В.П. Васильев - Аналитическая химия, часть 2 (1108733), страница 30
Текст из файла (страница 30)
д. Широко используются рентгеноРВЛьиые методы для анализа керамики, стекла„пластмасс, Эрнов, катализаторов и других материалов сложного хнми- 131 ческого состава. Весьма эффективным оказалось применение рентгеноспек!рального флчорещгентного Внализд для контрОля за загрязнением окружающей среды (определение содержания различных элементоВ В аэрозолях, почвах, Воде, растительных и животных ткагшх и т.
д.). Например, в аэрозолях определяют до 40 элементов от натрия до свинца. Рентгеиоспектральный анализ показал, в частности, что источником загрязнения атмосферы кальцием служит цементная промышленность, свинцом и бромом -- выхлопные газы автомобилей и т.д. Широкое применение нашел рентгеноспектральный метод определения толщины покрытий — тонкого слоя, нанесенного на основной материал, как, например, цинка на Оцинкованном железе, слоя ферропорошка на магнитофонноЙ ленте и т. д. Метод основан на использовании градуировочиых графиков, пок1зывающих зависимость интенсивн~сти спектральной л~нии от' Т~лщ~- ны покрытия. 1 радуирово щый график строится по стандартам с известной толщиной слоя.
Очень эффективным оказалось применение рентгеновско~ о флуоресцентного метода в анализе космических объектов. С помощью спектрометрической аппаратуры РИФМА (рентгеновский изотопный флуоресцентный метод анализа), установленной на «ЛуноходеП», было определено содержание основных породообразующих элементов непосредственно на поверхности Луны. Для возбуждения флуоресцентного излучения применялись радиоактивные источники, характеризующиеся высокой стабильностьк> и не нуждающиеся в электрической энергии.
В качестве детектора использовались пропорциональные счетчики. Электрический импульс счетчика преобразовывался и по радио передавался на Землю. Широко известны и Весьма важны применения рентгеновского излучения во многих других областях науки и техники (определение структуры кристаллов, рентгеновская дефектоскония изделий, диагностика заболеваний и т. д.). Методами рентгеноспектрального анализа определяют состав различных сплавов, руд, минералов, цементов, пластмасс и хшогих других изделий, устанавливают характер загрязнений окружающей среды, анализиру~от космические объекты и т.
д. Он используется для определения больших содержаний (десятки процентов) и небольших примесей ()О' ..НО %). Предел обнаружения рентгеиоспектральиыми методами в общем ограничивается Величинами порядка !О '..П0 з%. Сочетание с химическими методами обработки позволяет его значительно снизить. Средняя квадратичная погрешность методов составляет примерно 2...5%, при благоприятных условиях она снижается до =1: 0,0%. Рентгеноспектральный анализ легко автоматизируется. ие закона Вульфа — Врэгга.
Для реше ач оно применяется? ие закона Мозли. Указать его теоретиче менеине. излучения используются в рентгеноспект работы ионнзационного счетчика. и имеет рентгеновский микроанализатор д)р ачествениый рентгеноспектральный ана- риемы используются в количественном ализер ое применение имеет рентгеноспектраль- Глава У ИЕ СПЕКТРАЛЬНЫЕ И ОПТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА АНАЛИЗ ПО СПЕКТРАМ КОМБИНАЦИОННОГО РАССЕЯНИЯ инационное рассеяние света было от- 928 г. советскими физиками Л. И. Мандельштамом и сбергом и одновременно индийским физиком В. Ра- ЛЛ. Спектры комбинационного рассеяния действие электромагнитного излучения с веществом не оявляется в поглощении квантов энергии и переходе на новый квантоваиный энергетический уровень.
Друкты наблюдаются, когда частота облучаюгцего электроо излучения значительно отличается от частоты элекперехода в спектре данного вещества. Упрощенная встраивай литературе каибннвнианнае рнссенние света наэыввют эф на. -':="'::,::::, 4 Вопросы 1, Назвать основные узлы рентгеноспектральных приборов и '-"';;:,!-::::-':Указать нх назначение 2. Привести схему устройства рентгеновской трубки н объяс -';:,'-::;нить принцип ее работы 3. Записать уравнен ,:;: —.,"Ний каких основных зад 4. Записать уравнен :-":-;;,'ВБ)эе и практическое при " '-;..."".
'$. Какие приемники ::;,";.-", Ра)ганом анализе? .;!,"Р::„'э: Ф, Пояснить принцип 7. Какие особенност -;!",»'",Тадвсктронный микрозон с'-"ч~!!";.,';:::.!::;::,Т), Как проводится к :."е",;"-;:: —:',~геиоспектральном ан '.! ~=',.",~:"';:;;::;::!:"'Т6. Какое яра ктнческ '';-'к~~~)!.''!'';,'!~!,:: ',$4, Охарактеризовать достоинства и недостатки рентгеноспек- энергетическая схема этого взаимодействия представлена на рис.
7.1 При взаимодействии 2 д Г Е Г' 2' г' г электромагнитного излу. 5 г ненни с веществом происходит и о л я р и з ация молекулы, се е уг деформация в поле элекуг у тромаГнитной ВОлны, ког- 1 да электроны молекулы а сдиига10тся В Одну стороа) Ц) ну, а положительно заряженные ядра — в другую. Рис 7 1 ннергетинеская схема иронсхожде Молекула приОбретает яия спектра когнбинаниониого рассеяния энергию Е, но это не знау„ж и у, — ког!ее!а«геенне троени анергии. д — Чит„что она перехОдит в и«ргня г!инион««го минуя«ннн Ь с ' — ни«зо!н стояние в квантовом смысле этого слова. Этот процесс на рис.
