ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Поглощающий столб паров в кювете из "Атомно-абсорбционный спектральный анализ" В присутствии газа, химически не реагирующего с испаряющимся веществом, скорость испарения будет меньше. Это явление Лэнгмюр объяснил существованием пленки газа вблизи поверхности испаряющегося вещества, через которую должны диффундировать вылетающие с поверхности атомы. Опытами Фонда (см. [8]) на примере испарения проволоки вольфрама при температуре 2870° К было показано, что с увеличением давления смеси 86% Аг+14% N2 скорость испарения вольфрама падает, причем выше 100 мм рт. ст. произведение скорости испарения на давление остается приблизительно постоянным. Если в вакууме скорость испарения вольфрама составляла 230 г/см сек, то при атмосферном давлении она равнялась 4,0 г смЧек. Таким образом, скорость испарения при 1 атм уменьшалась примерно в 60 раз по сравнению с испарением в вакууме. [c.283] Для большинства металлов давление насыщенных паров при температуре 3000° К выше 0,1 мм рт. ст. Исключениями являются гафний, ниобий, тантал, молибден, вольфрам, рений, осмий. Таким образом, для большинства элементов могут быть достигнуты условия, при которых испарение проб протекает быстрее, чем за 0,1 сек. [c.284] Существенно подчеркнуть, что, хотя предельная температура Гисп, необходимая для быстрого испарения пробы, зависит от давления постороннего газа, продолжительность испарения — при постоянной скорости разогревания электрода — не должна зависеть от изменения давления постороннего газа. [c.284] Метка времени 0,2 сек. [c.285] В соответствии с вышеуказанными предположениями. Подобные осциллограммы получены и при испарении алюминия при температуре кюветы 2600° К. [c.286] Осциллограммы испарения цинка, снятые при давлениях постороннего газа, отличающихся в 18 раз (рис. 79), позволяют утверждать, что продолжительность испарения не зависит от давления постороннего газа в камере. Этот вывод находится в соответствии с указанным выше механизмом испарения, согласно которому скорость нагревания электрода, определяющая продолжительность испарения пробы, не должна зависеть от давления. [c.286] Таким образом, метод испарения проб с помощью нагрева электрода дугой постоянного тока позволяет произвести испарение большинства материалов в количествах меньше 10 г в течение 0,3—0,4 сек. [c.286] Потери паров из кюветы могут быть связаны с тремя различными процессами с диффузией атомов через открытые отверстия и пористые стенки кюветы, с конвекцией около нагретой поверхности кюветы и с выносом избытка паров вещества по сравнению с объемом кюветы. [c.286] В качестве предельного количества вещества, для которого можно пренебречь выносом избытка паров, примем такое количество, объем паров которого равен 10% от объема кюветы. Для кюветы диаметром 4,5 мм и длиной 50 мм при температуре 2500° К, давлении аргона 1 атм и испарении вещества с молекулярным весом 30 предельное количество соответствует 5-10 г. [c.286] Вынос паров конвекционными потоками, проходящими вблизи открытых отверстий, при горизонтальном расположении кюветы и небольших по отношению к длине отверстиях незначителен по сравнению с диффузией. [c.286] Таким образом, при ограниченных размерах пробы, вводимой в кювету, и рациональной форме кюветы потери паров обусловлены только диффузией пара через открытые отверстия и через пористые стенки кюветы. [c.286] Величина п для различных комбинаций газов колеблется в пределах 1,5—2. [c.287] Из этого уравнения следует, что величина относительных потерь пара обратно пропорциональна квадрату длины кюветы и не зависит от ее сечения. [c.287] Оценим в качестве примера диффузию паров ртути в азоте (0о=0,11 см /сек) из кюветы длиной 50 мм при давлении 1 атм и температуре 1500° К. Согласно формуле (36.7) находим, что через 0,3 сек в кювете останется 73% вещества, а через 1 сек — 35 /о вещества. [c.287] Здесь S — площадь стенок, V — объем кюветы, V — толщина стенок кюветы. Из кюветы в форме трубки с размерами V —0,35 см , I =0,4 см, S = 4,7 см за 0,3 сек через стенки выходит 19%, а через 1 сек — 50% вещества, находящегося в кювете. Таким образом, потери паров через стенки сравнимы с потерями, происходящими через отверстия кюветы. [c.288] Для устранения диффузии паров через стенки кюветы возможно использовать футеровку внутренних стенок кюветы металлической фольгой или применять для изготовления кювет пиролизный графит. [c.288] Для футеровки кювет наиболее удобно применять фольгу (толщиной 0,1 мм) из тантала, поскольку по температуре плавления (3270° К) тантал превосходит остальные доступные металлы (титан, молибден и др.). Однако при использовании футеровки кювет фольгой возникают неудобства, связанные с изготовлением и установкой металлического экрана внутри кюветы. Кроме того, металлическая фольга оказывается сильно загрязненной примесями некоторых элементов (например, железом), в результате чего определение этих элементов становится невозможным. Поэтому более удобно применять для изготовления кювет пиролизный графит. [c.288] Хорошие результаты показали и кюветы из обычного графита, покрытые слоем пиролизного графита толщиной 0,1—0,5 мм. [c.289] Рассмотрим способы уменьшения диффузии через отверстия кюветы. [c.289] Из уравнения (36.6) следует, что величина относительных потерь пара прямо пропорциональна коэффициенту диффузии. В свою очередь коэффициент диффузии зависит от условий эксперимента давления и температуры среды. Понижение температуры как способ уменьшения коэффициента диффузии может быть приемлемо только при определении легколетучих элементов. В остальных случаях снижение температуры ограничено необходимостью быстрого испарения проб. [c.289] Вернуться к основной статье