Испарение вещества и возбуждение спектров

Внутренний стандарт применяют для снижения погрешности анализа, вызванной неправильной дозировкой вещества, нарушением его испарения и возбуждения спектра либо атомизации, а также для устранения влияния состава пробы на результаты анализа. Неправильная дозировка может возникнуть по разным причинам. Так, в случае испарения порошков из канала электрода причиной нарушения дозировки могут быть отклонения в размерах канала и плотности на- [c.149]

Внутренний стандарт применяют для снижения случайной ошибки, вызванной неправильной дозировкой анализируемого вещества, изменением условий испарения пробы, возбуждения спектров и т. д. [c.108]

Спектры излучения атомов обычно получаются при высокой температуре источника света (плазма, дуга или искра), при которой происходит испарение вещества, расщепление его молекул на отдельные атомы и возбуждение атомов к свечению. Атомный анализ может быть как эмиссионным — исследование спектров излучения, так и абсорбционным — исследование спектров поглощения. [c.13]

Как видно из данных табл. 15, в нервом эталоне суммарное содержание элементов почти в 340 раз больше, чем в шестом. Разумеется, это существенно влияет на условия испарения вещества и возбуждения его спектра. [c.70]

Испарение вещества и возбуждение спектров [c.118]

Приближенные теоретические расчеты [507] показали, что возбуждение спектров в ПК может обеспечить на порядок более низкие абсолютные й относительные пределы обнаружения большого числа элементов по сравнению с дугой. Успешное применение горячего ПК возможно только при сравнительно небольшой плотности паров в зоне разряда. Это ограничение в сочетании с термическим характером поступления пробы и наличием фракционного испарения определяет основные направления в использовании горячего ПК для анализа чистЫх веществ. С его помощью возможно определение 1) микроколичеств элементов в отсутствие основы (анализ разбавленных растворов и концентратов примесей, предварительно извлеченных из пробы) 2) примесей в присутствии основы при условии их фракционного испарения и малого поступления в-разряд элементов основы 3) трудновозбудимых элементов (например, галогены, Р, 5, 8е, Аз) 4) газов в металлах. [c.187]

Наиболее важная причина, ограничивающая чувствительность и точность метода, — это, по нашему мнению, несовершенство применяемых источников возбуждения эмиссионного спектра. Они сегодня остаются в принципе такими же, как и несколько десятилетий назад, хотя электрические характеристики их значительно усовершенствованы и улучшены. Современные пламенные, дуговые и искровые способы испарения и возбуждения вещества приводят к большой потере полезного излучения — аналитического сигнала и к снижению чувствительности. Примитивные способы возбуждения атомов вещества в открытых источниках света находятся в явном противоречии с теоретическими возможностями эмиссионной спектроскопии, заключающимися в обратимости процессов возбуждения. Поэтому совершенствование имеющихся и создание новых источников возбуждения вещества и новых спектральных аппаратов, обладающих более четкой информацией, также относится к весьма актуальной и трудной задаче. [c.13]

Спектр дуги переменного тока богаче искровыми линиями, потому что температура плазмы дуги выше температуры дуги постоянного тока. Это можно объяснить большей плотностью тока в дуге переменного тока. Особенности поступления вещества пробы в дуге переменного тока связаны с отсутствием эффекта полярности электродов. Количество вещества, испаряющегося с обоих электродов, зависит не только от мощности дуги, но и от отношения длительности вспышек к паузам тока. Чем больше это отношение (это зависит от режима активизатора), тем интенсивнее идет испарение вещества. Следовательно, изменение режима работы активизатора влияет как на процесс поступления пробы в столб дуги, так и на условия возбуждения спектра. [c.39]

Физико-химические процессы, протекающие на электроде, изучены сравнительно мало они сложны и разнообразны. При анализе твердых проб пары вещества, помещенного в полость катода, поступают в процессе самого разряда. Механизм поступления окончательно не выяснен. Одни исследователи считают, что происходит катодное распыление, другие, что вещество испаряется при нагревании. Первая гипотеза справедлива для холодных катодов. Для горячих катодов большое значение имеет процесс испарения. Это предположение подтверждается полученными данными, показывающими, что скорость испарения вещества, помещенного в полость катода, изменяется в зависимости от степени нагрева катода, а также часто наблюдающейся фракционной разгонкой вещества. В еще меньшей степени изучены процессы, связанные с возбуждением спектра при разряде в полом катоде. [c.46]