7.1 обозначен как 1 и 1'. Процесс 1 относится к взаимодействию с электромагнитным излучением молекулы, находящейся на основном колебательном уровне и'е, а процесс 1'-- к взаимодействию молекулы, находящейся на возбужденном уровне )гь И н д у ц н р о в а н н ы й таким образом д и п о л ь о с ц и л л и р у е т и молекула из поляризованного ~ос~~~~~~ возврашается в ~бычн~~. Эт~~у процессу соответствует переход 2 (рис. 7.1, а) или 2' (рис. 7.1, б). Возвращение молекулы на тат же самый колебательный уровень, на котором она находилась ранее ()го в процессе 2 или Уг! в процессе 2'), сопровождается испусканием электромагнитного излучения с частотой т, совпадаюшей с частотой падаюшего излучения.
Процессы 2 и 2' характеризуют классическое р эл венскоеое рассеяние. При комбинационном рассеянии молекула из поляризованного состояния возвращается ие на первоначальный, а на какойто другой энергетический уровень. Энергии осцилляции диполя в этом случае будет отличаться от Е.
Если сначала молекула находилась иа УРовне (го, а возвРатилась на УРовень )г! (Рис. 7.1, а, процесс 3), то очевидно, что энергия осцилляции Ех будет меньше Е на столько же, на сколько энергия возбужденного уровня (Е«,1 Отли нается От энеРГИЯ ОснОВЯОГО УРОВИЯ 1'о(Еге): Е г, — Е !.!! =- 1 Е = — Š— Ех (7.1) Ерг= йте ггух та= мя — ти р.з) Частота комбинационного Рассенннн ъх меньше, чем частота возбуждающего излучения.
Эту частоту нэ (нли линию в спек~ре) называют стоксовой или красным спутником. На рис 7.(, б показана схема взаимодействия с электромаг нитным излучением молекулы, находящейся на возбужденном ко ° у лебательном уровне рь а после осцилляции возвращающейся нв основной уровень )го (процесс 3') Путем аналогичных рас Суждений можно установить, что ~-~Е = г-5 — Е т'5 = т'г — у~ (7.4) "1. , .',:; Двина комбинационного рассеяния в этом случае будет нахо ' ~,:,:.~.::: дяться в области больших частот, чем падающего излучения.
Это , -,,эаитнстоксова частота (линия), или фиолетовый ,"..~ -..:гз~'П' у т н и к ,~!~:-',:'-'::,;,'Разность частот в формулах (7.3) и (7.4) одинакова по аб"':-."!:::солютной величине и отличается по знаку, поэтому линии комби '.-'~-"„'й)й(ционного рассеяния будут находиться слева и справа на оди° !:".~;:" 'ауядовом расстоянии ог линии падающего излучения. Схема -."~'~;;- "'тжяаИМНОГО раСПОЛОжсиня ЛИНИЙ В СПЕКтрЕ КОМбниаПИОННОГО рве,;;:.-;;,~,'. ~)заявя показана на рис. 7.2. Очень важной особенностью спект ;":,-'-;.'!;=:;!:„.;,'~ комбинационного рассеяния является независимость разнос ;".-~~!,":„-"!',:,'тя рн-!- чг от частоты возбуждающего излучения ,,'-,сс.'„'-':!:,::;:.-;,::=При комнатной температуре большая часть молекул находит ,,'-,'.~" ~,'~ж:иа основном невозбужденном уровне, поэтому процессы 7 и,З :~'=;:!::с„;;;:,:;.
ф~м', рис. 7.(, а) более вероятны, чем 1' и 3' (см. рис. 7.!, 6) '!:х!х!-.=:;.':,::;!ф::сбответствии с этим линия комбинационного рассеяния с час,';;";:~!!!,;"':йсттпй ян — и г (стоксова) будет более интенсивна, чем линия -"'::~ ';=,к частотой те+ чг (антнстоксова). С повышением температуры ,'',-'~,,',".',~!'-.""-::',М~ло возбужденных молекул увеличивается н интенсивность ",,'г",':;;-'~,~й(т)тнстоксовых линий возрастает ",;;;,:~'..,~~."',.":;:Интенсивность линий ноибннацнонного рассеяния также яроворциональна ':.!.';-,'~~~~~'~',,';: .Эффект комбинационного рассеяния может быть вызван не :,:,.тт.":,~т.-","';;»"изб)Ьйп колебательными переходами, но также вращательными и ' -",,~" уй~жТронными, однако для аналитических целей обычно исполь' "с"'х ";мйФт колебательные переходы Екема установки ля наблюдения спектров комцйонного рассеяния кювету с йдуемой жидкостью или раствопсйещают источником линейчаспектра и под прямым углом Ют, спектральный состав расОго света.
Нужный спектральгхЧасток для освещения пробы 'П(б.выделяют с помощью свето- Рнс 7 2 Схема спектра комбинационного рассеяния сне. та 135 филглра К возбуждающей спектральной линии Осветители предънвлиется несколько требований: она ие должна находиться в области спектральной ~олосы поглощении анализируемого ВсгдестВВ, не дОлжна Вызывать егО флуоресценцп30 и т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
