3.5. Метод пламенной фотометрии

Пламенная фотометрия – один из видов эмиссионного анализа, основой которого является непосредственное измерение интенсивности спектрального излучения анализируемого образца (жидкого и твердого), вводимого в пламя как в источник возбуждения. Величины, получаемые в результате фотометрических измерений, в конечном итоге зависят от концентрации определяемых элементов в пробе.

Фотометрическое измерение проводят при помощи соответствующей аппаратуры, включающей источник света (пламя) и систему для измерения излучения. Комплект такой аппаратуры называют фотометром для пламени.

Принцип метода заключается в следующем: раствор эжекцией с помощью сжатого воздуха, кислород которого является окислителем, поступает в смеситель вместе со светильным газом и дает пламя горелки с максимальной температурой 1700-1840 . Схема прибора показана на рис.

Рис.5. Схема пламенного фотометра. 1- анализируемый раствор, 2 – смеситель с горелкой, 3 – линза, 4 – светофильтр, 5 – фотоэлемент, 6 – микроамперметр

Рис. 6. Градуировочный график для пламенно-фотометрического определения концентрации ионов натрия.

В пламени происходят последовательно процессы испарение воды из раствора, превращение твердых частичек в газ, атомизация

(2.1)

Атомы натрия переходят при возбуждении с на энергетический уровень

, (2.2)

релаксируя с которого они испускают кванты электромагнитного поля с длиной волны 589.3 нм. Общая мощность, излучаемая атомами, описывается нелинейной функцией Больцмана, однако при постоянных параметрах процесса вырождается в линейную зависимость для малых и средних концентраций. При пламенно – фотометрическом анализе высоких концентраций кванты света принимаются соседними атомами, которые возбуждаются и вновь испускают кванты. Однако в этом процессе, который называют самопоглощением, несколько атомов в результате переизлучения испускают один квант и зависимость становится нелинейной, а метод теряет свою чувствительность. В связи с этим необходимо ограничиться малыми концентрациями, а для анализа высоких концентраций использовать разбавление.

Проведя измерения фототока определяемого раствора из пробы, методом интерполяции по градуировочному графику находили содержание ионов натрия.

4. Выводы