Источник света для атомной абсорбции

АТОМНАЯ ЭНЕРГИЯ, то же, что ядерная энергия. АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЙ АНАЛИЗ (атомно-абсорбц. спектрометрия), метод количеств, элементного анализа по атомным спектрам поглощения (абсорбции). Через слой атомных паров пробы, получаемых с помощью атомизатора (см. ниже), пропускают излучение в диапазоне 190-850 нм. В результате поглощения квантов света атомы переходят в возбужденные энергетич состояния. Этим переходам в атомных спектрах соответствуют т. наз. резонансные линии, характерные для данного элемента. Согласно закону Бугера-Ламберта-Бера (см. Абсорбционная спектроскопия), мерой концентрации элемента служит оптич. плотность A = g(l jl), где /ц и /-интенсивности излучения от источника соответственно до и после прохождения через поглощающий слой. [c.216]

При атомно-абсорбционных измерениях частота падающего света должна строго соответствовать резонансной частоте поглощения атомов. Поэтому источники непрерывного спектра здесь неприменимы. В качестве источников в атомной абсорбции применяют специальные лампы с полым катодом, изготовленным из определяемого металла. Напряжение питания таких ламп достигает 400 В, сила тока до 100 мА. Лампы с полым катодом достаточно дороги, однако при их использовании достигается абсолютная селективность. Сигнал, обусловленный собственным излучением возбужденных атомов в пламени,. можно исключить, применяя модуляцию источника излучения (налагая на катод лампы переменное напряжение). В противном случае измеренные значения оптических плотностей окажутся заниженными (рис. П1.8). [c.234]

В качестве источника света используют безэлектродную высокочастотную лампу, заполненную аргоном до давления 2 мм рт. ст. и содержаш ую красный фосфор. Абсорбция фосфора, а, следовательно, и чувствительность атомно-абсорбционных измерений по нерезонансным линиям увеличивается с ростом температуры в соответствии с законом Больцмана, определяюш им заселенность нижних уровней линий. Предел обнаружения фосфора по дуплету 213,2—213,6 нм при этих условиях определения равен 2,10 1 г, что более чем на порядок уступает пределам обнаружения, достигаемым при использовании резонансных линий. Однако при дозировании на электрод 10 мы раствора возможно определять до 2-10 % фосфора. Аналитический график нелинеен из-за различного поглош ения света линиями дуплета и близости ширины линий испускания и поглощения. [c.77]

В атомной абсорбции измеряется относительное изменение сигнала от источника света до и после его прохождения через поглощающий слой, а не абсолютное значение сигнала. Благодаря этому снижаются требования к регистрирующей аппаратуре, а также отпадает необходимость учета таких параметров, как светосила, ширина щели и дисперсия спектрального прибора, чувствительность приемника света и др. [c.827]

В настоящем разделе будут описаны основные узлы спектрофотометров, применяемых для регистрации атомной абсорбции. Подобно конструкциям спектрофотометров для абсорбционных измерений в молекулярной спектроскопии, спектрофотометры для атомно-абсорб-. ционного анализа состоят из тех же основных блоков источника света, спектрального прибора и регистрирующего устройства. [c.59]

Метод атомной абсорбции с линейчатым источником был предложен в 1955 г. главным образом А. Уолшем в Австралии. С тех пор этот метод прочно вошел в практику аналитических лабораторий практически во всем мире. Примерно двадцать пять фирм производят в настоящее время атомно-абсорбционные приборы, до конца 1974 г. их было изготовлено приблизительно 30 тыс. За период с 1955 по 1974 г. вышло в свет более 20 книг, посвященных этому методу. Общее число публикаций по атомной абсорбции превышает 4,5 тыс. Метод широко применяется в медицине, биологии, металлургии, геологии, охране окружающей среды, сельском хозяйстве. [c.70]

Составные части установки для атомной абсорбции представлены на рис. 1.3. Источник, излучающий спектр определяемого элемента, освещает пары пробы отдельная линия, используемая для наблюдения, отделяется монохроматором от соседних линий, после чего она попадает на фотодетектор. Чтобы отличить свет лампы от света той же длины волны, излучаемого пламенем, свет лампы должен модулироваться. Модуляция осуществляется или механическим прерывателем или путем питания лампы переменным током. Электронная схема фотодетектора настраивается на частоту модулированного источника таким образом, фотодетектор не реагирует на немодулированные сигналы, создаваемые пламенем. [c.12]

