Спектрометрия пламенно-эмиссионная

В пламенно-эмиссионной и атомно-абсорбционной спектрометрии в качестве атомизатора используют пламя, но по некоторым важным аспектам эти два метода различаются. [c.697]

СРАВНЕНИЕ АТОМНО-АБСОРБЦИОННОЙ И ПЛАМЕННО-ЭМИССИОННОЙ СПЕКТРОМЕТРИИ [c.697]

Из соотношения распределения Больцмана, приведенного выше, можно видеть, что легкость возбуждения находится в соответствии с различием в энергии между основным и возбужденным состоянием атома. Отсюда следует, что в большинстве случаев пламенно-эмиссионная спектрометрия более чувствительна для определения элементов, имеющих резонансные спектральные линии между 400 и 800 нм, в то время как атомно-абсорбционная спектрометрия более чувствительна для определения элементов, линии которых лежат между 200 и 300 нм. Элементы, чьи линии лежат между 300 и 400 нм (и также некоторые другие элементы), можно определять с одинаковым успехом с помощью обоих методов. На рис. 20-15, который будет обсуждаться ниже, показаны элементы, которые лучше определяются тем или другим методом. [c.697]

Атомно-эмиссионная спектрометрия (АЭС) — один из старейших методов, используемых в элементном анализе [8.1-1, 8.1-2]. Первые наблюдения испускания с использованием спиртового пламени были сделаны в начале XIX века Брюстером, Гершелем, Талботом и Фуко Талбот даже предположил, что эмиссионная спектрометрия пламени сможет заменить трудоемкие методы химического анализа . Их результаты послужили основой работы Бунзена и Кирхгофа и могут рассматриваться как действительное начало эмиссионной спектроскопии. [c.10]

Метод атомно-эмиссионной и молекулярно-эмиссионной спектрометрии пламени основан на непосредственном измерении интенсивности излучения атомов и молекул в пламени. [c.120]

Эмиссионная спектрометрия пламени повсеместно замещена пламенной атомно-абсорбционной спектрометрией. Однако некоторые недорогие системы для определения щелочных и щелочноземельных элементов все еще производят. [c.18]

Показано, что при определении натрия методом пламенной эмиссионной спектрометрии в техническом порошке хрома и продуктах его выщелачивания с использованием пламени воздух—пропан— бутан и фильтрового фотометра эмиссия хрома(1П) при 589 нм монотонно возрастает с увеличением содержания хрома в пробе 40( ]. Хром увеличивает аналитический сигнал натрия на 20—25%, поэтому при анализе хромсодержащих объектов необходимо готовить стандартные растворы на основе хрома. [c.122]

Помехи. Как было показано выше, помехи при образовании атомного пара должны быть равнозначными как в атомно-абсорбционной, так и в пламенно-эмиссионной спектрометрии. Часто утверждают, что в атомно-абсорбционной спектрометрии помехи меньше, однако такие различия в помехах наблюдаются при привычном использовании прямоточных горелок для эмиссионной спектрометрии и горелок с системой предварительного смешения для абсорбционной спектрометрии. В настоящее время в высококачественных пламенно-эмиссионных спектрометрах также установлены горелки с системой предварительного смешения. [c.698]

В почвенных экстрактах и растворах растительной золы натрий определяют методом атомно-эмиссионной спектрометрии пламени в смеси газов воздух—оксид азота(1У)—ацетилен с помощью трехканального спектрофотометра [1238]. Концентрацию натрия определяют по сравнению с фототоком контрольного раствора. [c.160]

Из изложенного ясно, что атомно-абсорбционная и пламенно-эмиссионная спектрометрии являются скорее дополняющими, чем конкурирующими методами. Более того, большинство современных атомно-абсорбционных спектрометров может одновременно обеспечивать и возможность проведения анализа с помощью пламенно-эмиссионной спектрометрии. Существуют хорошо опробованные методики определения большинства элементов одним или другим методом. В периодической таблице, изображенной на рис. 20-15, показано, какие элементы определяются методами пламенно-эмиссионной спектрометрии, а какие атомно-абсорбционной, какой из этих двух методов предпочтительнее, оптимальные длины волн для использования в каждом методе и минимальные концентрации, обнаруживаемые каждым методом. Как видно, большинство элементов можно обнаружить как пламенно-эмиссионным, так и атомно-абсорбционным методами при концентрациях от млн до млрд Высокая чувствительность, прекрасная воспроизводимость и удобство этих двух методов обусловливают их широкое применение в качестве методов элементного анализа. [c.699]

