Конструкция и принцип действия безэлектродной газоразрядной лампы.

Внутри корпуса с помощью катушки, по которой проходит ток высокой частоты, создаётся сильное переменное электромагнитное поле. В катушке помещается кварцевая кювета, содержащая 10 мг летучего соединения – элемента, для определения которого предназначена эта лампа. Катушка питается от высокочастотного генератора мощностью примерно 50 Вт и частотой 27 МГц. Лампа наполнена инертным газом при давлении 2-3 мм рт. ст. При включении катушки высокочастотное поле ионизирует инертный газ (Ar). Ионы аргона, ускоренные электромагнитным полем, атомизируют летучие соединения и возбуждают атомы определяемого элемента. Излучение, возникающее при возврате этих атомов в основное состояние, испускается из лампы через окно, прозрачное для этого излучения и посредством оптической системы фокусируется на атомизаторе. Это излучение частично поглощается атомами элемента, содержащегося в анализируемом образце.

В настоящее время безэлектродные газоразрядные лампы созданы практически для всех элементов, но наилучшие характеристики по стабильности работы, интенсивности испускаемого излучения имеют лампы для летучих элементов (Cs, Rb, Hg, P, Te). В лампах этого типа самопоглощение очень низкое (так как количество вещества около 10 мг), благодаря этому уширение линии за счет поглощения излучения атомами самого источника очень низкое и чувствительность определения некоторых элементов(P, As, Se) в 1,5-3 раза выше, чем при определении этих элементов с использованием ламп с полым катодом.

Недостаток: необходимость использования высокочастотного генератора (большой размер, высокая стоимость), а также то, что эти лампы начинают давать стабильный поток излучения только через 30-40 минут после включения (высокое время прогрева).

Детекторы

Детектор преобразует падающую на него световую энергию в электрический сигнал. В атомно-абсорбционном анализе для этой цели всегда используют фотоумножители (рис. II.27). Чер|ез кварцевое окошко фотоумножителя свет попадает на катод К1,покрытый тонким слоем вещества, содержащего легко ионизируемый элемент (Cs, Rb, Li и др.). Световые кванты выби­вают из катода электроны, устрем­ляющиеся с большой скоростью на следующий электрод К2. Каж­дый электрон выбивает 2—5 элек­тронов (в зависимости от прило­женного напряжения). Последние в свою очередь устремляются к следующему электроду К3, выби­вают новые электроны и т. д. В атомно-абсорбционных спектрометрах используют фотоумножители с 9—13 электродами, увеличивающие ток от первого фотокатода в 10⁶ раз.

Фотоумножители с мультищелочными катодами обеспечивают высокую чувствительность по всей области спектра, используемой в атомно-абсорбционном анализе — от 190 до 850 нм. Однако на границах области (190—200 и 800—850 нм) чувствительность этих «универсальных» фотоумножителей падает в 3—20 раз, поэтому для определения мышьяка и селена, а также рубидия и цезия используются специальные фотоумножители чувствительные к далекой ультрафиолетовой и близкой ИК-области.

38. Аналитические характеристики атомно-абсорбционной спектроскопии. Атомно-абсорбц спектроскопия основана на способности анализ в-ва поглощать характеристическое для каждого вида атомов электромагн. излучение, энергия которого приводит к переходу внешних электронов этих атомов из основного энергет. состояния на возбужденные энергет. уровни. При этом интенсивность возбуждающего излучения понижается в соответствии с з-ном Бугера-Ламберта-Бера, из которого следует, что зависимость между поглощением и концентрацией поглощающих атомов линейна, а температура атомизатора на поглощение света не влияет. Коэффициент поглощения пропорционален вероятности перехода внешних электронов на возбужденные уровни. Чувствительность определения большинства элементов в водных растворах с пламенной атомизацией лежит в интервале от 0,005 до л-10 мкг/мл (т. е. от 5*10-7 до 10-3—10-4%): при этом расходуется от 0,1 до нескольких миллилитров раствора. Ошибка воспроизводимости единичного измерения (коэффициент вариации) р≤0,5% при благоприятных условиях измерения. На каждое измерение интенсивности аналитической линии затрачивается, как правило, не более 30 с. Столь высокая воспроизводимости результатов анализа объясняется

стабильностью пламенного атомизатора, а также и высокой точностью схем регистрации и измерения интенсивности аналитических линий в приборах, предназначенных для атомно-абсорбционного анализа. Существенные ошибки, связанные с изменением общей компо­зиции проб, возникают лишь при анализе растворов сложного переменного состава; такие ошибки, как и в пламенной фотометрии, связаны с влиянием состава пробы на процессы атомизации, включая и распыление раствора.