Спектроскопия искровая эмиссионная

Рис. 120. Чувствительность различных методов определения следов л) 1 — пламенная фотометрия 2 — абсорбционная спектрофото-метрия 3 — атомная абсорбция 4 — флуоресценция б) 1-масс-спектроскопия с искровым источником 2 — активационный анализ эмиссионный спектральный анализ 3 — метод медной искры 4 — метод графитовой искры 5 — метод дуги постоянного тока

Предлагаемое практическое руководство обобщает опыт преподавания физических и физико-химических методов анализа, накопленный на кафедре аналитической химии Московского государственного университета. Руководство включает два больших раздела— спектроскопические и электрохимические методы. В спектроскопические методы включены методы эмиссионной фотометрии пламени, атомно-абсорбционной спектроскопии пламени, абсорбционной молекулярной спектроскопии и люминесцентный в электрохимические — потенциометрический (в том числе с использованием ионоселективных электродов), кулонометрический, полярографический и амперометрический методы. Наряду с перечисленными методами в современных аналитических ла- бораториях используют и другие методы атомно-флуоресцентный анализ, рентгеновские методы, искровую и лазерную масс-спектрометрию, радиоспектроскопические, ядерно-физические и радиохимические методы, однако ограниченное число учебных часов не позволяет включить их в данное руководство. Изучение этих курсов предусмотрено [c.3]

Эмиссионная спектроскопия, нашедшая широкое применение в-атомной спектроскопии, для изучения молекул используется реже. Эмиссионные спектры возникают путем возбуждения электронов в атомах или молекулах при сообщении им избыточной энергии извне и последующего возвращения их в основное состояние с испусканием квантов энергии в виде излучения строго определенных частот. Для перевода вещества в возбужденное состояние нередко применяют пламя горелки, дуговой или искровой разряд. Однако нри этом многие химические связи в молекулах разрываются и наблюдаемый эмиссионный спектр представляет собой спектр продуктов диссоциации — радикалов, атомов и ионов. В то же время именно это делает метод эмиссионной спектроскопии одним из плодотворных экспериментальных приемов для изучения радикалов, играющих решающую роль в протекании многих цепных реакций. Эмиссионные спектры используются также для изучения электронных оболочек атомов, свойств среды, образованной совокупностью атомов, получения некоторых сведений о состоянии ядер атомов, а также для целей качественного и количественного атомного спектрального анализа. [c.157]

Ранние исследования искры и дуги были выполнены Уитстоном в 1834 г. Примерно в 1850 г. искру стали получать, используя индукционную катушку Румкорфа. Дуговой и искровой разряды для эмиссионной спектроскопии применяли с 1920-х с их помощью стало возможным определять большинство элементов периодической таблицы в твердой пробе, т. е. было преодолено одно из ограничений спектроскопии пламени. Детектирование проводили при помощи фотопластинок. Позднее их заменили фотоумножителями. Коммерчески доступные приборы выпущены в конце второй мировой войны, а первый современный спектрометр прямой регистрации был выпущен в конце 1940-х. Следует отметить, что несмотря на значительную модернизацию различных приборов, основной принцип прямой регистрации не менялся вплоть до недавнего вьшуска многоканальных детекторов. [c.10]

Химические свойства циркония и гафния настолько близки, что эти металлы определяют обычно вместе как цирконий , если не используют физические методы, например дуговую или искровую эмиссионную спектроскопию. Однако недавно было предложено раздельно определять цирконий и гафний при помощи ксиленолового оранжевого или метилтимолового синего после спектрофотометрического измерения в кислой среде суммы комплексов гафния и циркония для маскирования циркония добавляют перекись водорода [48]. Разработан аналитический метод разделения циркония и гафния в виде их сульфатных комплексов на анионообменной смоле [49] . [c.371]

Если поверхность твердого тела облучать сфокусированным в точку пучком света от мощного лазера, тепловая энергия, вызванная поглощением света, будет переводить в пар часть твердого вещества. С помощью атомно-абсорбционного спектрофотометра можно измерить концентрацию металла в факеле, возникающем на поверхности металла под лучом лазера. Этот способ щироко используют в эмиссионной спектроскопии. В этом случае применяют два дополнительных электрода, между которыми происходит искровой разряд, возбуждающий эмиссию паров. Для атомной абсорбции эти электроды не нужны, так как объектом измерения является сам атомный пар. [c.45]

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]

