучения атомов в плазме более эффективен – дейтериевая или зеемановская коррекция? Обоснуйте ответ.
|
15. |
Какое пламя – окислительное или восстановительное, низко- или высокотемпературное – целесообразно использовать при определении алюминия?
|
16. |
В эмиссионном спектре атомов меди есть линии со сравнительно низким потенциалом возбуждения. Какой аналитический метод – пламенная атомно-абсорбционная спектроскопия или эмиссионная фотометрия пламени – обеспечит более высокую чувствительность определения?
|
17. |
Какой способ атомизации пробы – пламенный или электротермический (с использованием графитовой кюветы) – целесообразно использовать при атомно-абсорбционном определении циркония и вольфрама? Почему? |