спектральные-методы-2ая-часть-
.pdfАтомно-эмиссионная спектроскопия
Связь между интенсивностью (I) аналитической спектральной линии и концентрацией элемента (с) в пробе определяется эмпирическим уравнением Ломакина:
I = aс b
где а и b – эмпирические коэффициенты. Логарифмируя уравнение, можно получить линейную зависимость:
lgI = lga+blgс.
Интенсивность спектральной линии при постоянных условиях регистрации спектра пропорциональна количеству введенных в пламя атомов элемента или концентрации соли металла в анализируемом растворе. Однако в реальных случаях эта зависимость может нарушаться из-за протекания в пламени процессов самопоглощения излучения и образования термически устойчивых соединений. Ниже 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 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.
Зависимость интенсивности излучения aтомной спектральной линии от концентрации элемента:
I зона влияния ионизации; II — зона прямой пропорциональности; III — зона влияния самопоглощения
Как видно из графика в большинстве случаев
интенсивность излучения атомов прямо
пропорциональна концентрации вещества (элемента) в растворе, однако практически эта
закономерность соблюдается только в
определенном интервале концентраций, за пределами которого она часто нарушается. Поэтому анализ проводят методом градуировочного графика (стандартной серии)
Анализ методом фотометрии пламени
проводят с помощью приборов, называемых пламенными фотометрами. В этом приборе
анализируемый раствор с помощью
распылителя превращается в аэрозоль, которая впрыскивается в пламя газовой горелки (светильный газ, ацетилен, водород, пропан и др.). В пламени происходит испарение раствора, ионизация растворенных веществ
ПЛАМЕННЫЙ ФОТОМЕТР
При достаточной температуре пламени
атомы легко возбуждаемых элементов переходят в возбужденное состояние, которое
характеризуется перемещением наружных
(валентных) электронов на более высокие энергетические уровни. В возбужденном состоянии атом может находиться лишь доли секунды (10-7 -10-8 с), после чего электроны возвращаются на исходные уровни.
В наиболее «холодных» пламенах, таких как, например, пропан — воздух, светильный газ — воздух излучают только атомы щелочных и щелочноземельных металлов. Вследствие невысокой температуры спектры, излучаемые пламенами, состоят из небольшого числа спектральных линии, главным образом резонансных, что позволяет выделять характеристическое излучение элементов при помощи светофильтров и использовать простые и имеющие невысокую стоимость спектральные приборы — пламенные фотометры. Кроме атомных спектральных линий в спектрах пламен присутствуют полосы ряда в основном двухатомных молекул и радикалов С2, CН, COH и др