ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Сущность метода эмиссионной фотометрии пламени из "Практическое руководство по физико-химическим методам анализа" Метод эмиссионной фотометрии пламени является одним из вариантов эмиссионного спектрального анализа и основан на измерении интенсивности света, излучаемого возбужденными частицами (атомами или молекулами) при введении вещества в пламя горелки. [c.11] Принцип метода заключается в следующем раствор распыляют с помощью сжатого воздуха в пламя горелки, где происходит ряд сложных процессов, в результате которых образуются атомы или молекулы. Их излучение направляют в спектральный прибор, где излучение определяемого элемента выделяют светофильтрами или другим монохроматором. Попадая на детектор, излучение вызывает фототок, который после усиления измеряют регистрирующим прибором. Градуировочные графики строят в координатах величина фототока (мкА) — концентрация элемента в раство ре с (мкг/мл). Зависимость между интенсивностью излучения / и концентрацией элемента в растворе аппроксимируется прямой линией в определенной для каждого элемента области концентраций и зависит от спектральной линии, аппаратуры и условий работы. Отклонение от линейности наблюдается в области больщих (например, более 100 мкг/мл для калия) и малых концентраций. В первом случае происходит самопоглощение света невозбужденными атомами, во втором — уменьщается доля свободных атомов за счет смещения равновесия реакции ионизации атомов. [c.11] В методе эмиссионной фотометрии пламя является атомизатором вещества и источником света. Это наиболее простой и распространенный способ получения атомного пара, а также наиболее стабильный источник света. [c.11] Основными характеристиками пламени являются его температура и состав. Чаще всего применяют горючие смеси, предварительно смешанные с окислителем, например кислородом воздуха, горящие в ламинарном режиме. В этом случае фронт пламени поддерживается над срезом горелки быстрым потоком газа. Фронт пламени — это зона, в которой бурно протекают химические реакции. Ламинарное пламя имеет сложную структуру и состоит из нескольких зон. Во внутренней зоне происходят первичные реакции сгорания горючей смеси с образованием различных радикалов (молекул), например С , Сз, ОН, СН и др. Верхняя часть этой зоны имеет вид ярко светящегося конуса. В реагирующих газах нет термодинамического равновесия. Аналитическое значение имеет внешний конус пламени, где происходят реакции полного сгорания образующихся во внутреннем конусе радикалов в кислороде воздуха, диффундирующего из окружающей атмосферы. Этот конус слабо окрашен и практически не имеет собственного фона в видимой области спектра. [c.11] В зоне горячих продуктов сгорания, расположенной над фронтом пламени, все частицы находятся в термодинамическом равновесии. [c.12] Процессы, протекающие в пламени при введении в него раствора. При введении аэрозоля раствора соли металла в пламя в нем протекают сложные физико-химические процессы (рис. 5). [c.12] Все процессы настолько сложны, что каждый из них является предметом изучения специальных разделов науки. [c.12] Рассмотрим влияние некоторых факторов на количество образующихся атомов исследуемого элемента в пламени. [c.12] Размер капель аэрозоля влияет на скорость испарения растворителя и тем самым на скорость испарения твердых частичек. Если время испарения капли расплава больше времени ее пребывания в пламени, то она не успеет испариться (или испарится лишь частично) и в газовой фазе тогда пе будут присутствовать атомы интересующего нас элемента (или будут находиться в количествах, недостаточных для получения их спектров). [c.12] Следовательно, чем меньше размер капель аэрозоля, тем более благоприятны условия для их полного испарения. Степень дисперсности зависит от конструкции распылительной системы и от физических свойств раствора плотности, вязкости, поверхностного натяжения. Положительно влияют поверхностно-активные вещества, которые вводят в раствор (спирты, кетоны, органические кислоты). [c.12] Количественный учет влияния всех процессов в пламени — задача практически неразрешимая. Поэтому метод эмиссионной фотометрии пламени, так же как и все методы спектрального анализа, яйляетсд относительным. Для определения концентрации какого-либо металла необходимы эталоны, которые просто приготовить в виде растворов. [c.13] Необходимо отметить, что помимо термического механизма возбуждения атомов в углеводородных пламенах при избытке горючего или при введении органических растворителей наблюдается аномальное возбуждение, которое связывают с хемилюминесценцией. [c.13] Влияние раствора на результаты анализа. В методе эмиссионной фотометрии пламени, как и в любом методе спектрального анализа, состав пробы, а следовательно, и состав раствора влияет на результаты анализа. [c.13] Можно выделить следующие типы влияний и помех. [c.13] Избежать помех в пламенах или уменьшить их можно различными приемами, а именно правильно подбирая аппаратуру, тип пламени, его зону, вводя различные реагенты, например, с целью изменения условий генерации аэрозоля, или связывая мешающие элементы в соединения, имеющие малую упругость пара. В связи с влиянием катионов и анионов на интенсивность спектральных линий большое значение приобретает способ перевода твердой пробы в раствор. [c.14] Вернуться к основной статье