Спектральный метод определения температур пламен

Пламенная фотометрия — один из методов атомно-эмиссионного спектрального анализа. Этот метод состоит в том, что анализируемый образец переводят в раствор, который затем с помощью распылителя превращается в аэрозоль и подается в пламя горелки. Растворитель испаряется, а элементы, возбуждаясь, излучают спектр. Анализируемая спектральная линия выделяется с помощью прибора — монохроматора или светофильтра, а интенсивность ее свечения измеряется фотоэлементом. Пламя выгодно отличается от электрических источников света тем, что поступающие из баллона газ-топливо и газ-окислитель дают очень стабильное, равномерно горящее пламя. Из-за невысокой температуры в пламени возбуждаются элементы с низкими потенциалами возбуждения в первую очередь щелочные элементы, для определения которых практически нет экспрессных химических методов, а также щелочно-земельные и другие элементы. Всего этим методом определяют более 70 элементов. Использование индукционного высокочастотного разряда и дуговой плазменной горелки плазмотрона позволяет определять элементы с высоким потенциалом ионизации, а также элементы, образующие термостойкие оксиды, для возбуждения которых пламя малопригодно. [c.647]

Интенсивность спектральной линии при постоянных условиях пропорциональна количеству введенных в пламя атомов элемента или концентрации соли металла в анализируемом растворе. Однако в реальных случаях эта зависимость может нарушаться вследствие протекания в пламени процессов самопоглощения, ионизации и образования термически устойчивых соединений. На рис. 1.13 представлена зависимость интенсивности спектральной линии от концентрации элемента в растворе. При средних содержаниях определяемого элемента в растворе эта зависимость линейна. Для больших содержаний сказывается влияние самопоглощения эмиссии атомов в плазме и в этом случае интенсивность излучения спектральной линии пропорциональна корню квадратному, из концентрации элемента в растворе. При очень низких концентрациях элемента и высокой температуре плазмы проявляется процесс ионизации его атомов и интенсивность излучения спектральной линии пропорциональна квадрату концентрации. В обоих случаях градуировочный график искривляется. Кроме процессов, указанных выше, на ход графика влияет ряд других факторов, поэтому определение элементов в методе фотометрии пламени проводят с использованием серии растворов сравнения. Они должны содержать все вещества, входящие в состав исследуемого раствора, и фотометрироваться в одинаковых с ним условиях. [c.37]

Пламя как источник света для эмиссионного спектрального анализа, еще десять лет назад использовавшееся для определения лишь щелочных металлов, в настоящее время превратилось в один из наиболее эффективных источников при анализе растворов. Одним из существенных преимуществ метода фотометрии пламени является использование эталонных растворов, приготовление которых значительно проще, чем эталонов металлов, сплавов и порошков. Пламя дает также значительные преимущества по сравнению с электрическими источниками в воспроизводимости результатов определений, позволяя снизить случайную ошибку измерения абсолютной интенсивности спектральных линий до десятых долей процента при оптимальном выборе параметров, определяющих режим работы горелки и распылителя. Это позволяет вести количественный анализ по измерению абсолютной интенсивности линий методом пламенной фотометрии точнее, чем при использовании электрических источников света, даже если в последнем случае анализ ведут по относительной интенсивности линий с использованием внутреннего стандарта. Отрицательным свойством пламени, однако, является малая чувствительность определения трудновозбудимых элементов, связанная с относительной низкой температурой (3000—3500° С). Несмотря на это, возможно определение фосфора пламенно-фотометрическим методом с чувствительностью 5—10 мкг мл [206, 207, 337, 567, 643, 992, 1027, 1059, 1097, 1110]. [c.78]

Предполагая, что в пламени существует локальное термодинамическое равновесие (ЛТР), зная состав топлива и окислителя, а также их соотношения, можно рассчитать температуру пламени. Существуют различные экспериментальные методы определения температуры пламени. Например, хорошо известным методом является метод обращения спектральных линий атома натрия, в котором пламя, содержащее следы натрия, просвечивается источником излучения с известной температурой. Линии натрия в спектре пламени будут видны на фоне спектра источника излучения как линии испускания, если температура источника ниже температуры пламени, -и как линии поглощения, если температура источника выше температуры пламени. При равенстве температур интенсивность линий натрия не будет отличаться от интенсивности источника излучения с известной температурой. [c.56]

Наиболее распространенным методом определения температуры пламени является метод обращения спектральных линий. Суть его состоит в следующем в пламя добавляется элемент, [c.233]

Для определения температуры пламени спектральным путем существует несколько методов, из которых рассмотрим лишь наиболее распространенный — метод обращения. При определении температуры этим методом наблюдают в спектроскоп исследуемое пламя, в которое вводится в небольшом количестве соединение элемента, дающего линейчатый спектр (обычно соль натрия), и одновременно пропускают через пламя свет накаленного черного тела (нить электрической лампы накаливания или положительный кратер электрода угольной дуги), дающего непрерывный спектр (рис. 6). Теоретически можно показать что наблюдаемая линия будет казаться более яркой, чем непрерывный спектр, если температура пламени выше температуры черного тела, и, наоборот, казаться менее яркой, чем непрерывный спектр, если температура пламени ниже температуры черного [c.21]

При расчетах температуры пламен предполагается наличие в пламени равновесия по всем степеням свободы. Однако результаты определений температуры пламени спектральными методами свидетельствуют о том, что термодинамическое равновесие в пламени не полное. Наиболее часто температуры пламени измеряют методом обращения спектральной линии натрия. Если в пламя введены пары натрия, наблюдается излучение двух желтых В-линий натрия с длинами волн 5890 и 5896 А. Если излучение яркого источника проходит через [c.534]

Эта окраска пламени обусловливается тем, что вещество, внесенное в пламя горелки, термически диссоциирует при высокой температуре (2000—3000 °К) на свободные атомы, которые излучают свет, с определенным для каждого элемента набором длин волн. Цвет света зависит от длины волны. Наибольшая длина волны видимого света соответствует красному цвету, наименьшая — фиолетовому. Метод, основанный на изучении спектра паров исследуемого вещества, называют спектральным анализом. В качественном спектральном анализе суммарное излучение каждого элемента разделяется в пространстве по длинам волн в специальных оптических приборах. Полученное в них излучение источника света, разложенное по длинам волн, называют линейчатым спектром. [c.389]

По вполне понятным причинам метод обращения спектральных линий не может быть использован для определения температуры коптящего, т. е. светящегося пламени. Такие пламена являются либо диффузионными пламенами, либо пламенами очевь богатых смесей органических топлив. Строго говоря, к частицам сажи в пламени могут быть применены те же соображения, что и к проволочке, т. е. температура их несколько ниже температуры окружающего газа. Однако частицы сажи очень малы и, как было вычислено Шаком [80], разница в температуре имеет порядок только одного градуса. [c.368]

Определение индия и таллия. Ацетилепо-воздушное пламя обладает чересчур низкой температурой для того, чтобы горные породы хорошо в нем испарялись. Однако для ряда случаев оказалось возможным подобрать такие условия, в которых испарение и возбуждение происходят достаточно легко. В качестве примера приведем один из методов определения индия и таллия в сульфидных рудах и минералах. В этом методе окиси или сульфиды In и Т1, содержащиеся в породе, восстанавливаются до металла, переводятся в йодистые соединения и в таком виде попадают в пламя. Для проведения этих реакций смесь из AgJ, графитового порошка и иробы, взятых в отношении 1 2,5 10, прессуется при давлении 6000 атм в брикет определенного веса (135 мг). Брикет помещается над внутренним конусом ацетилено-воздушного пламени, в котором за 45 сек происходит полное испарение индия и таллия. При таком методе в значительной мере устраняется влияние третьих компонентов и результаты химических и спектральных определений обычно не расходятся более чем на 10—15%. [c.245]

При визуальных наблюдениях, как правило, пользуются электрическими источниками света типа дуги или искры (применяемых для фотографических методов спектрального анализа [19]), хотя более спокойные источники улучшили бы усл.овия наблюдений при количественных определениях. Например, пламя [172, 173, 200] является настолько стабильным излучателем, что глаз наблюдателя занят только оценкой интенсивностей, тогда как резкие и зачастую нерегулярные вспышки спектральных линий от дуги и искры вызывают необходимость дополнительной тренировки для восприятия суммарного впечатления от мерцающих спектров. Однако пламя имеет сравнительно низкую температуру и поэтому обладает ограниченными возможностями возбуждения спектров. Можно предполагать, [c.55]

Приведенные уравнения дают возможность отличать тепловое излучение от других видов излучения. Прямым методом является измерение спектральной яркости В,, и поглощательной способности ( тела для данной длины волны а и вычисление из уравнений Кирхгофа и Планка температуры Г,., которую тело имело бы в том случае, если бы оно являлось тепловым излучением. Если тело является тепловым излучателем, то эта температура должна совпасть с температурой тела, измеренной каким-нибудь независимым методом. Такие измерения были сделаны Шмидтом [55] для пламени горелки Мэкера для полос двуокиси углерода при 1 = 2,7 1 и л=4,4н. Шмидт получил удовлетворительное согласие между температурами, определенными вышеуказанным способом, и температурами, измерявшимися непосредственно. В области видимого света, где возможно применение удобного и точного метода обращения спектральных линий [56,57], независимые измерения яркости и поглощательной способности не необходимы. Пламя может быть окрашено введением, например, хлористого натрия. При его испарении и диссоциации образуются атомы натрия и другие продукты. Атомы натрия могут возбуждаться и испускать желтый -дублет натрия с длинами волн л=0,5890 — 6 р.. Если поместить позади пламени черное тело и направить на пего через пламя щель спектроскопа, то при некоторой температуре черного тела яркость его в спектральной области Л-линий будет равна яркости света, проходящего в этой области через пламя, плюс яркость Л-лииий от самого пламени. Таким образом, если нет отражения света от пламени ), то должно выполняться следующее соотношение [c.355]