Анализ газов по спектрам испускания

Определяя место метода атомно-абсорбционного анализа в аналитической химии и область его применения, полезно обратиться к истории его возникновения и развития. Впервые линии поглощения были обнаружены при изучении спектра Солнца в начале XIX в. сначала Волластоном, а затем, независимо от него, — Фраугофером, по имени которого они и были названы. Однако непосредственпая связь вида спектров поглощения и испускания с химическим составом нагретого газа была уста- [c.6]

РЕНТГЕНОВСКИЕ ЛУЧИ — электро магнитные колебания весьма малой длины волн, возникающие при воздействии на вещество быстрыми электронами. Р. л. открыты в 1895 г. В. Рентгеном. Волновая природа Р. л. установлена в 1912 г. М. Лауэ, открывшим явление интерференции Р. л. в кристаллах. Это открытие явилось основой развития рентгеноструктурного анализа. Р. л. невидимы для глаза, обладают способностью вызывать яркую видимую флюоресценцию в некоторых естественных и в искусственно изготовляемых кристаллических веществах, они действуют на фотоэмульсию и вызывают ионизацию газов. Этими свойствами Р. л. пользуются для обнаружения, исследования и практического использования Р. л. Различают два типа Р. л. тормозное и характеристическое излучение. Тормозное излучение возникает при попадании электронов на антикатод рентгеновской трубки оно разлагается в сплошной спектр. Характеристические Р. л. образуются при выбивании электрона из одного из внутренних слоев атома с последующим переходом на освободившуюся орбиту электрона с какого-либо внен)не-го слоя. Они обладают линейчатым спектром, аналогичным оптическим спектрам газов, с той лишь разницей, что структура характеристического спектра, в отличие от оптического спектра газов, не зависит от вещества, дающего этот спектр. Зависимость от вещества проявляется только в том, что с увеличением порядкового номера элемента в периодической системе элементов Д. И. Менделеева весь его характеристический рентгеновский спектр смещается в сторону более коротких волн. Другой особенностью характеристических спектров является то обстоятельство, что каждый элемент дает свой спектр независимо от того, возбуждается ли этот элемент к испусканию в свободном состоянии или в химическом соединении. Это свойство является основой рентгеноспектрального йпализа. Р. л. широко используются в науке и технике. Высокая про- [c.213]

Атомы и молекулы газов при нагревании или при возбуждении их электрической искрой испускают световое излучение с определенными длинами волн. Такой свет, испускаемый атомами и молекулами в указанных условиях, и представляет собой их спектр испускания. На рис. 19.6 приведены спектры испускания щелочных металлов, ртути и неона. Спектры испускания элементов, особенно металлов, позволяют идентифицировать эти элементы, и спектроскопический химический анализ стал важным методом аналитической химии. Прибор, имеющий дифракционную решетку или призму для разложения света на составляющие его волны и для определения длины этих волн, называют спектроскопом. Схема простого спектроскопа приведена на рис. 3.15. При помощи такого прибора немецкий химик Роберт Вильгельм Бунзен (1811 —1899) открыл в 1860 г. рубидий и цезий. Изобретен спектроскоп был всего лишь за год до этого физиком Кирхгоффом, и цезий стал первым элементом, открытым спектральным методом. [c.65]

При работе со спектрами испускания нас интересует излучение возбужденных атомов и ионов вещества, находящегося в газообраз-1ЮМ состоянии. Но в большинстве случаев образец, поступающий на анализ,— твердое вещество, до возбуждения должен пройти сложный путь плавление, испарение и диссоциацию молекул на отдельные атомы. При анализе жидких проб — растворов или расплавов — исключается стадия плавления, а при работе с газами остаются только две стадии — диссоциация н возбуждение. [c.235]

Эмиссионная спектроскопия. Используется в основном для анализа металлов и твердых веществ, но применима также для анализа жидкостей и газов. Состав образца, термически возбужденного бомбардировкой ионами и электронами в электрической дуге или в искре, определяется по числу и характеру длин волн в спектре испускания (эмиссионном спектре), а по интенсивности спектральных линий определяется количественное содержание элемента (элементов). [c.408]

Плазма тлеющего разряда внутри катода имеет температуру около 800 К- Благодаря относительно малому давлению и низкой температуре лоренцевское и доплеровское уширение линий испускания в лампе с полым катодом существенно меньше (на 2 порядка), чем в применяемых атомизаторах, например в пламени. Поэтому лампы с полым катодом удовлетворяют требованиям, предъявляемым к источникам в атомно-абсорбционном анализе, т. е. линии в спектре испускания являются очень узкими. Эффективность работы лампы с полым катодом зависит от ее конструкции и напряжения, которое подводится к электродам. Высокие напряжения и соответственно высокие значения тока приводят к увеличению интенсивности свечения. Однако это преимущество часто приводит к увеличению эффекта Доплера для линии испускания атома металла. Более того, кинетическая энергия иона инертного газа, бомбардирующего внутренние стенки полого катода, зависит от массы иона, напряжения на электродах лампы и числа соударений в единицу времени, которые происходят по мере движения иона инертного газа к катоду. Чем выше значение тока, тем больше относительное число невозбужденных атомов в облаке, вырванном в результате бомбардировки стенок полого катода ионами инертного газа. Невозбужденные атомы материала катода способны поглощать излучение, испускаемое возбужденными атомами. В результате наблюдается самоноглощение, которое уменьшает интенсивность в центре линии испускания лампы. [c.144]

