Барсуков В.И. - Методы анализа и инструментальные способы повышения их чувствительности [2004]

Концентрация натрия, мг/мл	Концентрация кислоты, н
0,025	0,0
	0,5
	1,0
	2,0
	4,0
0,050	0,0
	0,5
	1,0
	2,0
	4,0
0,100	0,0
	0,5
	1,0
	2,0
	4,0

6.12. Некоторые физико-химические характеристики азотнокислых растворов натрия

	Поверхностное натяжение, дн/см	Средний диаметр час-
Динамическая вязкость, спуаз		тиц, мк, аэрозоля при
		кГ/см	кГ/см	кГ/см
			рабочем
		давлении воздуха в
		распылителе
		0,48	0,80	1,13
		2	2	2
0,9334	70,03	109,1	69,7	55,5
0,9631	69,43	108,1	68,7	54,4
0,9786	71,05	107,9	69,2	55,0
0,9834	67,77	105,7	67,5	43,7
1,1234	66,80	99,4	62,8	49,9
0,9213	70,89	109,7	70,4	54,0
0,9530	70,52	107,7	68,7	52,8
0,9659	69,18	106,5	68,3	52,1
1,0037	69,15	104,8	66,6	51,3
1,1166	66,88	99,2	63,0	48,7
0,8887	70,98	109,3	69,8	54,6
0,9487	69,55	107,8	68,2	54,0
0,9706	68,91	106,1	66,1	53,0
1,0086	68,13	103,2	64,5	51,8
1,1147	67,69	98,3	62,5	49,3

6.13. Некоторые физико-химические характеристики солянокислых растворов натрия

		Кинематическая вязкость, сСтокс	Поверхностное натяжение, дн/см	3
Концентрация натрия, мг/мл	Концентрация кислоты, н			Плотность, г/см
0,02	0,0	1,06	72,1	0,99

Средний диаметр частиц, мк, аэрозоля при рабочем давлении воздуха в распылителе

0,48	0,80	1,13
кГ/см	кГ/см	кГ/см
2	2	2
108,5	67,8	53,9

	5	0,5	3	3	9	106,0	66,8	52,9
		1,0	1,09	69,7	1,00	106,3	66,8	52,8
			7	2	9
		2,0				105,0	65,6	51,8
			1,18	70,2	1,01
		4,0				102,6	64,7	50,6
			2	8	6
			1,13	70,6	1,03
		0,0	2	4	3	101,8	69,0	54,9
	0,10	0,5	1,21	71,1	1,06	108,7	70,3	56,7
	0		7	4	8
		1,0				106,9	68,3	52,9
		2,0	1,02	73,9	0,99	103,9	65,8	51,6
		4,0	9	2	5	102,5	63,9	50,9
			1,01	73,4	1,00
			6	2	9
			1,03	71,8	1,01
			3	9	7
			1,07	70,2	1,03
			4	6	3
			1,15	70,9	1,06
			1	3	6

6.14. Результаты расчета степени ионизации

	Концентрация,	Число атомов	Степень иониза-
	г/л		ции
	0,025	6,720 1011	0,0295
	0,050	1,345 1012	0,0208
	0,100	2,690 1012	0,0147

6.15.Физико-химические свойства солянокислых растворов натрия

ирезультаты экспериментального и расчетного определения

«гасящего» действия соляной кислоты на эмиссию атомов натрия

Концентрация натрия, мг/мл	Концентрация кислоты, н	Динамическая вязкость, спуаз	Поверхностное натяжение, дн/см	Расход раствора, мл/мин	Средний диаметр частиц аэрозоля, мк

Величина «гашения» излучения Na, %

экспериментальная	рассчитанная

0,02

5

0,05

0

0,10

0

0,0	1,009	72,5	2,13
0,5	6	8	0
1,0	1,086	71,8	1,94
2,0	2	4	5
	1,119	71,7	1,92
4,0	0	2	3
	1,169	71,7	1,80
0,0	3	8	5
0,5	1,299	71,7	1,73
1,0	0	5	3
2,0	1,012	72,2	2,17
4,0	6	8	5
	1,083	72,8	1,09
0,0	6	0	0
0,5	1,104	72,8	2,02
1,0	5	6	3
2,0	1,146	72,8	1,98
	8	9	7
4,0	1,268	72,5	1,69
	8	6	3
	1,008	72,9	2,11
	7	5	5
	1,025	71,8	2,23
	3	5	7
	1,050	71,7	2,08
	4	3	3
	1,109	71,7	1,88
	2	6	3
	1,227	71,7	1,67
	2	7	5

