ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Получение аэрозолей и испарение капель в пламенах из "Атомно-абсорбционный спектрохимический анализ" В более поздних работах [34] было показано, что расчеты по формуле (2.1) при давлениях более 100 кПа дают завышенные значения среднего диаметра капель и что для получения правильных данных требуется учитывать сжимаемость воздуха, которая при скоростях истечения, близких к скорости звука, играет заметную роль. Учет этой поправки, однако, не меняет качественного характера вида распределения, который существенно зависит также от свойств распыляемой жидкости. Ввиду больших трудностей расчетного характера для исследования дисперсного состава аэрозолей применяют почти исключительно экспериментальные методы, число которых весьма велико. Один из методов, дающий наиболее точные результаты, основан на применении так называемых каскадных импакторов. [c.59] Каскадный импактор состоит из ряда камер однотипной конструкции, расположенных последовательно и соединенных соплами уменьшающегося сечения. При пропускании через импактор потока аэрозоля происходит последовательное инерционное осаждение частиц на поверхностях, обтекаемых потоком. Конструкция импактора рассчитана таким образом, что размер частиц, осаждающихся в каждой последующей ступени, оказывается меньше, чем в предыдущей. Конденсационная камера и коммуникации системы питания горелки, собственно говоря, также представляют собой импактор, в котором оседает значительная доля крупнодисперсной фракции аэрозоля, генерируемого распылителем. [c.59] Был изучен также характер изменения дисперсного состава аэрозоля при прохождении конденсационной камеры. Так, для воды доля частиц с диаметром более 40 мкм составляет около 30% (масс.) в аэрозоле до прохождения камеры и всего 6%—после прохождения камеры. [c.60] Вопросы, связанные с исследованиями закономерностей испарения аэрозолей в связи с использованием аэрозольного метода в спектроскопии, подробно изложены в работах [36, 37] Приведенная в этих работах информация позволяет сделать ориентировочные оценки для интересуюшего нас случая испарения капель аэрозоля в пламенах. [c.61] Дальнейший ход процессов при испарении сухих частиц или капель расплава, естественно, в значительной степени зависит от их состава. В этом отношении можно различить два предельных случая. Если температура кипения (или разложения) соединений, входящих в состав частицы, меньше температуры пламени, то вследствие весьма малых ее размеров неизбежно произойдет полное превращение в газ всей частицы в зоне, доступной для наблюдения. Это подтверждается как расчетом, так и данными прямого эксперимента. Например, в работе [39] экспериментировали с элементами, не образующими прочных термостойких соединений (в том числе и оксидов),— медью, цинком, кадмием, висмутом и серебром. При введении в пламя растворов солей этих металлов, атомное поглощение достигает максимума в зоне, расположенной непосредственно над внутренним конусом, что свидетельствует о полном переходе в газ вещества капли и полной атомизации образующихся соединений за время порядка 10- с. [c.62] Если температура кипения или разложения соединений, входящих в состав находящейся в пламени частицы, больше температуры пламени, то ее испарение происходит относительно медленно и сама частица проходит в факеле значительное расстояние, прежде чем испарится до конца. В этом случае возможно испарение прямо из твердого состояния (сублимация) или с поверхности капли расплава. Сублимационный механизм перехода вещества играет, по-видимому, весьма значительную роль при проведении практического спектрального анализа по спектрам поглощения и испускания пламен, так как большинство элементов, определяемых этими методами, при испарении аэрозоля попадают в пламя в виде соединений, температуры плавления которых значительно превышают температуру самого пламени. Тем не менее пределы обнаружения ряда таких элементов близки к рекордным значениям (для магния, например, около 0,0002 мкг/мл). [c.62] Рассматривая процесс испарения капли, следует учесть известное явление фракционирования, наблюдаемое и в случае испарения пробы из кратера графитового электрода электрической дуги оно заключается в том, что сначала испаряются относительно легколетучие вещества, а уже затем вещества с более высокими температурами кипения. Поэтому, как показал опыт, свойства основы пробы мало влияют на величину аналитического сигнала, если, конечно, в процессе испарения или высыхания капли не образуются труднолетучие соединения, как, например, в классическом случае определения кальция в присутствии солей алюминия. Возможна другая ситуация, когда появление свободных атомов лимитируется высокой энергией диссоциации молекул их соединений, а не летучестью оксидов. В качестве примеров можно привести молибден, вольфрам, лантан, иттрий, гадолиний и некоторые другие. [c.63] Вернуться к основной статье