В.П. Васильев - Аналитическая химия, часть 2 (1108733), страница 29
Текст из файла (страница 29)
Если, например, спектр регистрируется с по. мошью фотопленки, прибор называют Р е н т г е и о в с к и м с и е к т р о г Р а ф о м, если регистрация иоиизационная, спектр ом е~ Ром. В зависимости от используемой спекгральной области приборы подпазделяют на длнниоволновые и коротковолновые. Сконструированы приборы, предназначенные для работы как с эмиссионными рентгеновскими спектрами, так и по поглошению рентгеновского излучения. Анализ по первичному рентгеновскому излучению, т. е. по излучению, полученному при электронной бомбардировке анода рентгеновской трубки, в последнее время в значительной степени тернет свое значение. Основную роль играют методы, используюшие вторичное (флуоресцентное) излучение.
Особое место занимают рентгеновские квантометры и рентгеновские микроаналнзаторы. Кваитометры. Кваитометрами называют спектрометры, в которых производится одновременная регистрация нескольких длпи волн флуоресцентного излучения. Используют конструкции с прямыми и изогнутыми кристалл-анализаторами, с иоиизациоппыми и сцинтилляционными счетчиками. Особо эффективно применение квантометров для экспрессного определения нескольких заданных элементов в серии однотипных образцов. Успешно применяется, например, яосьмиканальный квантометр для анализа ня семь компонентов.
Продолжительность анализа с~~та~лист 2,5 мин. Рентгеновские микроанализаторы (электроиныи микрозоид). В рентгеновских мнкроанализаторах электронно-оптическая система формирует электронный луч-зонд диаметром Е..2 мкм', направляемый иа анализируемый образец, вернее в какую-то точку на акализируемом образце или «зерном Флуоресцентное излучение элементов, входя~пик в состав зерна, кристалл.анализатором разлагается в спектр, а детектором определяется интенсивность о1дельных линий. Применение электронного зонда позволило решить ряд важнейших задач теоретического и прях тического характера: найти распределение данного элемента по поверхности образца, определить состав отдельных участков поверхности и т. д., что имеет особое значение в металлургической промышленности, электровакуумиой технологии, геохимии. био' логии и т.
д. Спектральные приборы абсорбционного анализа. В приборах " ':Ьсвтого типа измеряется интенсивность рентгеновского излучения, Врошед1пего через анализируемую пробу, вернее уменьшение ин :теисивности излучения, связанное с поглощением рентгеновского ..'..ч,'излучения. Конструкции абсорбционных приборов различаются ,;:,: ВЗВВМИЫМ Расположением анализиРуемого образца и кристалл ",*: ":~ьйвлизатора. В одних приборах после рентгеновской трубки по :",",;:;.:-'мещЕн кристалл-анализатоР н через анализируемую пробу прохо- Ф::;:;:-:!':",:;~~ит,монохроматическое излучение. В приборах другой конструк",';.'=,',Кйи анализируемая проба помещается между рентгеновской ;:„~!'";,.';:;!~фкой и кристалл-анализатором и таким образом в спектр раз ..:;.:.'";~:,да(чзется излучение, прошедшее через анализируемую пробу Ф.Т. КАЧЕСТВЕННЫЙ РЕНТТЕНОСПЕКТРАЛЬНЫЙ АНАПИЗ ',"!~~;::;::,'г:-',:рак же, как и в эмиссионной спектроскопии, качественный ::-,',";:;"":,.в)(алия рентгеноспектральным методом проводят путем определе;::,'~.",„::;з!;:"!В~ длины волны интересующих линий н их последующей иден;,;=:~~„-".:!~~фикации.
Длину волны рентгеновской линии в спектре обычно :-'г( ч)1~~Фувделяют с помощью известных опорных линий, являющихся ;.:АА"'"-.",,'-~~ВТ)1(еобразными стандартами, В качестве такого стандарта может пользована или «основа» пробы, как это часто делается ионной спектроскопии, или известное вещество, специаль- имое в анализируемую пробу. Нередко для этого рядом итром анализируемой пробы фотографируют спектр извест андартного вещества. Методика определения длины волны условиях практически не отличается от той, которая уется в эмиссионной спектроскопии.
шифровка рентгеновских спектров также в принципе пе тся от соответствующей методики эмиссионной спектро- Сушественно облегчается эта работа благодаря наличию ных таблиц линий рент~еновско~о спектра. Хотя рентге- спектры намного проще эмнссионнь1х, что заметно упроадачу идентификации линий, все же определение нх приности тому или иному элементу остается далеко не проссложнения вызывают главным образом спектры разных ов, что приводит к наложению линий. Для надежности ения находят длину волны и оценивают интенсивность не а нескольких спектральных линий.
Вполне понятно, что их должна находиться наиболее интенсивная линия анамого элемента (обычно это К„- или й.-линия). Чувствить рентгеноспектрального анализа (предел обнаружения) яет в среднем 0,05...0,1 '~, для некоторых элементов и др.) он снижается до 5 10 ' %, для других (например, мельных элементов) повышается до 0,1...0,2 %. ои Мозли (6.2) связывает атомный номер элемента с часентгеновского излучения.