69,8	0,0	0,0
66,8	15,6	17,4
66,8	22,4	19,1
65,6	33,3	30,1
64,7	38,5	38,6
69,5	0,0	0,0
69,8	20,9	21,3
69,2	26,5	26,1
66,4	34,6	26,2
65,4	42,5	42,5
68,9	0,0	0,0
70,3	14,6	13,6
68,3	20,0	19,2
65,8	24,8	27,2
65,9	33,6	42,5

6.6. Влияние катионов на результаты пламенно-фотометрических методов анализа

Впроцессе разработки атомно-абсорбционного метода определения меди, серебра, цинка и кадмия

вматериалах сложного состава, в том числе в ванадийсодержащих, с переменным содержанием Al, As,

Ca, Cd, Cu, Fe, Mg, Mn, Na, Pb, Sb, Si, Sn , Zn, V2O5 , большое внимание было уделено изучению влияния этих элементов на результаты

6.16.Физико-химические свойства анализируемых растворов натрия

ирезультаты экспериментального и расчетного определения

"гасящего" действия кислот на оптическую плотность атомов натрия

Концентрация натрия, мг/мл	Концентрация кислоты, н	Динамическая вязкость, спуаз	Поверхностное натяжение, дн/см	Расход раствора, мл/мин	Средний диаметр частиц аэрозоля, мк
	H2S
0,03	O4	1,00	73,4	2,23	68,9
0	0,0	9	9	2,01	68,5
	1,5	1,10	76,5	1,81	64,9
	2,5	3	7
		1,28	76,8
	H3P	9	3	2,21	69,2
0,06	O4			2,02	68,6
0	0,00	1,08	71,5	1,61	66,5
	0,75
	4,50	3	2
		1,15	71,8	1,98	69,9
	HCl	2	0	1,96	66,2
0,20	0,00	1,49	72,3	1,78	65,1
0	1,50	1	3
	3,00
		1,03	71,6
		6	1
		1,14	71,7
		3	0
		1,26	71,7
		7	6

Величина "гашения" оптической плотности Na,

%

Экспериментальная	Рассчитанная
0,0	0,0
14,6	15,2
34,5	33,8
0,0	0,0
22,3	24,7
43,9	42,8
0,0	0,0
32,7	28,8
41,5	41,4

анализа при использовании обычной системы регистрации на ленту самописца и при использовании метода интегрирования аналитического сигнала. Изучение влияния V2O5 с концентрацией в растворе до 7 г/л показало, что оптическая плотность атомов меди, серебра, цинка и кадмия уменьшается на 15 … 25 % при увеличении содержания V2O5

до 1 г/л, дальнейшее увеличение концентрации V2O5 практически не сказывается на абсорбции названных элементов. Однако применение интегрирования, увеличивающее чувствительность метода, показало, что увеличение концентрации V2O5 в растворе монотонно уменьшает оптическую плотность Cu, Ag, Zn, Cd (табл. 6.17 – 6.21).

Одновременное присутствие V2O5 и ряда катионов с концентрацией по 5 % каждого в меньшей степени снижает оптическую плотность атомов меди, серебра, цинка и кадмия, чем при отсутствии катионов в анализируемом растворе.

Наличие в растворе группы катионов по 1 мг/мл каждого практически не влияет на оптическую плотность меди при регистрации последней как с использованием интегрирования сигнала, так и без него. Содержание серебра до 8 г/л снижает оптическую плотность меди с концентрацией ее 10 … 30 мкг/мл на 5 … 12 %. При интегрировании сигнала в течение 50 с это влияние несколько меньше и составляет 2,5 % при определении 20 мкг/мл Cu.

Влияние Zn и Cd на определение меди и серебра практически одинаково. Так, при введении 8 г/л Zn или Cd в раствор с содержанием

10 мкг Cu/мл оптическая плотность снижается на 14 %, с содержанием 20 мкг Cu/мл – на 0,5 % и с содержанием 30 мкг Cu/мл – на 4 %. Применение интегрирования сигнала позволило увеличить чувствительность определения меди более чем в 20 раз (при 50 с), степень мешающего действия Zn и Cd при этом сохранилась (табл. 6.17).

При определении 2 … 10 мкг/мл серебра одновременное присутствие в растворе до 8 г/л Zn и Cd снижает результат на 11 … 15 %, а присутствие Cu в количестве 8 г/л увеличивает абсорбцию серебра на такую же величину (11 … 13 %) (табл. 6.18).

Изучение влияния катионов на определение цинка показало, что введение в раствор 8 г/л Fe, Al или Sb приводит к увеличению оптической плотности Zn в среднем на 80, 10 и 18 %, причем, эти же элементы в количестве 2 г/л не влияют на определение цинка.