Испарение пробы и фотографирование спектра. Твердое вещество, помещенное в кратер электрода, при нагревании плавится и испаряется, поступая в облако разряда. Образовавшийся газ при температуре источника возбуждения диссоциирует на атомы. В результате сложных, еще недостаточно изученных процессов, происходящих в межэлектродном промежутке, устанавливается некоторое равновесие между молекулами, атомами, ионами и электронами. Механизм возбуждения спектра см. в гл. I. Напомним лишь, что соотношение между различными частицами в разряде источника определяется в первую очередь температурой. Плавление вещества сопровождается окислением, карбидизацией, образованием нитридов и др. [c.95]

В качестве источников возбуждения спектров чаще всего применяют электрические дуги постоянного и переменного тока, в некоторых случаях пламена, реже искру при использовании образцов в виде брикетов, полый катод, плазматрон, описано примене-нйё лазера. Основные способы введения порошков в источник света следующие 1) способ испарения веществ из канала электрода в виде порошка или брикета 2) метод вдувания порошка в горизонтальное пламя дуги переменного тока 3) метод введения порошка на вращающемся медном или графитовом электродах. [c.119]

Формула (2), связывающая интенсивность спектральных линий с концентрацией атомов в плазме, во многих случаях требует уточнений и дополнений соотношений, учитывающих процессы в источнике света при испарении вещества и влияющих на интенсивность линий [4]. К таким соотношениям относится уравнение баланса числа атомов элемента. Если общее число атомов элемента N в зоне возбуждения спектра меняется в зависимости от скоростей поступления их в зону и выхода из нее, то [c.7]

Меры безопасности работы. При работе дугового или искрового генератора образуются вредные для здоровья газы — озон или окислы азота, а нри горении угольной дуги— окись углерода и др. Кроме того, при испарении образцов в источниках возбуждения спектра происходит распыление вещества электродов и образование аэрозолей, оказывающих вредное воздействие на оператор. [c.117]

В соответствии с методом Индиченко [12] при анализе различных минеральных веществ получают спектры проб без добавок, используя полное испарение в режиме вначале катодного, а затем анодного возбуждения. Спектры оценивали по появлению характеристических линий элементов с помощью атласа спектров серии из девяти стандартных образцов, состоящих из пяти разных основных веществ. [c.60]

Используя дуговой разряд в газах с различными физическими и химическими свойствами, можно существенно изменять условия испарения веществ и возбуждения их спектров. Пространственная стабилизация-дугового разряда улучшает воспроизводимость количественных определений, а в некоторых случаях способствует усилению интенсивности спектральных линий и снижению пределов обнаружения элементов [111, 166, 169, 258]. Анализ многочисленных публикаций показал, что замена воздуха в межэлектродном промежутке инертным газом изменяет характер и скорость поступления вещества в разряд, возбуждение и ионизацию атомов, скорость выхода атомов из плазмы разряда она изменяет условия протекания химических реакций, в результате которых меняется летучесть определяемых элементов и основы, а также их концентрация в плазме разряда. [c.75]

Использование таких веществ при обычных условиях анализа в разрядной трубке с полы.м катодом, как правило, приводит к нарушению устойчивости разряда и переходу его в дуговую или иную форму. Если отделить зону испарения примесей тонким угольным диском от зоны возбуждения спектра [4], то в этом случае введение в пробу веществ разнообразной химической природы не приводит к нарушению стабильности протекания разряда. [c.143]

Используя разряд в газах с различными физико-химическими свойствами можно существенным образом изменить условия испарения веществ и возбуждение их спектров. Работы многих исследователей показали [78—80], что при этом происходит изменение относительных интенсивностей аналитических линий и фона, температуры пробы и плазмы, скорости выгорания и т. д. Это не всегда приводит к повышению чувствительности анализа, хотя в отдельных случаях замена воздуха другой атмосферой может быть полезна. [c.137]

Использовали метод испарения для определения примесей в реакторных веществах [258]. Проводили определение 16 элементов в окиси урана (изОв) в интервале концентраций 1 10 —Ы0 1%, а кадмия—5-10 —Ы0 % при возбуждении спектров в угольной дуге. [c.35]