Метод эмиссионной спектрометрии пламени, кратко называемый методом эмиссии пламени, или пламенной фотометрии, основан на регистрации характерных спектров испускания при введении в пламя элементов, обладающих металлическими свойствами. Его широко применяют как удобный и быстрый метод определения микроколичеств металлов в растворах. Однако и неметаллы, в том числе бром, тоже можно определить с помощью пламенной фотометрии, но косвенными методами. [c.149]

Примером неорганического флуориметрического определения является массовый клинический метод измерения иона магния в сыворотке крови, в моче, после того как он образует комплекс с 8-оксихинолином. Эта методика заключается в добавлении пробы сыворотки крови или мочи к забуференному раствору (pH = 6,5) 8-оксихинолина. Флуоресценцию полученного хелатного комплекса измеряют при 510 нм при возбуждении излучением длиной волны 380 нм. Единственным мешающим ионом является кальций, который можно удалить осаждением с оксалатом калия. Результаты сравнимы с теми, что получаются методами атомной абсорбции и пламенной эмиссионной спектрометрии. [c.664]

Рис. 20-6. Схема простого пламенного эмиссионного спектрометра

В гл. 18 было показано (см. с. 611), что испускание, поглощение и люминесценция значительно отличаются. Однако в пламенно-эмиссионной, атомно-абсорбционной и атомно-флуоресцентной пламенной спектрометрии состояние химической пробы является одним и тем же, а именно — свободные атомы в пламени. Для того чтобы успешно применять эти методы анализа, образование свободных атомов в пламени должно быть эффективным, воспроизводимым и предсказуемым. Образование свободных атомов в пламени является чрезвычайно сложным процессом, зависящим от ряда факторов, которые необходимо тщательно контролировать. [c.680]

ПЛАМЕННО-ЭМИССИОННАЯ СПЕКТРОМЕТРИЯ [c.687]

Каждая спектральная линия лампы с полым катодом имеет чрезвычайно узкую ширину полосы, поэтому спектральные помехи в атомно-абсорбционной спектрометрии — явление менее частое, чем в атом-но-эмиссионной спектрометрии. В пламенно-эмиссионной спектрометрии отделение необходимой частоты осуществляется монохроматором, но он [c.696]

По оборудованию пламенно-эмиссионная спектрометрия является простейшим из пламенных спектрометрических методов. В пламенно-эмиссионной спектрометрии преобразователем химического входного сигнала в выходной сигнал в виде электромагнитного излучения является само пламя. Этот факт становится ясным, если сравнить принципиальную схему спектрохимического прибора (см. с. 617) со схематическим изображением типичного пламенно-эмиссионного спектрометра, показанного на рис. 20-6. В спектрометре образующиеся в пламени атомы возбуждаются с последующим испусканием характеристического излучения. Это излучение, которое может быть использовано как для количественного, так и для качественного анализа, фокусируется простой линзой на селектор частоты (светофильтр или монохроматор). Выделенное излучение далее детектируется и преобразуется в электрический сигнал с помощью подходящего фотодетектора, например фотоумножителя. Полученный электрический сигнал, который пропорционален [c.687]

В методе атомно-эмиссионной спектрометрии пламени используют два класса приборов пламенные фотометры и пламенные спектрофотометры. В табл. 7.9 указаны возможные принципиаль- [c.124]

Возбуждение и испускание (эмиссия). Для получения наиболее высокой чувствительности в пламенно-эмиссионной спектрометрии температура пламени должна быть чрезвычайно высокой. Это можно понять из уравнения распределения Больцмана [c.688]

Во второй половине XIX века работы Грукса, Райха и Рихтера, Янсена, Чемпиона, Пелле и Гренье подтвердили растущий интерес к спектроскопии пламени. В 1877 г. Ги сконструировал пневматический распылитель для контроля за количеством пробы, вводимой в пламя, и показал, что интенсивность излучения пропорциональна количеству пробы. Началом спектроскопии в ее современном виде можно считать работу Ландергарда 1928 г. Он использовал пламя ацетилен-воздух и пневматический распылитель и смог построить градуировочные графики для количественного анализа. Первый коммерчески доступный пламенный эмиссионный спектрометр был выпущен Сименсом и Цейсом в середине 1930-х. В 1955 г. вышла в свет первая монография на эту тему — Фотометрия пламени , написанная Рамиресом Муньосом. Пламенная фотометрия все еще изменяется, хотя с начала 1960-х широко используют новые источники излучения, такие, как плазма. [c.10]