Присутствие в растворе от 2 г/л до 8 г/л какого-либо из элементов Mn, Mg, Pb или As снижает результаты определения Zn на 8 … 12 %, наибольшее гашение (до 35 %) абсорбции Zn наблюдается при

	введении в раствор от 2 г/л до 8 г/л кремния (табл. 6.19). Одновременное присутствие Al, As, Cu, Fe,
			Mg, Mn, Ni, Pb, Sb, Sn по 0,5 г/л или 1,0 г/л
		6.17. Влияние катионов на оптическую плотность атомов меди в пламени
		при использовании метода интегрирования сигнала и без его использования
	Конце		Пишу-	Время интегрирования
	нтра-			аналитического сигна-
	ция	Концентра-	щий		ла, с
	меди,	ция катио-	потен-
	мкг/м	на*, мг/мл	цио-	10	20	50
	л		метр
	3,0	0,0 V2O5	0,031	0,146	0,250	0,720
		2,0 V2O5	0,032	0,132	0,200	0,570
		2,0 V2O5 +	0,027	0,112	0,235	0,605
		A	0,031	0,126	0,232	0,661
		2,0 V2O5 + B	0,033	0,091	0,227	0,587
		6,0 V2O5
			0,035	0,131	0,235	0,665
		6,0 V2O5 +	0,034	0,091	0,224	0,630
		A	0,036	0,162	0,274	0,785
	6,0	6,0 V2O5 + B
		0,0 V2O5 + C	0,058	0,234	0,481	1,395
		0,0 V2O5	0,047	0,192	0,450	1,170
			0,050	0,207	0,440	1,130

	2,0 V2O5	0,050	0,196	0,430	1,110
	2,0 V2O5 +
	A	0,050	0,196	0,425	1,090
	2,0 V2O5 + B	0,054	0,200	0,422	1,195
	6,0 V2O5	0,055	0,207	0,436	1,186
15,0		0,055	0,210	0,443	1,180
	6,0 V2O5 +
	A	0,137	0,578	1,225	3,27
	6,0 V2O5 + B	0,115	0,498	0,963	2,74
	0,0 V2O5 + C	0,118	0,515	1,016	2,81
	0,0 V2O5	0,116	0,495	0,994	2,71
	2,0 V2O5	0,116	0,468	0,930	2,69
	2,0 V2O5 +	0,116	0,465	0,994	2,72
10,0	A	0,118	0,503	0,972	2,76
	2,0 V2O5 + B	0,126	0,535	1,140	3,01
	6,0 V2O5	0,110	0,470	0,967	2,69
	6,0 V2O5 +	0,105	0,425	0,885	2,72
	A	0,105	0,410	0,868	2,30
	6,0 V2O5 + B
		0,098	0,411	0,832	2,18
	0,0 V2O5 + C	0,092	0,386	0,800	2,00
	0,0 Ag	0,097	0,420	0,840	2,22
		0,089	0,368	0,787	2,03
	2,0 Ag
	8,0 Ag
	2,0 Cd
	8,0 Cd
	2,0 Zn
	8,0 Zn

Продолжение табл. 6.17

Кон-		Пишу-	Время интегрирования
центр	Концентра-		аналитического сигна-
ация		щий		ла, с
меди,	ция катио-	потен-
мкг/м	на*, мг/мл	цио-	10	20	50
л		метр
20,0	0,0 Ag	0,200	0,883	1,850	3,97
	2,0 Ag	0,185	0,807	1,630	3,95
	8,0 Ag	0,176	0,768	1,800	3,87
	2,0 Cd	0,200	0,940	1,830	4,62
	8,0 Cd	0,197	0,901	1,770	4,55
	2,0 Zn	0,206	0,925	2,070	4,80
	8,0 Zn	0,195	0,860	1,860	4,57
30,0	0,0 Ag	0,236	1,250	2,740	–
	2,0 Ag	0,225	1,249	2,720	–
	8,0 Ag	0,222	1,215	2,520	–
	2,0 Cd	0,226	1,225	2,590	–
	8,0 Cd	0,216	1,195	2,510	–
	2,0 Zn	0,227	1,290	2,680	–
	8,0 Zn	0,227	1,235	2,660	–

*A – сумма катионов Al, Fe, Ni, Mn, Mg, Sn, Pb, Zn, Cd

по 0,1 мг/мл каждого;

B – сумма тех же катионов по 0,2 мг/мл каждого; C – сумма тех же катионов по

1,0 мг/мл каждого.

увеличивает оптическую плотность атомов цинка с концентрацией до 2 мкг/мл и значительно уменьшает (18 %) при возрастании содержания цинка до 20 мкг/мл (табл. 6.20).

Изучение влияния меди, а также совокупности элементов Al, As, Fe, Na, Pb, Sb, Si, Sn, Zn по 0,5 г/л показало, что все эти элементы практически не влияют на поглощение кадмия в пламени как при использовании метода интегрирования, так и без него.