Атомы и молекулы газов при нагревании или при возбуждении их электрической искрой испускают свет с определенными длинами волн. Принято считать, что свет, испускаемый атомом или молекулой в этих условиях, дает спектр испускания. Спектры испускания щелочных металлов, ртути и неона приведены на рис. 21.1. По спектрам испускания элементов, особенно металлов, можно идентифицировать эти элементы— спектроскопический химический анализ представляет собой важный метод аналитической химии. Твердое тело в нагретом состоянии испускает свет, причем распределение интенсивности в зависимости от длины волны является характерным для химического состава данного тела. Во второй половине XIX в. было открыто, что спектр испускания лучистой энергии, проникающей через небольшое отверстие из внутренней полости нагретого твердого тела, не имеет характеристических линий, а отличается равномерным распределением интенсивности излучения по длинам волн, характерным для каждой данной температуры и не зависящим от природы нагретого твердого тела. Кривые такого распределения приведены на рис. 3.19. Воспроизведенные на рисунке кривые наглядно показывают, что при низких температурах, не превышающих 4000 К, ббльшая часть лучистой энергии приходится на долю инфракрасного излучения и лишь меньшая часть — на долю видимого света с длиной волны в интервале 400—800 нм. При температуре 6000 К максимальная энергия приходится [c.63]

В окружающее пространство. В результате над ними устанавливается неопределенное повышенное давление, и полученные результаты требуют корректировки. Становится необходимым постоянный контроль давления в запаянном колене или построение калибровочного графика. Применение манометра, представленного на рис. 22а, позволяет избежать описанные выше трудности. При измерении давления в разрядных трубках, используемых для анализа газа по его спектру испускания, такой манометр обладает рядом преимуществ по сравнению с обычным ртутным манометром, имеющим скошенное колено. Двухходовый кран, который во время работы манометра обычно закрыт, дает возможность проводить по мере необходимости обезгаживание органической жидкости. Если существует опасность, что контролируемое давление может превысить максимально допустимое для прибора (величина максимально допустимого давления определяется высотой колен манометра), то двухходовый кран закрывают. В противном случае содержимое нижней дуги и-образной трубки выдавливается в верхнюю часть правого колена и операцию заполнения манометра жидкостью приходится проводить заново. [c.48]

Анализ газов по спектрам испускания [c.94]

Свет, излучаемый раскаленной нитью электролампы, вольтовой дугой, пламенем свечи и другими раскаленными добела твердыми и жидкими телами, дает спектр, который представляет сплошную полосу, состоящую из всех цветов, непрерывно переходящих друг в друга. Раскаленный же пар или газ дает линейчатый спектр. Каждый элемент имеет свой особенный линейчатый спектр например, спектр натрия состоит из желтых линий, спектр водорода в основном из оранжевых, зеленых и голубых линий. Это так называемый линейчатый спектр испускания (эмиссионный). Такие спектры используют как для качественного, так и для количественного спектрального анализа. [c.506]

Тем ве менее вращательную температуру часто измеряют по спектрам испускания молекул. В этом случае верхнее излучающее состояние имеет, как правило, время жизни, малое по сравнению с временем вращательной релаксации. Тогда для обоснования соотношения Т = Тр необходимо специальное исследование механизма возбуждения верхнего излучающего состояния. Анализ показывает, что это соотношение остается справедливым при возбуждении прямым электронным ударом из основного состояния. Такой механизм часто реализуется в разрядах с малой степенью ионизации при пониженных давлениях (тлеющий, высоко- и сверхвысокочастотный), но он не является единственно возможным даже в условиях этих разрядов [23—26]. В частности, если разряды зажигаются в смесях молекулярных газов с инертными, возможно заселение короткоживущих возбужденных состояний молекул в результате процессов пеннинговской ионизации или передачи возбуждения, которые приводят к существенному отличию заселенностей вращательных уровней от больцмановского закона с Тj = [26]. [c.118]

Несмотря на сложность спектров испускания и трудности их расшифровки, спектральный анализ имеет большие заслуги перед химией и перед наукой вообще. Благодаря этому анализу мы знаем примерный состав Солнца, планет и звезд. В 1868 г. в спектре Солнца были обнаружены линии, не отвечающие пи одному из известных веществ на Земле. Эти линии приписали новому элементу — гелию. Лишь через 27 лет гелий был найден в газах, выделяющихся при нагревании минерала клевента. Благодаря спектральному анализу были открыты элементы, встречающиеся в виде небольших примесей в минералах других элементов. Так, один из создателей спектрального анализа Р. Бунзен (другим был К. Кирхгоф) открыл цезий (1860) и рубидий (1861) в водах соляных источников. [c.139]

Исследование УФ-снектров испускания газов представляет очень большой интерес, т. к. позволяет изучать оптич. переходы в атомах и в ионах, соответствующие большим разностям энергии и недоступные для исследования другими способами, изучать процессы, происходящие в труднодоступных или сильно удаленных источниках излучения, таких, как Солнце, звезды или высокотемпературная плазма. УФ-спектры uiupoKO используются также в спектральном анализе, т. к. они содержат наиболее яркие линии большо10 числа элементов. [c.170]