В системах постоянного тока излучение от пламени может вызвать ложный сигнал. В атомной абсорбции пламя должно выполнять роль нагретой ячейки для атомизации пробы. Однако на самом деле пламя является также источником излучения. Если при анализе используется система постоянного тока, фотодетектор не может отличить свет, идущий от пламени, от света лампы. Следовательно, результат анализа зависит не только от абсорбции в пламени, но и от его эмиссии, что вызывает спектральные помехи. [c.16]

Для устранения первого из упомянутых ограничений была разработана схема автоматического учета неселективных оптических помех путем одновременной регистрации абсорбционных сигналов от двух источников света — линейчатого и сплошного [26]. Эффективность этой схемы оказалась настолько высокой, что стало возможным проводить измерения атомной абсорбции на фоне 40-кратной по величине помехи. [c.267]

ЛПК — наиболее распространенный в атомной абсорбции источник света [312] —представляет собой герметичный баллон из молибденового стекла с кварцевым или увиолевым окном, пропускающим ультрафиолетовое излучение (рис. 3.2). В баллон впаяны два электрода катод в виде полого цилиндра (иногда закрытого с одной стороны) с отверстием диаметром 2—3 мм, изготовленный из металла (элемента), для определения которого предназначена лампа, и анод произвольной формы. Лампа заполнена инертным газом (аргоном или чаще неоном) под давлением около 10 Па и питается сглаженным или пульсирующим таком 5—30 мА (сила тока разряда регулируется в зависимости от материала катода и конструктивных особенностей лампы) при выходном напряжении 300—800 В. В этих [c.104]

При испытании ламп, одновременно излучающих спектры индия, кадмия и цинка, а также лампы с одновременным излучением висмута, установлено, что они могут применяться в атомно-абсорбционном анализе как трехэлементные источники света. Следует отметить, что абсорбционные линии всех указанных элементов поглощались пламенем при работе лампы в одном режиме (400—500 в). Кроме того, преимуществом В1, Сс1, 2п-лампы являлась также близость расположения наиболее чувствительных в абсорбции линий В1 223, Сс1 229 и 2п 2 4 ммк, что и создавало возможность быстро переходить от определения одного элемента к определению другого, не меняя при этом режима работы источника излучения. [c.281]

Если говорить о щелочных и щелочноземельных элементах, то их уже издавна определяют в пламени газовых горелок, используя пробу в жидком виде, т. е. растворы. Методами же атомной абсорбции в растворах можно определять до 40 элементов. В качестве источника света в этом случае используют лампы с полым катодом, дающие излучение определенного спектрального состава. Лампу выбирают с катодом, наиболее подходящим для определения заданного элемента. Однако точность результатов при абсорбционном анализе несколько ниже, чем при фотометрировании пламени. [c.164]

А. ИСТОЧНИК СВЕТА ДЛЯ АТОМНОЙ АБСОРБЦИИ [c.186]

Чувствительность атомноабсорбционного анализа определяется концентрацией элемента, вызывающей поглощение света источника, равное 1 %. Предел же обнаружения элемента определяется отношением сигнала к шуму (см. гл. 1). Это относится и к двухканальным модуляционным атомноабсорбционным фотометрам, когда сигнал, обусловленный шумами пламени, мал. Путем увеличения коэффициента усиления регистрирующей схемы этих приборов можно в 5—10 раз повысить чувствительность определения (метод расширения шкалы) . Практическая чувствительность любого метода зависит от многих переменных. Тип и температура пламени, эффективность горелки-распылителя, светосила оптической системы, чувствительность приемника света, состав пробы и источник света (в методе атомной абсорбции) влияют на чувствительность анализа [68]. [c.190]

Ряд свойств горизонтального пламени органического растворителя изучен с применением высокочастотной 1п-лампы. Установлено, что чувствительность обнаружения индия в горизонтальном пламени горящего ацетона во много раз выше, чем чувствительность обнаружения при распылении водных растворов в воздушно-пропановое пламя (рис. 14). С помощью 1п-лампы было также наглядно показано, насколько большое значение в атомно-абсорбционном анализе имеет яркость источника излучения. Так, запись, представленная на рис. 15, получена при напряжении питания высокочастотного генератора 500 в при снижении величины этого напряжения интенсивность линии 1п 304 ммк начинает падать, и для поддержания сигнала, соответствующего 100%-ной пропускаемо-сти на прежнем уровне, необходимым является увеличение его усиления за счет повышения напряжения, подаваемого на ФЭУ. Начиная с того момента, когда интенсивность липни, излучаемой лампой, сравнивается с интенсивностью линии, излучаемой пламенем (при данной концентрации элемента в растворе), абсорбционный сигнал исчезает и при дальнейшем ослаблении яркости источника будет уже регистрироваться эмиссионный сигнал, уменьшенный на величину абсорбции. Пример такого соотношения абсорбционного и эмиссионного сигналов показан на рис. 15. Фототок, соответствующий излучению пламени, может быть устранен модуляцией света, излучаемого лампой, и применением усилителя, настроенного на частоту модуляции. Однако это усложняет аппаратуру и повышает ее стоимость. [c.315]