Другой сложностью, которая может возникнуть в пламенно-эмиссионной спектрометрии, являются спектральные помехи, как уже было показано ранее (см. с. 686). Несколько элементов обладают эмиссионными линиями, расположенными на расстоянии долей ангстрема друг от друга, поэтому иногда одновременно может быть измерен сигнал, [c.692]

Спектральные помехи. По причинам, которые будут объяснены ниже, спектральные помехи более характерны для пламенно-эмиссионной спектрометрии, чем для атомно-абсорбционной и атомно-флуоресцентной пламенной спектрометрии. С одной из спектральных помех сталкиваются при пламенно-эмиссионном определении бария в присутствии больших количеств кальция. Наиболее чувствительная эмисси- [c.686]

Чувствительность. В течение многих лет длилась дискуссия на тему, какой из методов (атомно-абсорбционная спектрометрия или пла-менно-эмиссионная, спектрометрия) лучше для элементного анализа. Сейчас признано, что в большинстве случаев эти методы не являются конкурирующими, а взаимно дополняют друг друга. Элементы, которые лучше всего определяются с помощью пламенно-эмиссионной спектрометрии, обычно не являются теми же самыми, которые преимущественно определяются атомно-абсорбционным методом справедливо и обратное. Причина такого различия довольно проста. [c.697]

Мощность атомной флуоресценции прямо пропорциональна квантовому выходу флуоресценции, поэтому состав пламени имеет в данном случае гораздо большее значение, чем в атомно-абсорбционной или в пламенно-эмиссионной спектрометрии. Пламена, в которых в качестве горючего используют ацетилен, являются эффективными для атомизации проб, но не обеспечивают высокого квантового выхода флуорес ценции. Это связано с тем, что радикалы и молекулярные частицы, присутствующие в пламени, являются эффективными тушителями возбужденных атомов, что приводит к уменьшению мощности флуоресценции. Поэтому гораздо более высокие квантовые выходы флуоресценции обеспечивают пламена с водородом в качестве горючего, хотя они и дают недостаточную эффективность переведения вещества в атомный пар. Найдено, что чрезвычайно высокие квантовые выходы флуоресценции обеспечивает пламя водород — аргон — воздух, что является причиной получения очень низких пределов обнаружения элементов при использовании такого пламени. Однако следует отметить, что противоречие между эффективностью перевода в атомный пар растворенного вещества и квантовым выходом флуоресценции все еще является одним из самых важных факторов, ограничивающих применение атомно-флуоресцентной спектрометрии. [c.702]

Применение пламенно-эмиссионной спектрометрии. Пламенно-эмиссионная спектрометрия широко используется для определения концентраций натрия, калия, кальция и магния в клинических пробах. Удобство, правильность, чувствительность и скорость этого метода делают его пригодным для серийных анализов. Для проведения анализа, если в пробе присутствует значительное количество белка, ее сначала надо обработать азотной или хлорной кислотой (например, сыворотку крови). Затем добавляют освобождающий агент (лантан) и подавитель ионизации (литий), а раствор разбавляют до нужного объема высокочистой деионизованной водой. Многие биологические жидкости содержат значительное количество фосфатов, поэтому необходимо использовать освобождающие агенты. И, наконец, приготовленные растворы пробы анализируют с помощью пламепио-эмиссионного спектрометра, например пламенного фотометра, имеющего отдельные каналы (детекторы) или сменные светофильтры для каждого определяемого элемента. [c.693]

Качественный и количественный анализ. Для качественного анализа лучше использовать метод пламенно-эмиссионной, а не атомно-абсорбционной спектрометрии. Качественный анализ нламенно-эмиссион-ным методом требует простого сканирования всего эмиссионного спектра пламени, в то время как в атомно-абсорбционной спектрометрии необходимо применять разные лампы с полым катодом для обнаружения каждого элемента. Конечно, качественный анализ атомно-абсорбцион-ным методом возможен, если использовать первичный источник сплошного спектра, но затем, если хотят получить одинаковую чувствительность, необходимо применять монохроматор, имеющий чрезвычайно узкую полосу пропускания. [c.698]

Полярография Колориметрия Спектрометрия пламени Эмиссионная спектрометрия Люминесцентный анализ Масс-спектромстрия [c.34]

