Количественный эмиссионный спектральный анализ, его аппаратура. Пламенная фотометрияПериодическая система / Количественный эмиссионный спектральный анализ, его аппаратура. Пламенная фотометрияСтраница 3
Для анализа продуктов металлургического производства применяют отечественные квантометры (ДФС-10М, ДФС-31, ДФС-41) а также импортные квантометры (английские Е-6000, Е-1000, американские ARL - 29500, ARL - 31000 и др.).
Эмиссионная фотометрия пламени (пламенная фотометрия)
Пламенная фотометрия является одним из вариантов эмиссионного спектрального анализа и основана на измерении интенсивности света, излучаемого возбужденными частицами (атомами или молекулами) при введении вещества в пламя горелки.
Принцип метода заключается в том, что раствор анализируемого вещества распыляют с помощью сжатого воздуха в пламени горелки, где происходит ряд сложных процессов, в результате которых образуются возбужденные атомы или молекулы. За счет энергии пламени, легко возбуждаемым атомом вещества (K, Na, Ca), сообщается избыточная энергия. Атомы этих металлов переходят в возбужденное состояние, характеризующееся переходом валентных (наружных) электронов на более высокие энергетические уровни. Через 10-8 секунды происходит их возврат на основные уровни, что сопровождается выделением порций энергии (квантов света). Совокупность квантов света приводит к образованию светового потока с длиной волны, характерной для атомов K, Na, Ca. Их излучение направляют в спектральный прибор, выделяющий излучение определяемого элемента светофильтрами или другими монохроматорами. Попадая на детектор (фотоэлемент), излучение вызывает фототок, который после усиления измеряют стрелочным гальванометром. Нахождение содержания определяемого вещества проводят с помощью градуировочного графика зависимости величины фототока от концентрации элемента, который строят по результатам анализа серии стандартных растворов. Отклонение от линейности градуировочного графика наблюдается в области больших (больше 100 мкг/мл у калия) и малых концентраций. В первом случае происходит самопоглощение света невозбужденными атомами, а во втором - уменьшается доля свободных атомов за счет смещения равновесия реакции ионизации атомов.
Наиболее распространенными отечественными приборами для пламенной фотометрии являются:
а) фильтровой пламенный фотометр типа ФПЛ-1 для определения Na, K, Ca из одного раствора прямым методом;
б) пламенный фотометрический анализатор жидкости ПАЖ-1 для определения микроколичеств Na, K, Ca и Li при их совместном присутствии в растворе;
в) пламенный фотометр FLAPHO-4 для определения Li, Na, K, Ca и Rb.
Поскольку спектры эмиссии атомов значительно проще молекулярных, то именно методы, основанные на их получении, стали широко применяться для массового многоэлементарного экспресс-анализа.
Пи АЭА анализируемая проба вещества вводится в источник возбуждения спектрального прибора. В источнике возбуждения данная проба подвергается сложным процессам, заключающимся в плавлении, испарении, диссоциации молекул, ионизации атомов, возбуждении атомов и ионов.
Возбуждённые атомы и ионы через очень короткое время (~10-7-108с) самопроизвольно возвращаются из неустойчивого возбуждённого состояния в нормальное или промежуточное состояние. Это приводит к излучению света с частотой n и появлению спектральной линии.
Общую схему атомной эмиссии можно представить так:
А + Е ® А* ® А + hn
Степень и интенсивность протекания этих процессов зависит от энергии источника возбуждения (ИВ).
Наиболее распространёнными ИВ являются: газовое пламя, дуговые и искровые разряды, индукционносвязанная плазма (ИСП). Их энергетической характеристикой можно считать температуру.
Сравнительная характеристика различных ИВ приведена в табл.2.3.1.
Таблица 1.
Сравнительная характеристика различных источников возбуждения
| Источник возбуждения | Темпратура, 0С | Возбуждаемые элементы |
| Пламя: | 1800 | Щелочные металлы |
| а) светильный газ - воздух | ||
| б) ацетилен - воздух | 2200 | Щелочные и щелочноземельные металлы |
| в) ацетилен - кислород | 3100 | Практически все металлы |
| Дуга постоянного тока | 3500 - 7000 | Металлы, С, N |
| Дуга переменного тока | 5000 - 8000 | Металлы, С, N и некоторые металлоиды |
| Высоковольтная искра | 10000 (в факеле) | Почти все элементы |
| Индукционно связанная плазма (ИСП) | 3000 (в канале) | Все элементы |
Смотрите также
Приложение 9
Для контроля знаний
по теме “Подгруппа углерода” можно привести несколько примеров в виде тестов.
Карточка 1.
1. Электронная
конфигурация атома углерода в свободном состоянии:
а) 1s2 2s2 2p ...
Фосфор (Phosphorus), Р
В темной комнате или ночью на улице попробуйте сделать такой простой опыт. Не очень сильно, так, чтобы не загорелась спичка, чиркните ею по спичечной коробке. Вы заметите, что некоторое время на терке ...