Для целей атомно-абсорбционной спектрофотометрии представляет интерес и прибор, сконструированный для измерения слабой абсорбции молекул [99]. Свет от источника непрерывного излучения делится на два пучка с помощью полупрозрачного плоского зеркала. Далее два пучка общим механическим прерывателем модулируются попеременно и подаются на один фотоумножитель. На пути одного из пучков устанавливается кювета с паром поглощающего вещества и интерференционны.м фильтром для выделения линии поглощения. Для регистрации используется фазово-чувствительный детектор и осциллограф. Описанный прибор, по утверждению авторов, настолько чувствителен, что дает четко выраженные результаты для такой слабой абсорбции, которую не в состоянии зарегистрировать большой диффракционный спектрограф. [c.42]

При анализе высокоминерализованных вод следует учитывать рассеяние света, вызываемое кальцием и магнием. В отличие от цзугих источников возбуждения в случае ИСП наличие хлорида натрия практически не влияет на пределы обнаружения большинства элементов Однако влияние матрицы в АЭС больше, чем в атомной абсорбции. [c.246]

Возбуждение флуоресценции. В качестве источников света в методе АФС используются источники сплошного спектра (напршусер, ксеноновая лампа сверхвысокого давления), а также линейчатого — лампы с полым катодом и высокочастотные безэлектродные лампы. Соотношение между шириной линии возбуждающего излучения и шириной линии поглощения в методе АФС менее критично, чем в методе атомной абсорбции. Однако и здесь желательно, чтобы контур линии излучения был несколько уже контура линии поглощения, в противном случае часть возбуждающего излучения, оказывающаяся вне контура линии поглощения, не участвует в возбуждении флуоресценции и создает лишь паразитный сигнал неселективного рассеяния света интенсивность атомной флуоресценции тем больше, чем больше интенсивность возбуждающего излучения. Речь идет о так называемом линейном режгше флуоресценции. [c.852]

Атомно-абсорбционная спектрометрия — метод атомной абсорбции. Ои основан на измерении поглощения света определе([ной длины волны, излучаемого специальным источником, невозбужденными атомами определяемого элемента. Источник дает так называемое резонансное изJ[yчeниe, т. е. излучение, соответствующее переходу электронов на наинизшую орбиталь с наименьшей энергией с ближайшей к ней орбитали с более высоким уровнем энергии. Кванты света резонансной частоты переводят электроны атомов определяемого элемента в пламени в возбужденное состояние, т. е на ближайший к основному более высокий энергетический уровень. Уменьшение интенсивности света п])и прохождении его через пламя пропорционально количеству невозбужденных атомов в нем. Поэтому п )едел обнаружения в методе атомной абсорбции значительно ниже, чем у двух предыдущих методов анализа. [c.31]

Атомизации соединений натрия в пламенах. Степень атомизации соединений натрия в различных пламенах стали оценивать сравнительно недавно [200, 347, 583, 638, 694, 789, 911, 1045, 1080, 1268]. Во всех более ранних монографиях отмечали термическую нестойкость соединений натрия в пламенах [397]. В работе [1268] рассчитана концентрация атомов натрия в изолированном воздушно-ацетиленовом пламени горелки Меккера, равная 1,17-10 ат/см при следующих параметрах распылительной системы скорость подачи раствора 3,85 мл/мин, эффективность распыления 4,9 мл/мин, расход воздуха 166 см /с, ацетилена 23 см /с, воды 3,14-10 мл/с, температура пламени 2320 К, начальная концентрация натрия в растворе 10" М. Проверена концентрация свободных атомов натрия с использованием в качестве источника света сплошного излучения. Экспериментально полученные близкие значения указывают на полноту атомизации. Расхождения с результатами Ранна объяснены неучетот сверхтонкой структуры линии с линейчатым источником [1080]. Концентрацию свободных атомов определяли методом атомной абсорбции. [c.117]