Рис. 5.3. Гистограммы распределения сигналов при определении натрия методом пламенной эмиссионной спектрометрии (пламенный < )отометр ГЬАРЫО-4) а — средняя чувствительность прибора б — предельная чувствительность к — частота появления сигнала при /7 - 50)

Атомно-флуоресцеитная пламенная спектрометрия является самым новым пламенным спектрометрическим методом анализа. Хотя флуоресценцию атомов металлов впервые наблюдал Р. В. Вуд в 1890-х годах, но только в 1964 г. проф. Дж. Д. Вайнфорднер с сотр. использовал атомную флуоресценцию в качестве метода анализа. В результате многих исследований было показано, что атомно-флуоресцентная пламенная спектрометрия по чувствительности, воспроизводимости и удобству работы должна быть конкурентиоспособной с атомно-абсорбционным и пламенно-эмиссионным методами. В настоящее время атомно-флуо- [c.701]

Калибровочные графики в пламенно-эмиссионном методе. Количественный анализ с помощью пламенно-эмиссионной спектрометрии обычно проводят, используя серии рабочих, или калибровочных, графиков для каждого определяемого элемента отдельно. На рис. 20-7 в качестве примера показан калибровочный график для определения калия. Как следует из предыдущего уравнения и из гл. 18, зависимость между общей мощностью испускаемого излучения (или величиной сигнала регистрирующего устройства) и кон-центрациер раствора линейна вплоть до относительно высоких концентраций — в данном случае приблизительно до 85 млн (по массе) иона калия. Выше этой концентрации кривая изгибается к оси концентраций в связи с явлением, известным как самопоглоще-ние. Самопоглощением называется поглощение испускаемого излучения более холодными атомами вблизи края пламени другими словами, атомы вблизи центра пламени, будучи более горячими, испускают излучение, которое может поглощаться атомами того же элемента, находящимися у края пламени. Этот эффект наиболее значителен при высоких концентрациях атомов в пламени. Действительно, теоретически можно показать, что при низкой концентрации зависимость между мощностью излучения и концентрацией линейна, а при более высоких концентрациях мощность испускаемого излучения возрастает пропорционально только квадратному корню концентрации. Так же, как и в случае отклонений от закона Бера, самоноглощение при высоких концентрациях не мешает проведению количественного анализа с помощью пламенно-эмиссионной спектрометрии, если воспользоваться калибровочным графике , , например таким, какой показан иа рисунке 20-7. [c.689]

Для ряда элементов безэлектродные лампы являются лучшими источниками резонансного излучения. Например, для Аз эти лампы дают двукратное улучшение чувствительности измерений и, соответственно, снижение предела обнаружения почти на порядок по сравнению с ЛПК. Для КЬ и Сз они впервые обеспечили предел обнаружения этих элементов методом ААС, не уступающий методу пламенно-эмиссионной спектрометрии. Определение Р вообще стало возможным только с применением безэлектродных ламп. В настоящее время безэлектродные лампы выпускаются для всех летучих элементов и очень удачно дополняют комплект ЛПК, так как последьше именно для этих элементов [c.828]

Для детектирования в ПА используют самые разнообразные оптические (спектрофотометрия, флуоресценция, пламенная атомноабсорбционная спектрометрия, атомно-эмиссионная спектрометрия с индуктивно связанной плазмой) и электрохимические (амперометрия, иономстрия и инверсионная вольтамперометрия) методы анализа. ПА не накладывает каких-либо принципиальных ограничений на выбор метода детектирования. К идеальному детектору в ПА предъявляются следующие требования быстродействие (время отклика не более 5 с) низкий шум и высокая чувствительность воспроизводимость и стабильность отклика [c.417]

Фактически это уравнение утверждает, что общая мощность Рт, излучаемая атомами в пламени, равна энергии каждого перехода [кмо), умноженной на число переходов, которые происходят за 1 с (Л/ т т). Из этого выражения следует, что можно было бы провести количественный анализ частиц с помощью пламенно-эмиссионной спектрометрии и что детектируемое излучение может быть связано непосредственно с концентрацией определенного элемента. К сожалению, это не так. Связать количество детектируемого излучения с концентрацией атомов в пламени еще возможно, но связать одну из-этих величин с концентрацией элемента в рартворе пробы очень трудно. Неколичественный выход свободных атомов делает прямое количественное определение с помощью пламенно-эмиссионной спектрометрии невозможным. [c.688]