Эмиссионная спектроскопия, использующая электрическую дугу или искровой разряд, — мощное средство, позволяющее обнаружить до 70 элементов при кратковременном возбуждении нескольких миллиграммов анализируемого образца. Для целей качественного анализа этот вид спектроскопии не имеет равных. Для анализа практически не требуется предварительной обработки образца метод высокоспецифичен, предел обнаружения лежит в интервале 10 —10 %. [c.189]

Другим важным приемом, которым пользуются в аналитической химии для перевода элементов в какое-либо определенное состояние, является разложение веществ в плазме высокотемпературного пламени в плазме вольтовой дуги или в плазме искрового разряда. В этом случае химические соединения при соответствующем подборе температуры плазмы почти полностью диссоциируют до свободных атомов. Используя оптические свойства элементов в атомарном состоянии, можно производить качественный и количественный анализ. На этом принципе основаны эмиссионный спектральный анализ (регистрируется интенсивность излучения в пределах той или иной спектральной линии) и атомная абсорбционная спектроскопия, включающая и пламенную фотометрию (определяется степень поглощения монохроматического излучения при прохождении луча через плазму). [c.7]

Значительно более точные результаты получают по методам пламенной фотометрии и эмиссионной спектроскопии. При выполнении определения по первому методу навеску масла помещают в зону действия искрового разряда высокого напряжения, в результате чего различные элементы испускают световые волны с характерной для каждого из них длиной. Более усовершенствованные методы позволяют разделять волны и измерять их длину при помощи сцинтилляционных трубок. Обычный спектроскоп дает возможность качественно определять различные металлы, содержащиеся в масле, а также приближенно устанавливать их концентрацию по интенсивности линии спектра того или иного металла. Однако для выполнения количественного анализа требуется более дорогостоящее оборудование. [c.297]

Группа методов электронной УФ спектроскопии охватывает оптические спектры не только в ультрафиолетовой (УФ), но и в видимой (ВИ) и самой ближней ИК областях, связанные с переходами между различными электронными состояниями атомов и молекул. Электронные переходы атомов и связанные с ними спектры в указанных областях являются основой атомного эмиссионного и абсорбционного спектрального анализа. Высокотемпературный нагрев вещества, например, в вольтовой дуге или искровом разряде, как это делается при эмиссионном спектральном анализе, переводит образец в парообразное, обычно атомарное состояние, причем атомы химических элементов, входящих в состав вещества, возбуждаются. Излучение, возникающее при переходах атомов в основное электронное состояние, и дает линейчатый спектр, используемый для качественного и количественного элементного анализа, который, как и вся группа связанных с ним спектральных методов, здесь рассматриваться не будет. [c.294]

Со времени выхода в свет четвертого издания учебника (1975 г.) в аналитической химии определились новые пути развития. Особо следует отметить, что наряду с химическими и физикохимическими методами анализа, нашедшими широкое применение в науке и производстве, в химико-аналитических заводских и научно-исследовательских лабораториях все чаш,е проводят анализ физическими методами (эмиссионная, пламенная, атомно-абсорбционная спектроскопия, ядерный магнитный резонанс — ЯМР, искровая масс-спектрометрия, рентгеновский спектральный, флюоресцентный, радиометрические и др.), позволяющие устанавливать с достаточной точностью микроэлементный состав разнообразных природных веществ, а также технических материалов, применяемых в атомной, полупроводниковой и лазерной технике (особо чистых веществ, катализаторов, монокристаллов и др.). Причем в некоторых случаях, например методами масс-спектрометрии возможно регистрировать в течение одного эксперимента 70—75 основных и примесных элементов в образце анализируемого вещества массой в несколько миллиграммов. [c.9]

Принцип работы такого прибора легко понять из рис. 2.2, на котором схематически изображен аналогичный прибор. Основными его частями являются лазер с модулятором добротности, микроскоп для юстировки образца и фокусировки излучения на его поверхности, а также система электродов для вспомогательного поперечного искрового возбуждения. Источники питания лазера и искрового разрядника не показаны. Приборы такого типа первоначально были разработаны для эмиссионной спектроскопии, в которой лазерное излучение служило источником тепла для испарения и возбуждения паров исследуемого образца при проведении локального анализа и микроанализа. В данном случае последний тип анализа сводится к локальному анализу, поскольку микропробу можно проанализировать только тогда, когда она либо уже сконцентрирована, либо ее можно сконцентрировать локально. [c.63]

Из описанных в предыдущей главе методов анализа наибольшее применение нашли спектральные методы — эмиссионный дуговой (искровой) и пламенно-фотометрический. В последнее время находит возрастающее применение атомно-абсорбционная спектроскопия. Сравнительно редко используют фотометрические и флуориметрические методы, для которых необходимо предварительное отделение лития от других элементов, кроме щелочных металлов. Весовые и объемные методы, ранее широко применявшиеся в анализе литиевых руд и продуктов переработки, а также в анализе различных промышленных объектов, в настоящее время используют редко в связи с длительностью анализа, связанной с необходимостью предварительного выделения щелочных металлов. [c.133]

В реактивах квалификации чда и <хч определяют примерно 5—10 примесей. В реактивах квалификации осч иногда определяют 20—40 примесей. В этом случае для решения поставленной задачи целесообразно использовать такие информативные методы анализа, как искровая масс-спектрометрия в сочетании с эмиссионной спектроскопией. [c.10]

Определение углерода возможно прямыми методами и методами с разложением образца. При прямом анализе углерод в пробе определяют без какой-либо подготовки одним из методов искровой масс-спектрометрии [3], эмиссионной спектроскопии [4], активации углерода заряженными частицами [5], активации углерода тормозным у-излучением [6], оптической ИК-спектроскопии [7]. Следует, однако, отметить, что ни один из указанных методов не получил широкого распространения из-за сложности применяемой аппаратуры и малой универсальности. Кроме того, эти методы не дают заметных преимуществ в чувствительности и точности определения углерода по сравнению с методами, связанными с разложением, образца. Вместе с тем применение таких методов иногда необходимо, например при анализе натрия, используемом в качестве теплоносителя в реакторах на быстрых нейтронах [6]. [c.217]

Еще более интересные выводы сделаны в работе [302] на основании сравнения результатов анализа 70 проб масел с различным содержанием продуктов износа методами искровой эмиссионной спектроскопии с вращающимся электродом и прямой пламенной атомно-абсорбционной спектроскопии. Во всех образцах эмиссионным методом получено примерно в 2 раза больщее содержание металлов. Когда пробы озоляли и анализировали атомно-абсорбционным методом раствор золы в хлороводородной кислоте,. результаты лишь на 10% были больше, чем при прямом анализе. Таким образом, столь значительные расхождения результатов эмиссионного и абсорбционного методов не связаны с размерами частиц износа. [c.207]

Иарли изучалась возможность определения азота в нефтяных коксах (сырых и прокаленных) с использованием эмиссионной спектроскопии. В литературе описаны методы определения азота в металлах и сплавах с применением различных режимов искрового источника возбуждения. Применение иск-РОЕОГО источника для получения атомного спектра азота при анализе нефтяных коксов не привело к положительным результатам. Исследование различных линий в видимой и инфракрасной области спектра при различных способах введения образца в разряд, создание контролируемой аргоновой атмосферы позволили получить нижний предел обнаружения азота около 0,3%, что совершенно недостаточно для прокаленных коксов. [c.134]

Спектры по способу их получения разделяются на эмиссионные и абсорбционные. Эмиссионные спектры связаны с электронными переходами возбужденных атомов с верхних орбиталей на нижние. Возбуждение атомов может осуществляться с помощью пламени (пламенная спектрофотометрия), электрической дуги или искрового разряда (атомно-эмисси-онная спектрометрия) или низкотемпературной плазмы (плазменная спектроскопия). [c.16]

Сейчас аналитик стоит перед другой проблемой — каким спектральным методом воспользоваться для рещения данной конкретной задачи. Пятнадцать лет назад для анализа нефтепродуктов использовали лишь эмиссионные методы с дуговым и искровым источниками света. Атомно-абсорбционные методы еще завоевывали признание, а высокочастотная плазменная спектроскопия только разрабатывалась. В настоящее время эти новые методы во многих областях аналитической практики потеснили ставшие уже классическими эмиссионные методы анализа. В Советском Союзе издан ряд книг, посвященных эмиссионному [1—19] и атомйо-абсорбционному [15, 18, 20—23] методам анализа металлов, руд, минералов, объектов биосферы, чистых веществ. Эмиссиоиные методы анализа нефтепродуктов в обо1бщенном виде освещены лишь в одной книге [24], а атомно-абсорбционные методы —в одном обзоре [25]. [c.5]

Даниэльсон и Сундквист [38] предложили новый метод в эмиссионной спектроскопии, основанный на применении ленточного аппарата в сочеташ1и с ионным обменом. В обычных спектральных методах непостоянство условий неблагоприятно влияет на результаты анализа. В ленточном аппарате [37, 38] проба в порошкообразной форме непрерывно наносится на липкую ленту, движущуюся через искровой промежуток с такой скоростью, что каждая искра испаряет новую порцию материала. На результаты влияют химический состав частиц и их физические свойства, но этот источник ошибок можно устранить, поглотив подлежащие определению элементы на подходящем ионите, который затем наносится на ленту. Этот метод, в течение ряда лет применявшийся для анализа металлов и руд, во многих отношениях превосходит обычные методы эмиссионной спектроскопии. [c.267]

Мастер демонстрирует последовательность операций при проведении анализа методом эмиссионной спектроскопии. В качестве примера можно провести определение примесей в алюминиевом сплаве. Заранее подготавливают образец анализируемого сплава, три эталонных образца алюминиевого сплава, содержащих определенные количества примесей — магния, меди, железа, марганца, и образец железа, служащий стандартом. Всем образцам придают форму электрода. Вставляют в спектрограф кассету с фотопластинкой и открьшают крьппку кассеты. В держатель электродов искрового генератора поочередно вставляют подготовленные образцы и снимают спектры в стандартных условиях возбуждения. Перед снятием каждого спектра сдвигают кассету с фотопластинкой. Проявленную пластинку с изображением всех спектров вставляют в спектропроектор, находят на экране линии, соответствующие примесям, с помощью микрофотометра оценивают их почернение в сравнении с эталоном и рассчитьшают их содержание в анализируемом образце. [c.213]

Первые применения эмиссионного спектрального анализа обычно относят к 1859 г., когда Кирхгоф и Бунзен [51, 52] опубликовали совместную работу по обнаружению щелочных металлов с помощью спектроскопа. Откры тие спектрального анализа было подготовлено классическими исследованиями Ньютона, Волластона, Фраунгофера и других ученых. Известны были также факты, указывающие на характеристичность излучения ряда веществ. Тальбот [76] еще в 1826 г. производил эксперименты с окрашенными пламенами, Алтер [36, 84] в 1854 г. предложил признаки для определения некоторых металлов по их искровым спектрам, однако работы Кирхгофа и Бунзена, имевшие спектроаналитическую направленность и описывающие рациональную аппаратуру, получили более широкую известность. После этих работ спектроскоп стал успешно применяться для обнаружения химических элементов в различных веществах [49]. [c.10]

Открытие спектрального анализа было подготовлено классическими исследованиями Ньютона, Волластона, Фраунгофера и других ученых. Были известны факты, указывающие на характеристичность излучения ряда веществ. Так, Тольбат еще в 1826 г. производил эксперименты с окрашенными пламенами, а Алтер в 1854 г. предложил признаки для определения некоторых металлов но их искровым спектрам. Однако годом рождения эмиссионного спектрального анализа считается 1859 г., когда немецкие физик Кирхгоф и химик Бупзеп опубликовали совместную работу но обнаружению щелочных металлов с помощью спектроскопа и установили, что атомы поглощают те же самые длины волн, что и испускают, и что каждому химическому элементу принадлежит свой, характерный для него, и только для него, линейчатый спектр, который является такой же постоянной характеристикой элемента, как, скажем, его атомный вес. Это обстоятельство и положено в основу спектрального анализа. [c.8]

Искровая масс-спектрометрия. Несмотря на то, что этот метод используется в основном для анализа следов проводящих и полу-проводящих твердых веществ, он находит также применение для анализа порошков диэлектриков и таких жидкостей, как вода. Обзор современных областей применений ИМС дан Брауном и др. [160]. С помощью ИМС можно обнаружить свыше 80 элементов концентрацией 1—10 нг/г с точностью (нижний интервал) 5— 20% при фотографической регистрации и 2—5% при электронной регистрации [161]. По широте определения этот метод можно сравнить с эмиссионной спектроскопией, но ИМС более чувстви- тельный метод, чем ЭС, однако приготовление образцов для ИМС в удобной для анализа форме связано с большими затратами времени и приводит к потере чувствительности и загрязнению. До проведения анализа возможно предварительное концентрирование. [c.632]