Подробно обсуждено влияние органических растворителей на результаты атомно-абсорбционного анализа сточных вод [803]. Показано, что если концентрация органических растворителей много меньше 0,1 %, то нет влияния на абсорбцию натрия в интервале концентраций 0,1—5 мкг/мл. Приведены данные об определении натрия методом атомной абсорбции при применении монохроматора высокого разрешения Span 101 [870]. Пределы обнаружения натрия при использовании линейчатого источника света — лампы с полым катодом — и источника сплошного излучения — дуговой ксеноновой лампы — [c.127]

Уширение линий за счет самоноглощения и самообращения имеет особое значение в связи с источниками света, используемыми для атомной абсорбции. Атомы той же природы, что и атомы, эмиттирующие излучение, сильнее поглощают излучение в центре линии, чем на ее краях. Этот эффект может быть особенно заметен, если пар, поглощающий излучение, значительно холоднее, чем эмиттирующий. В последнем случае наблюдается провал в середине линии. [c.11]

Вопросы теоретической оценки чувствительности атомно-абсорбционных измерений в пламенах обсуждаются также в статье Вайнфорднера и Виккерса [46]. Основные выводы авторов, касающиеся соотнощения между концентрацией атомов в пламени и в распыляемом растворе и роли условий измерений на предельно регистрируемую величину абсорбции, подтверждают точку зрения, развитую в настоящей работе. Однако оценка предельной чувствительности по формулам, выведенным в [46], возможна лишь при весьма произвольных допущениях о величине флуктуаций излучения в источнике света и уровнях светового потока от источника и пламени. Приведенная нами схема теоретической оценки чувствительности, основанная на использовании в качестве предельно измеряемой величины абсорбции некоторой заранее выбранной величины оптической плотности, менее строга, но зато более проста и наглядна, так как позволяет сравнить результаты расчета с экспериментом (см. также 41). [c.242]

В 1955 г. работы А. Уолша [21] дали толчок развитию нового направления пламенной фотометрии — атомно-абсорбционпо-спек-трофотометрического метода анализа. В основе этого метода, как эмиссионного, лежит распыление анализируемого раствора в пламя в виде аэрозоля, по измерению подлежит не интенсивность излучения определяемого элемента, а степень поглощения атомами исследуемого элемента излучения стандартного источника света. Атомы в основном состоянии могут поглощать излучение, обладающее дискретными значениями энергии, поэтому для наблюдения атомной абсорбции достаточно перевести определяемый элемент в атомный пар. [c.206]

Атомно-абсорбщшнной спектрофотометрии натрия посвящено большое количество работ. В одной из них изучена абсорбция паров натрия в пламени в широком интервале концентраций (до 10 000 мкг мл) и установлена полнота устранения оптических помех со стороны калия и лития при использовании модулированного источника света [1]. Показано, что литий и калий в концентрации до 5000 мкг/мл не мещают определению натрия. Градуировочный график (построенный в координатах /о—Л где /о — отсчет прибора, соответствующий неослабленному пучку света, I — отсчет при распылении в пламя раствора натрия с концентрацией С в мкг/мл) в области от 1 до 10 000 мкг/мл в начале и конце этого интервала искривлен, что объясняется, по мнению автора, зависимостью коэффициента поглощения от концентрации натрия. [c.137]

Разумеется, такая схема является весьма упрощенной и нуждается в подробной расшифровке. При этом особое внимание необходимо уделить процессам, протекающим в низкотемпературной плазме поглощающих сред и источников света, используемых для атомноабсорбционного анализа. Ввиду большой сложности этих процессов при их описании обычно приходится пользоваться упрощенными моделями. Так, рассматривая поглощение и излучение отдельных спектральных линий пламенами, а также находящимися в электротермических атомизаторах газами, можно в первом приближении считать, что эти среды термически равновесны и подчиняются закону Кирхгофа. Однако при этом необходимо учитывать специфику трактовки закона Кирхгофа для плазмы, как это сделано, например, в монографии С. С. Пеннера [12]. Для источников света, применяемых в атомной абсорбции (лампы с полыми катодами или лампы с ВЧ- [c.18]