Особенно примечательным прииспользования закона Мозли является открытие новых элемеитов периодической системы. гафиия в 1922 г. и реник в 1925 г. Вывод о иаличии этих элементов в соответствующих коацентратах был сделан по их характеристическим рентгеновским спектрам. Реитгеиоспектральиый метод имеет ряд существеиных достоинств н преимуществ перед другими методами анализа. Реитгеновские спектры малочувствительны к химическому окружению элемента и практически ие зависят от того, в виде како~о соедииеиия иаходится анализируемыи злемеит в пробе.
Рентгеноспектральиым методом ле~ко обнаруживаются галогены, сера и другие элементы, анализ которых методом эмиссионной спектроскопии не проводится. Большим достоинством реитгенофлуоресцентного метода является возможиость анализа образца без его разрушения, что особенно ценно при анализе уникальных изделий. Ь.Ь. КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ ЕЕНТГЕНОСЛЕКТРАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ Для проведения количественного анализа может быть использовано как первичное рентгеновское излучение, так и вторичное (флуоресцентное).
При использовании первичного излучения порошкообразиую пробу обычно втирают в рифленую поверхность аиода. Если анализируется металлическая проба, анодом служит анализируемый образец. Рентгеноспектральиый анализ по вторичному (флуоресцентному) излучению имеет существенные преимущества по сравнению с анализом по первичному рентгеновскому излучению. Анализ по флуоресцентному излучению имеет более высокую чувствительность, так как при этом отсутствует фон непрерывиого реитгеиовского спектра. г1емаловажиое значение имеет также упрощение эксперимеитальной методики, поскольку анализируемый образец находится вне вакуумной системы рентгеновской трубки.
Правда, интенсивность вторичных спектров меньше, чем первичных, и поэтому, например, фотографическая регистрация здесь не применяется. Однако достаточно высокая чувствительность счетчиков рентгеновских квантов обеспечивает бьютрое и точное измерение интенсивности линий. Количественные определения осиованы на пропорциональности между интенсивностью линии характеристического излучеиия и концентрацией элемента в пробе. 11а абсолютную интеисивкость линии влияют условия возбуждения и другие факторы, а также химический состав пробы, что приходится учитывать се рией специальных измерений и теоретическими расчетам~. Зависимость интенсивности линий рентгеновского спектра от кои цеитрацип элемента имеет более сложный характер, чем концепт рациоииая зависимость интенсивности линий в эмиссиоииой спектроскопии. В методах внутреннего стандарта сравнивается интенсивность линий определяемого элемента с линией стандарт кого, специально введенного в пробу элемента в точно известном количестве.
Сравниваемые линии должны иметь близкие потен пиалы возбуждения, т. с. близкие длины волн и не слишком силь во различаться по интенсивности. Удобным стандартным элемеи том. является соседний элемент периодической системы. Относительная интенсивность линий значительно меньше зависит от состава пробы, условий получения и регистрации спектров н дру пдх факторов, чем их абсолютная интенсивность. Отношение интенсивностей линий определяемого элемента н элемента стандарта предполагается пропорциональным их концентрации (6.4) ,Гэдв г„и 7„— интенсивности линий опредсляемого н стандартного ...;-, Елементов; с, и с„ — их концентрации.
Ввиду невозможности точного учета всех факторов коэффи '" "" згйвят Й определяется эмпирически по интенсивности линий стан, к:,', ,".')(вртных образцов. Уравнение (6.4) является также основой гра,;!!:" ' дугровочного графика Б анализе по методу в н е ш н ег о с т а нд а р т а интен- ',!~;":,"::::;::;~)вность линии определяемого элемента сравнивается с интенсив- :-':.;,:Тй$))~тью этой линии в спектрах стандартных образцов с известным : ":;;,;::,';;-::::!'-в))держанием. Отношение интенсивностей линий принимается ' '.=„;,";:"'";:раним отношению концентраций элемента.
Точные результаты :,;~.,'',-'',„:~~в)учаются при условии, когда состав анализируемой пробы и . —,:-;;",'-',":;: '-:-',: ~ндартных образцов по основным компонентам достаточно ,;;-~~5'::;;::близок, так как интенсивность линий зависит от общего соста- ,,:.",~,"-".';;,'::,'Фе;Пробы, в особенности от наличия так называемых мешающих .'«!~~=:~::;;;::!:.:;;:,"-Усяешно применяется м е т о д д о б а в о к, например, прн ,:,::"::'«;:,;)~!~»':: ~адйзе лантаноидов ~;,~'":;.,!~!('-;:,:;,";:: Т(заработаны также методы анализа, основанные на погло -":.',;;~;;~:~-,;„'ТРТярин рентгеновского излучения. В основе определения лежит ":-;'ю~':~~~,":::~Ф~д градуировочного графика Ь.Т.
ПРАКТИЧЕСНОЕ ПРИМЕНЕНИЕ ; —:;";~ф~~!,:.:~:-:;,'(~~ентгеноспектральные методы анализа имеют разнообразные ~ етн применения. В геологии, горном деле, металлургии и гид- Фдлургии этим методом определяют состав минералов, руд, Тхэдунтов их переработки — шлаков, концентратов и т. д., валнвают состав легированных сталей и сплавов, в хими- Х, отраслях промышленности (электрохимии, нефтехии.:т, д.) анализируют исходное сырье н готовую продукцию, м)зцгиой технике контролируют изменения в составе замедли- .::Теплоносителей н т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