Можно анализировать так называемое первичное излучение, т. е. излучение атомов исследуемой пробы в факеле, образованном лазерным лучом. Но спектры в этом случае не самого лучшего качества. Поэтому чаще приходится лазер использовать только для испарения вещества пробы, а возбуждение атомов осуществлять в другом источнике света, например в искре. В этом случае режим работы лазера определяет скорость испарения материала пробы и время пребывания его атомов в зоне возбуждения, а режим работы искрового разряда — концентрацию возбужденных атомов. [c.101]

Угольные дуги обеспечивают интенсивное испарение вещества пробы, но температура плазмы часто недостаточна для эффективного возбуждения спектров элементов с высоко расположенными резонансными уровнями. С другой стороны, в искровом разряде, дающем более горячую плазму, затруднен перевод пробы в газовую фазу во всех случаях, когда анализируемый образец обладает очень большим электрическим сопротивлением. [c.231]

Задача спектрального анализа редкоземельных элементов, как мы уже указывали выше, аналогична задаче анализа актинидов. Эта аналогия не ограничивается подобием спектров, связанным со сходным строением электронных оболочек. По тем же причинам химические свойства соединений редких зе.мель в некоторой степени аналогичны свойствам соответствующих элементов ряда актинидов. Так, напри.мер, малая летучесть окислов, характерная для большинства редкоземельных элементов, свойственна многим членам семейства актинидов. Поэтому не только условия возбуждения спектров, но и условия испарения пробы и поступления вещества в пламя источника оказываются весьма сходными. [c.267]

При работе с фульгураторами, для возбуждения спектра целесообразно использовать конденсированную искру или слаботочную активизированную дугу, обеспечивающие благоприятные условия возбуждения спектров и хорошую воспроизводимость. Нагревание электродов до высокой температуры, необходимое при анализе твердых образцов для интенсивного поступления вещества в зону разряда, в данном случае нецелесообразно, так как приводит к бурному испарению раствора и непроизводительным потерям анализируемой пробы. [c.275]

В ряде работ показано, что интенсивность спектральных линий определяется не только температурными и ионизационными факторами, но и параметрами, учитывающими условия испарения и переноса вещества в источнике возбуждения спектра. Подробно эти вопросы рассматривались в начале главы 1. [c.48]

В спектральном анализе растворов вдуванием их в искровой разряд черев канал электрода уменьшается и часто исключается возможность влияния валового состава пробы на возбуждение спектров элементов. Это можно объяснить тем, что при введении аэрозоля в разряд создается небольшая оптимальная плотность атомов элементов в источнике света. Анализируемый раствор образца вводится в искровой разряд при дополнительном разбавлении потоком распыляющего газа в весьма малой и строго контролируемой концентрации, составляющей 2—0,1 мг мин в пересчете на твердое вещество (пробу). Эта незначительная концентрация вещества не определяет условий испарения и возбуждения элементов (см. табл. 1). К этому следует добавить, что газовый состав в искровом разряде остается постоянным и профиль угольных электродов практически не изменяется за время экспозиции и регистрации спектра. [c.34]

При изучении механизма возбуждения спектров растворов, вдуваемых в виде аэрозоля в искровой разряд, было обнаружено, что на торцовой части верхнего электрода, заточенного па плоскость, происходит накопление расплава вещества пробы в виде светлого пятна [19, 24] диаметром 3 мм, что приблизительно соответствует диаметру канала нижнего электрода, через который поступает в разряд аэрозоль анализируемого раствора. Накопление сухого остатка на верхнем электроде можно объяснить различием скоростей испарения и поступления пробы в виде аэрозоля в искровой разряд. [c.35]

А. К. Русанов (1957), А. К. Русанов и В. Т. Хитров (1957) считают, что дуговой спектральный анализ не обеспечивает воспроизводимости. При испарении вещества из канала угольного электрода постоянно наблюдается тесно связанное с процессами на электродах фракционированное испарение элементов, приводящее к непрерывному и весьма значительному изменению концентрации элементов в газовом облаке дуги. Изменение состава газового облака вызывает изменение температурных условий возбуждения спектра, что также влияет на интенсивность линий. Можно предположить, что воздушное дутье при горизонтально расположенных угольных электродах стабилизирует условия испарения элементов в пробе и условия возбуждения их спектров. [c.114]