Уолш, предложив использовать в качестве источников света газоразрядные лампы низкого давления, испускающие весьма узкие спектральные линии, нашел решение, которое во многих случаях очень близко к идеальному. При этом он воспользовался тем обстоятельством, что в спектрах некоторых типов ламп, в частности, наиболее часто применяемых в атомной абсорбции ламп с полыми катодами, присутствуют интенсивные линии элементов, входящих в состав катода. Изготовляя катод из элемента, который хотят определить (или вводя его в состав катода) получают, таким образом, в спектре лампы узкие резонансные линии, длины волн которых почти точно совпадают с центрами аналитических линий поглощения (точного совпадения не получается вследствие сдвига, обусловленного эффектом Лоренца). Это простое и изящное решение проблемы источника квазимонохроматиче-ского излучения составляет одно из главных достоинств метода Уолша. Весьма важно в практическом отношении также и то, что для выделения аналитической линии достаточно монохроматора средней дисперсии, разрешающая сила которого обеспечивает разделение линий спектра источника. При этом для измерения интенсивности аналитической линии и [c.37]

ЛПК — наиболее употребительный в атомной абсорбции источник света. Фирма Perkin — Elmer, например, изготовляют лампы для определения 66 элементов. Широкий ассортимент ЛПК выпускают и другие приборостроительные предприятия, в том числе и отечественные. Катоды ламп для определения элементов с относительно низкими температурами плавления сравнительно легко разрушаются. В этих случаях обычно применяют графитовые катоды, пропитанные солями определяемых элементов. Выпускают также многоэлементные лампы, катоды которых изготовлены из различных сплавов. [c.110]

Авторы ог.мечают, что прибор, если пользоваться в качестве источника возбуждения ла.мпой, излучающей монохроматический свет (например, газоразрядной натриевой лампой), может быть использован как абсорбционный пламенный фотометр, в котором абсорбционные вoй tвa пламени используются для оценки содержания элемента в распыляемом растворе. Главным в своей работе авторы считали применение атомной абсорбции, как средства для создания эмиссионного фильтрофотометра с высоки.м разрешением, тогда как атом-но-абсорбционный анализ ими рассматривается лишь как одно из возможных приложений предлагаемого ими фотометра. [c.103]

Применение двух монохроматоров в одном спектрофотометре дает возможность одновременно регистрировать абсорбцию двух элементов с помощью двухэлементного источника света, например цинка и кадмия с использованием 2п, Сс1-ланпы с высокочастотным возбуждением спектра. К числу других возможностей, которые дает применение двух монохроматоров, можно отнести одновременную регистрацию двух абсорбционных линий одного элемента, а также одновременную регистрацию абсорбционной линии и линии этого элемента, не поглощаемую его атомным паром. [c.176]

В продаже имеются также одно- и двухканальные приборы для атомной абсорбции. В дг ухканальных приборах свет источника разделяется на две части, одна из которых проходит через пламя в монохроматор, вторая попадает непосредственно в монохроматор, минуя пламя. Отношение интенсивности двух лучей света, нронгедших через монохроматор, слу кит мерой поглощения света определяемым элементом. [c.189]

Принципиальная новизна предложения А. Уолща (1955 г.) заключалась в том, что для измерения абсорбции в центре линии (рис. 14.41) достаточно просвечивать слой атомных паров монохроматическим пучком света с длиной волны, соответствующей центру линии, т. е. для этой цели можно использовать источники линейчатого спектра того же элемента, концентрацию которого требуется определить в поглощающем слое. [c.826]

В начале главы I была показана связь между атомной эмиссией, абсорбцией и флуоресценцией. Явление атомной флуоресценции было исследовано Вудом еще в начале нашего века, а Вайнфорднер [125] первым использовал его для химического анализа. Свет от интенсивного источника резонансного излучения исследуемого элемента фокусируется в пламени. Пучок флуоресцентного излучения наблюдают под углом 90° к направлению пучка света от источника и пропускают через монохроматор к фотоприемнику. Теоретически этот сигнал пропорционален концентрации атомов элемента в пламени. Чтобы отличить сигнал флуоресценции от излучения той же длины волны, вызванного термическим возбуждением атомов в пламени, свет источника модулируется, и электронная схема детектора настраивается на частоту модуляции. Необходимо также отличать сигнал флуоресценции от света, который рассеивается пламенем. В некоторых случаях это осуществляется путем освещения пламени светом такой длины волны, которая возбуждает атомы до более высокого энергетического уровня, и наблюдением флуоресценции на другой длине волны, излучаемой возбужденными атомами при переходе на метастабильные уровни. [c.51]

Изотопный анализ урана. Для определения содержания изотопов и Голеб [9, 29] использовал обе разновидности атомно-абсорбционного метода анализа изотопного состава измерение абсорбции света от одно-изотопных источников при прохождении через поглощающий слой анализируемого образца и измерение эмиссии анализируемого образца, прошедшей через од-ноизотопный фильтр. [c.344]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология