 |
Основы, преимущества и недостатки количественного атомно-эмиссионного анализа с использованием фотоэлектрического детектирования.
|
|
|
|
Методы, в которых применяется фотоэлектрическая регистрация интенсивности спектральной линии, являются более экспрессными.
В фотоэлектрических установках свет после диспергирующего элемента попадает через специальную щель на фотоэлемент (фотодиод или ФЭУ), соединенный с устройством усиления и обработки сигнала (накопительным конденсатором) и регистрирующим потенциометром. Шкала прибора показывает логарифм относительной интенсивности спектральной линии или непосредственно концентрацию определяемого элемента, в связи с чем фотоэлектрические установки называют приборами прямого счета.
При проведении количественного спектрального анализа с использованием фотоэлектрического детектирования используют те же зависимости между интенсивностью спектр. линии и концентрацией излуч. атомов, что и при использовании визуальной и фотографической регистрации.
Преимущества метода:
· высокая экспрессность;
· высокая производительность;
· высокая воспроизводимость результатов.
Преимущества достигаются благодаря тому, что отпадает необходимость в операциях обработки фотопластинок и отсутствуют источники погрешностей, связанные с этими операциями.
Недостатки спектрометрического анализа:
· более высокая стоимость оборудования;
· сложность эксплуатации спектрометра;
· наличие проблем оптической и электрической стабильности;
· невозможность одновременно регистрировать широкую область спектра.
При последовательной регистрации (сканировании) сказываются все нестабильности в работе источника атомизации и возбуждения, которые автоматически исчезают при фотографической регистрации.
|
|
|
Аналитические характеристики и применение атомно-эмиссионной спектроскопии.
Спектральным анализом качественно можно определить около 80 элементов (медь, кадмий, свинец, мышьяк, цинк, алюминий, ртуть, натрий, калий и др.).
Чувствительность качественного спектрального анализа колеблется для разных элементов в очень широких пределах – от 10-2% (Нg, Оs, U и др.) до 10-5% (Nа, В, Вi и др.). В связи с большой чувствительностью спектрального анализа существует опасность «переоткрывания» тех или иных элементов, попавших в пробу в резуль-тате случайных загрязнений.
Используя спектроскопию с индуктивно-связанной плазмой, можно определить в аргоновой плазме практически все элементы периодической системы (кроме аргона), следовые количества элементов примесей, а также возможно проведение многоэлементного анализа (одновременно до 20-40 элементов). Но метод подходит для анализа, преимущественно, растворов, что ограничивает его применение.
Достоинства:
· низкие пределы обнаружения (некоторые элементы могут быть обнаружены при их концентрации 10-5 мкг/мл);
· хорошая воспроизводимость результатов (относительная погрешность 0,1-1,0%).
Преимущество полуколичественных методов состоит в простоте аппаратурного оснащения и экспрессности.
Недостаток – эти методы позволяют установить концентрацию с точностью в пределах порядка (например, 1 х 10-2 – 1 х 10-3 %), максимум полупорядка (например, 1 х 10-3 – 5 х 10-3 %).
Продолжительность анализа с применением стилоскопа на 6-7 элементов составляет 2-3 мин, чувствительность определения обычно 0,01 – 0,10 %, точность – около ±20%.
Существенным недостатком фотографических методов спектрального анализа явл. большая длительность определения.
Преимущества колич.спектрального анализа с использованием фотоэлектрического детектирования:
· высокая экспрессность;
· высокая производительность;
· высокая воспроизводимость результатов.
|
|
|
Недостатки спектрометрического анализа:
· более высокая стоимость оборудования;
· сложность эксплуатации спектрометра;
· наличие проблем оптической и электрической стабильности;
· невозможность одновременно регистрировать широкую область спектра.
Общие положения теории ААС.
Атомно-абсорбционная спектроскопия – метод определения элементов, основанный на поглощении электромагнитного излучения свободными атомами. Сущность состоит в том, что если излучение определённой длины волны пропускать через атомный пар, содержащий атомы, в которых могут происходить электронные переходы между двумя квантовыми состояниями,
Е2 – Е1 = hν,
где Е1 - основное состояние, Е2 - возбуждённое состояние, то с определённой вероятностью кванты будут поглощаться этими атомами, приводя их в возбуждение. Интенсивность излучения будет уменьшаться пропорционально концентрации этих атомов.
При анализе чаще используют так называемый резонансный переход, т.е. переход для данного типа атомов наиболее вероятный.
ААС проводится на приборах, имеющих следующую бок схему:
1- источник излучения, 2- атомизатор, 3 – модулятор, 4 –анализатор/ монохроматор/, 5 – детектор, 6 – усилитель, 7 – регистрирующее устройство.
Чтобы получить спектр поглощения, необходимо сначала перевести аналитическую пробу в атомарное состояние, облучить её излучением источника, а затем измерить ослабленную интенсивность излучения прошедшего через поглощаемую среду.
Особенности метода атомной абсорбции:
Атомно-абсорбционный анализ получил широкое распространение благодаря следующим достоинствам:
1. В атомно-абсорбционной спектроскопии предъявляются менее жёсткие требования, чем атомно-эмиссионной спектроскопии к стабильности условий атомизации вещества. Это связано с тем, что результаты анализа в атомно-абсорбционном методе зависит главным образом от количества невозбуждённых атомов, которые в известных пределах сравнительно мало изменяется при изменениях температуры. В атомно–эмиссионной спектроскопии результат анализа определяется числом возбуждённых атомов, которые существенно зависят даже от небольших колебаний температуры в источнике атомизации.
|
|
|
2. В атомно-абсорбционной спектроскопии практически исключена возможность наложения резонансных линий различных элементов, присутствующих в пробе, так как применяемые источники излучения позволяют получать относительно простой спектр определяемого элемента.
3. Чувствительность атомно-абсорбционной спектроскопии часто существенно намного более чувствительности эмиссионной спектроскопии.
|
|
|