Если использование радиоактивных изотопов элементов в спектральном анализе позволяет получить новые количествеппые данные, характеризующие течение ряда важнейших для этого метода процессов, и способствует выяснению нерешенных вопросов теории метода, то применение стабильных изотопов открывает путь к созданию более совершенных приемов анализа, характеризующихся большей точностью и универсальностью, чем обычные методы. Работы в этом направлении были начаты в нашей лаборатории в 1953 г. и проводились Н. П. Ивановым. Первые результаты этих исследований были доложены на Женевской конференции по мирному использованию атомной энергии в 1955 г. [6]. Метод изотопных добавок основан на исиользовании двух явлений большой близости физических и химических свойств изотопов элементов и существовании эффекта смещения линий в атомных спектрах изотопов, величина которого для элементов, располагающихся в начале и конце таблицы Менделеева, достигает значительной величины (до нескольких десятых долей ангстрема). Вследствие первого из этих явлений изотопы элементов, находящиеся в образце в виде идентичных соединений, ведут себя аналогично в процессах испарения и возбуждения спектров. Относительная интенсивность изотонических компонент спектральной линии поэтому не должна зависеть от состава анализируемого образца, а определяется только относительной концентрацией изотопов в образце. Значительная же в ряде случаев величина расстояния между изотопическими компонентами некоторых спектральных линий элементов позволяет отчетливо их разделять при помощи спектрографов с дисперсией порядка 2—3 к/мм и сопоставлять их интенсивности. При проведении аналхтза по методу изотопных добавок поступают следующим образом. В подлежащую анализу пробу вещества вводят известное и близкое к искомому количество изотопа определяемого элемента. Например [6], при количественном спектральном определении по этому методу урана в породах, рудах и полупродуктах в исследуемую пробу вводится надлежащее количество легкого изото- [c.175]

Так, М. Славин (3]ау1п, 1938) считает, что интенсивность спектральной линии не всегда является вполне удовлетворительным критерием концентрации элемента, так как не найдено необходимое соотношение между концентрацией и скоростью испарения вещества. Он полагает, что полное число квантов света, создающих спектральную линию, должно быть пропорционально числу атомов рассматриваемого элемента. Славин считает, что величина энергии излучения, приходящаяся на единицу веса данного элемента при жестких условиях испарения и возбуждения спектра может не зависеть от природы и количества сопровождающих веществ в случае, если образец испаряется полностью энергия данной линии спектра элемента зависит только от массы элемента, израсходованной при испарении. [c.103]

Чувствительность определения методом испарения зависит лишь от абсолютной чувствительности спектроскопического определения-при возбуждении спектра примесей в источнике света. При максимальной степени извлечения примесей концентрационная чувствительность метода испарения определяется величиной навески пробы, которая может быть увеличена. Этим 1метод испарения существенно отличается от обычных методов спектрального анализа, основанных на непосредственном сжигании анализируемого вещества в источнике света. Однако беспредельно увеличивать вес пробы нельзя, так как степень извлечения примесей начинает уменьшаться вследствие увеличения слоя пробы, через который диффундируют определяемые примеси. Поэтому в целях увеличения чувствительности целесообразно фотографировать на одно и то же место фотопластинки спектр нескольких электродов с конденсатом. Этим самым достигается и значительное усреднение пробы. Неполная конденсация примесей на электрод приводит к значительному уменьшению чувствительности определения. Кроме того, при определении легколетучих элементов следует учитывать возможность их обратного ис- [c.362]

На практике, однако, концентрацию определяемого элемента находят не по этой зависимости, т. е. не по измерению абсолютного почернения линии, так как оно может значительно колебаться при небольших изменениях условий испарения и возбуждения пробы, обработки фотопластинки и т. д. Поэтому при любом Количественном методе эмиссионного спектрального анализа работают с относительным почернением линии, т. е. по методу сравнения ее с другой линией спектра. Последняя может принадлежать основному компоненту пробы или специально внесенному для этой цели веществу — внутреннему стандарту. Пару линий, почернение 0-торых сравнивают, называют аналитической парой. Наиболее точные результаты получают тогда, когда линии аналитической пары являются гомологическими. В некоторых случаях можнЬ сравнивать почернение с фоном пластлнки. [c.365]

Очень эффективным средством повышения чувствительности анализа является увеличение навески испаряемой пробы. Однако большинство прямых методов анализа нефтепродуктов не позволяет воспользоваться этим приемом. Так, при работе по методу двухстадийного испарения количество пробы ограничивается емкостью кратера электрода. При значительном увеличеики диа.метра и глубины кратера существенно ухудшаются условия испарения вещества и возбуждения спектров примесей. Чувствительность метода пропитки в значительной степени зависит от адсорбционной способности электродов. При работе по методу вращающегося электрода количество анализируемого вещества можно увеличить путем удлинения экспозиции, увеличения силы тока дуги и повышения скорости вращения дискового электрода. Увеличение тока дуги приводит к воспламенению пробы. Этим приемом невозможно воспользоваться даже прн работе в инертной атмосфере, так как в результате сильного нагрева пробы изменяется ее вязкость, она интенсивно испаряется и т. д. Все это ухудшает результаты анализа. Для предотвращения воспламенения пробы применяют обдув пробы и аналитического промежутка воздухом. А для удлинения экспозиции увеличивают размеры ванночки. Все это позволяет испарить до 400 мг вещества (см. гл. 1). При использовании метода фульгуратора испаряется 10—20 мг пробы. И никаких реальных возможностей по увеличению этого количества не имеется. [c.118]

Возбуждение спектра производят в дуге переменного тока напряжением 250 в, силой 7 а, емкостью 0,007 мкф, индуктивностью 410 мкгн. Величина аналитического промежутка 3 мм, длительность экспозиции 4—8 сек. Анализ проводят на квантометре АНЬ. Чтобы раствор не впитывался в глубь электрода, последний пропитывают раствором гидрофобного вещества в ацетоне. В качестве эталонов используют растворы меди, железа, никеля, ванадиевокислого аммония в кислотах. Средняя квадратичная ошибка менее 10%. Описанный метод позволяет получить исключительно высокую абсолютную чувствительность при умеренной относительной чувствительности. Это характерно и для других методов, основанных на испарении сухого остатка раствора с торца электрода. [c.161]

Источниками возбуждающего наиряжения служат генераторы дуги пост, тока, активизированнои дуги перемен. тока (нанр., тина ДГ 2), высоковольтной конденсированной искры (наир., типа ИГ-3), генераторы с электронным управлением разряда (напр., типа ГЭУ-2). Для испарения вещества и возбуждения его атомов, ионов и молекул используют также лазер и пламя. Различают эмиссионный С. а. качественный и количественный. Качественный эмиссионный анализ не требует предварительных операций, с к-рыми обычно связан анализ химический. Для полного качественного эмиссионного анализа небольшую навеску вещества возбуждают дугой или искрой, одновременно фотографируя ее спектр. Каждый хим. элемент излучает характерный для него спектр — известный набор спектральных линий, длины волн к-рых сведены в таблицы и атласы. Чтобы установить наличие элемента в пробе, достаточно даже в очень сложном спектре обнаружить несколько его линш . Качественный эмиссионный анализ дает возможность не только устанавливать наличие, но часто и определять приблизительное содержание элемента в пробе. С этой целью используют т. н. последние линии — линии, к-рые при уменьшении содержания элемента в пробе исчезают в спектре в последнюю очередь. Выбор приборов для качественного эмиссионного анализа определяется областью спектра, где расположены самые чувствительные линии элемента, а также дисперсией и разрешающей способностью прибора. Для расшифровки спектрограмм применяют снектропроекторы (напр., типов ПС-18, ДСП-1), таблицы и атласы спектральных линий. В основу количественного эмиссионного анализа положена зависимость мензду интенсивностью спектральной линии определяемого элемента и концентрацией его атомов и ионов в облаке разряда [c.422]

Для спектрально-аналитических целей применяются генераторы, работающие в двух режимах обычном, когда вся энергия, запасенная в активном веществе, испускается в виде серии отдельных импульсов световой энергии, и в моноимпульсном (режим гигантских иметульсов), характеризующимся увеличением мощности на 3—4 порядка. В этом случае вся запасенная энергия сосредоточена в одном импульсе. При действии лазерного луча на твердое вещество в фокусе луча происходит мгновенный факельный взрыв. В начальный момент вследствие высокой температуры плазмы наблюдаются спектры элементов с высокими энергиями возбуждения (2- и 3-кратно ионизированных атомов). Спектры элементов с низкими потенциалами возбуждения появляются позже. В настоящее время ведутся работы по изучению процессов испарения вещества и возбуждения спектров под действием лазерного луча [51, 52]. [c.49]

Лри комбинировании лазера с обычными источниками света лазер является испарителем вещества, пары которого поступают в межэлектродное пространство дуги ИЛИ искры, т. е. и-меет место двухступенчатый лроцеос возбуждения апектров. В этом случае испарение вещества и возбуждение спектров происходит разделБНО. Характер спектров определяется параметрами источника света, т. е. в отлнчие от лазерных спектры не требуют их изучения и интерпретации. [c.50]

Наконец, возмол< ен качественный анализ иеа помощи аналитической реакции, а путем проведения некоторых физических операций (например, испарение пробы и возбуждение спектра исследуемого вещества, оиределе-иие плотности или показателя преломления раствора этого вещества). Соответствующий метод качественного анализа называют физическим. [c.10]

Процесс испарения элементов из различных материалов и последующий процесс возбуждения атомов вещества в том или ином источнике, как известно, лежат в основе спектрального анализа веществ. Ход обоих процессов, как теперь хорошо установлено, зависит от валового состава исследуемых материалов, их агрегатного состояния, сочетания присутствующих в них элементов, тина соединения, в виде которого элементы входят в состав пробы, ее технологической истории и ряда других, подчас трудно контролируемых факторов. Очевидно, всестороннее и по возможности независимое экспериментальное изучение влияния различных факторов на течение каждого нз двух упомянутых выше этапов процесса высвечивания атомов вещества в источниках необходимо как для реше- 1ия практических задач спектрального анализа, так и для углубления теоретических основ метода. Между тем до салтого последнего времени экспериментальная техника (изучение так называемых кривых роста) не позволяла раздельно и непосредственно регистрировать влияние различных факторов (характеризующих исследуемое вещество и источник возбуждения спектров) на течение процесса испарения элементов из пробы и возбуждения атомов вещества в источнике 1]. [c.171]

А на миллиметр в области 3000 А, служит для наблюдения простых и сложных спектров. Наблюдению подвергаются спектры, возбужденные при испарении вещества в пламени, электрической дуге или в искре. Пламя обычной бунзеновской горелки может возбудить только спектры щелочных и щелочноземельных металлов. Более высокотемпературное пламя, кислородно-ацетиленовое или кислородно-водородное возбуждает спектры 35 элементов, в том числе и обычно определяемых в сельскохозяйственных продуктах . Приборы для фотометрии пламени, обеспечивающие быстрые определения, особенно щелочных элементов, вполне доступны. Дуга постоянного тока является обычно принятым источником возбулсдения в качественном анализе и для количественного определения следов элементов- . Высоковольтная дуга может служить для более точного контроля и применяется при определении более высоких концентраций элементов, главным образом для рядовых анализов металлов и сплавов. Другие источники возбуждения, как, например, разрядные трубки, находят более ограниченное применение. [c.164]

В качестве источника возбуждения при анализе металлов используют преимущественно искру, а при анализе иеэлектропроводных материалов — дуговой разряд постоянного тока. Часто в начальный момент горения дуги из графитового электрода улетучивается особенно большое количество вещества. Поэтому для обеспечения высокой чувствительности следует регистрировать начальный момент. Воспроизводимые условия возбуждения связаны с установлением равновесия испарения, о достижении которого можно судить по постоянству интенсивности наблюдаемых линий во времени. Установление такого равновесия (время обжига или обыскривания) следует определять в предварительном опыте. В количественном анализе спектр регистрируют сразу же после проведения этой предварительной операции. Как правило, время экспонирования фотопластинки не должно превышать 30 с в этом случае получаются достаточно хорошие результаты. Для проведения оптического спектрального анализа требуется очень небольшое количество вещества. Поэтому имеется возможность угокальиого анализа отдельных участков пробы. Используя особые условия проведения разряда и особые приемы подготовки, на металлах можно анализировать участки поверхности диаметром 0,5 мм и меньше [13, 14]. [c.194]