Совокупность элементов с концентрацией по 1 г/л заметно увеличивает оптическую плотность кадмия. При интегрировании аналитического сигнала в течение 20 с это составляет 25, 9, 13 % при определении 0,5, 1,0 и 2,0 мкг/мл кадмия, соответственно, и – 20, 10, 9 % – без применения интегрирования.

6.18. Влияние катионов на оптическую плотность атомов серебра в пламени при использовании интегрирования сигнала и без его использования

	Конце		Пишу-	Время интегрирования
	н-	Концентра-		аналитического сигнала, с
			щий
	трация	ция катио-
	сереб-	на*, мг/мл	потенци	10	20	50
	ра,		ометр
	мкг/мл
	2,0	0,0 V2O5	0,017	0,095	0,220	0,505
		2,0 V2O5	0,018	0,085	0,203	0,467
		6,0 V2O5	0,019	0,075	0,210	0,435
	0,0	6,0 V2O5	0,002	0,007	0,009	0,010
	2,0	2,0 Cu	0,016	0,130	0,250	0,633
		8,0 Cu	0,014	0,127	0,200	0,633
	0,0	10,0 Cu	–	0,030	0,043	0,043
	2,0	4,0 V2O5 +	0,017	0,112	0,256	0,640
		A	0,017	0,108	0,259	0,634
		0,0 V2O5 +	0,018	0,103	0,246	0,587
		A	0,045	0,228	0,465	1,445
	5,0	0,0 V2O5 +
		B	0,037	0,188	0,443	1.335
		0,0 V2O5	0,040	0,172	0,368	1,250
			0,003	0,007	0,009	0,023
	0,0	2,0 V2O5
	5,0	6,0 V2O5	0,041	0,232	0,513	1,200
		6,0 V2O5	0,040	0,200	0,500	1,345
	5,0	2,0 Zn	0,040	0,227	0,493	1,405
		8,0 Zn	0,038	0,202	0,530	1,260
	5,0	2,0 Cd	0,038	0,220	0,490	1,086
		8,0 Cd	0,038	0,202	0,495	1,023
		4,0 V2O5 +	0,037	0,221	0,450	0,987
	10,0		0,096	0,482	0,957	2,870
		A
		0,0 V2O5 +	0,074	0,378	0,792	2,252
		A	0,075	0,351	0,724	2,074
		0,0 V2O5 +
		B

0,0 V2O5

2,0 V2O5

6,0 V2O5

*A – сумма катионов Al, Ni, Fe, Cu, Pb, Cd, Zn, Ca, Na

по 0,5 мг/мл каждого;

B – сумма тех же катионов по 1,0 мг/мл каждого.

6.19. Влияние катионов на оптическую плотность атомов цинка в пламени при использовании интегрирования сигнала и без его использования

	Концентр	Концен-	Пишу-	Время интегрирования
	ация	трация ка-	щий	аналитического сигнала,
	цинка,	тиона *,	потен-		с
	мкг/мл	мг/мл	цио-	10	20	50
			метр
	2,0	0,0 Ni	0,074	0,260	0,473	1,40
		2,0 Ni	0,076	0,230	0,426	1,35
		8,0 Ni	0,072	0,227	0,464	1,30
		2,0 Fe	0,078	0,222	0,540	1,42
		8,0 Fe	1,123	0,448	0,900	2,60
	0,0	10,0 Ni	0,007	0,040	0,097	0,204
		10,0 Fe	0,043	0,120	0,270	0,716
	2,0	2,0 Mn	0,065	0,243	0,447	1,15
		8,0 Mn	0,067	0,243	0,472	1,14
		2,0 Mg	0,065	0,226	0,479	1,12
		8,0 Mg	0,065	0,280	0,465	1,00
	0,0	10,0 Mn	0,012	0,060	0,094	0,25
		10,0 Mg	0,016	0,065	0,120	0,32
	2,0	2,0 Sn	0,058	0,216	0,395	1,26
		8,0 Sn	0,059	0,196	0,351	1,20
		2,0 Pb	0,066	0,213	0,407	1,34
		8,0 Pb	0,065	0,22	0,423	1,37
	0,0	10,0 Sn	0,000	0,021	0,054	0,121
		10,0 Pb	0,000	0,008	0,028	0,240
	2,0	2,0 Al	0,084	0,308	0,425	1,34
		8,0 Al	0,080	0,308	0,476	1,43
		0,6 As	0,068	0,271	0,398	1,24
		2,0 As	0,060	0,284	0,466	1,25
	0,0	4,0 As	0,004	0,014	0,032	0,96
		10,0 Al	0,006	0,023	0,067	0,20
	2,0	2,0Si	0,046	0,197	0,349	1,23
		8,0 Si	0,051	0,181	0,353	1,25
		2,0 Sb	0,060	0,239	0,462	2,02
		8,0 Sb	0,061	0,253	0,560	2,31