Для проведения качественного анализа с помощью пламенноэмиссионной спектрометрии в качестве селектора частоты используют монохроматор. При работе монохроматор сканирует исследуемую область длин волн, и эмиссионные линии, характерные для каждого элемента, появляются в виде пиков на фоне, создаваемом самим пламенем. Измеряя длины волн, соответствующие эмиссионным пикам, можно проводить идентификацию присутствующих элементов на основании литературных данных или таблиц (например, подобных приведенной на рис. 20-15). Пламенно-эмиссионный спектр пробы, содержащей натрий, магний и кальций, показан на рис. 20-8. Хотя концентрация каждого элемента в растворе была одинаковой, линии, относящиеся к каждому элементу, отличаются по интенсивности и по длине волны. Простота такого линейчатого спектра обычно делает крайне несложным качественный анализ с помощью пламенно-эмиссионной спектрометрии, хотя и могут возникнуть трудности в связи с собственной эмиссией пламени. [c.690]

Пламенно-эмиссионная спектрометрия является ценным методом и для определения ионов металлов в сточных водах, и для измерения жесткости воды. В этих случаях часто необходимо провести качественный анализ — снять предварительный спектр с помощью пламенноэмиссионного спектрометра с монохроматором. Из полученного спектра устанавливают, какие элементы присутствуют в пробе, и выбираюч подходящие эмиссионные линии для количественного анализа. После приготовления стандартов и построения калибровочного графика проводят количественный анализ неизвестной пробы. [c.693]

Монохроматор. Обычно селектор частоты в атомно-абсорбционной спектрометрии проще, чем используемый в пламенно-эмиссионной спектрометрии. Обнаруживаемый Е тервал длин волн в атомно- 5сорбционной спектрометрии в первую очередь определяется источником — лампой с полым катодом, а не монохроматором. Последний служит главным образом для уменьшения собственной эмиссии пламени и для удаления посторонних линий, испускаемых заполняющим лампу инертным газом. Обычно применяют монохроматор с полосой пропускания в 0,5 А, что вполне достаточно для устранения значительной нелинейности калибровочного графика (отклонение от закона Бера) вследствие собственной эмиссии пламени. [c.696]

Ранее утверждали, что атомно-абсорбционная спектрометрия более чувствительна, чем пламенно-эмиссионная спектрометрия, для определения всех элементов. Это связано с тем, что большинство атомов любого элемента будет оставаться в основном электронном состоянии даже при техлшературах пламени, т. е. большее число атомов склонно к поглощению, нежели к эмиссии. В действительности же для многих элементов чувствительность атомно-абсорбционной спектрометрии хуже, чем пламенно-эмиссионной спектрометрии. Это объясняется главным образом необходимостью в атомно-абсорбционной спектрометрии, как и во всех абсорбционных методах, измерять небольшие различия между двумя большими сигналами (Ро и Р на рис. 20-10), что всегда выполнить труднее, чем измерить просто малый сигнал. [c.698]

Инструментальные требования. Оборудование для атомно-абсорб-ционной спектрометрии в основном является более дорогим, чем для пламенно-эмиссионной спектрометрии. Обычный атомно-абсорбционный спектрометр стоит от 3000 до 15 000 долларов, в то время как простой специализированный (клинический) прибор для пламенно-эмиссионной спектрометрии часто имеет стоимость до 2000 долларов. Разумеется, в более совершенных атомно-абсорбционных системах применяют моду- [c.699]

Рис. 20-15. Периодическая таблица элементов, на которой отмечены элементы, обнаружи1ваемые с помощью пламенно-эмиссионной и атомио-абоорбционной спектрометрии.

Как уже отмечалось, атомно-флуоресцентная пламенная спектрометрия является чрезвычайно чувствительным аналитическим методом. Некоторые пределы обнаружения элементов, приведенные в табл. 20-2, показывают, что этот метод для количественного определения многих элементов более чувствителен, чем атомно-абсорбционная и пламенно-эмиссионная спектрометрия (см. рис. 20-15, с. 700). Такая высокая ч в-ствительность является результатом совмещения в этом методе преимуществ, присущих атомно-абсорбционной и пламенно-эмиссионной спектрометрии. Атомная флуоресценция, подобно атомной эмиссии, обнаруживается путем измерения искомого излучения относительно низкого фонового излучения. Однако подобно атомной абсорбции, атомная флоуресценция основывается не только на энергии пламени для возбуждения атомов, а использует более мощный дополнительный источник возбуждения. [c.703]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология