В.П. Васильев - Аналитическая химия, часть 2 (1108733), страница 5
Текст из файла (страница 5)
К источнику возбуждения часто относят и устройство для введения анализируемой пробы, вид и конструкция которого за висят от характера, агрегатного состояния и физических свойств пробы. Анализируемые металлические образцы в электрических 2., источниках возбуждения обычно служат электродами разряд- його промежутка.
Растворы вводят в источник возбуждения с помощью распылителей, порошкообразные пробы — с помощью специальных устройств или при использовании угольных электро дов, в которых высверливаегся канал для набивки порошкообразной пробы. Применяют также брикетирование анализируемого порошка с добавкой металлов, их оксидов или графита. Изготовленный брикет затем становится электродом. Пламя. Это известный еще со времен Бунзена и Кирхгофа источник света в спектральном анализе. Пламя дает достаточно яркий и стабильный спектр.
Простота регулировки и надежность 'работы пламенных источников обусловили, по сути дела, второе рождение пламенно-фотометрических методов, применяемых очень широко. Возбуждение спектров в пламени имеет в основ йом термический характер. Температура пламени зависит от состава горючей смеси. Пламя обычной газовой горелки имеет ',;,'-;:",температуру примерно 900'С. Смесь водорода с воздухом дает 2100'С, водорода с кислородом 2800'С, ацетилена с кислородом — около 3000'С С помощью пламенных источников определяют свыше 40 эле- ментов (Мд, Сп, Мп, Т!, щелочные элементы, щелочно-земельные — и.;. т.д.), В пламени не возбуждаются так называемые трудно- аРэбудимые элементы и общая картина спектра является более :,!, ~Рпстой, чем дугового нли искрового.
Анализируемое вещество вводится в пламя в ниде раствора с помощью специального распылителя, обеспечивающего равномерное поступление вещества. гэ Дуга. Злектрическая дуга — - это электрический разряд при сравнительно большой силе тока (5...7 А) и небольшом напряжении (503.30 В). Разряд поддерживасгся за счет термоэлектрон ной эмиссии с раскаленной поверхности катода. Разряд пропус кают между электродами нз анализируемого образца нли межд1 образно~ н электродом, не содержашим определяемых элемен тов.
Гемпература дуги достигает 5000...6000 'О. Введение в электроды примесей, обладаюших более низким, чем основной элемент Так, в присутствии солей калия температура дуги между угозьными электродами падает с 7000 до..4000 'С. Зто открывает воз. можность регулировать температуру дуга и поддерживать ее постоянной путем введения в зону разряда элемента с низким по. тенцналом возбуждшгия — так называемого,с. е к т с к о п ич е с к о г.а б у ф„д й а. Обычно это соли натрия илн калия в . ь стнточйом количестве.
В присутствии спектроскопического буфера устанавливается определенная температура плазмы„практически пе зависящая от состава анализируемой пробы. При анализе тугоплавкнх металлов и сплавов электроды дуги делают из анализируемого образца. Для анализа легкоплавких металлов н сплавов, а также руд, минералов, стекол, шлаков и других непроводяшнх материалов электродами служат обычно ГрафитОвьге или угольиьге стержни — тяк называемые с п е кт р ал ь и ы е угл и.
Анализируемая проба помещается в канал одного из электродов и испаряется в плазму прн работе дуги. В дуге удается получить спектр почти всех элементов. Используется дуга постоянного и переменного тока. Для обеспечения непрерывности горения н стабилизации процесса разряда применшот специальные д у г о в ы е г е н е р а т о р ы.
Я2косгь дугового спвктря достаточно велика, а иногда нрезмерна, что мажет-явигьея цвдостятком так как значительно увеличивает фон. Ке всегда достатоьная воспроиаводимость условий возбуждения в дуге ограничивает применение дуговых спектров в освавнам каче олнчественным анализон. М:ушественным недостатком дуги является также значительное разрушение анализируемого образца. Повь~шение напряжения обычно улучшает стабильность дуги, что приводит к повышению точности анализа.
Высоковольтная дуга питается напряжением в несколько тысяч вольт. В практике спектряльногО анализа применязот также плазменную горелку нлн плазмотрон ис. 2.3 . Плазмотрон предстяалнет собой камеру умя графитовыми электродами. В камере между анодом 1 и катодом 3 зажигается дуся при силе тока 20...30 А и по трубке, расположенной по касательной к стенке„подается ннертнь~й гяз 2 при 150...200 кПа. В аноде имеется отверстие, через которое инертный газ выходит. Вихревые потоки газа в камере Охлаждают плазму снаружи, что приводит к сжатию разрядного ц1иура и увеличению в нем плотности тока.
Сжатая плазма вместе с газом выбрасывается через отверстие анода в виде струи длиной 10...15 мак которая светится над поверхностью анода. Температура в плазме достигает 5000..10000"С и выше. . Анализируемый раствор 11 подается в плазму специальным распылителем. При анализе твердых образцов пробы могут помещаться в катод или также вводиться в плазму распылителем. - Высокая температура и интенсивность свечения делают плазмотрон весьма перспективным источником возбуждения, особенно 'для анализа трудноиспаряющнхся и трудновозбудимых веществ. Большое аналитическое применение находит также высокочас:тотный плазмотрон с индукционной катушкой, питаемый ВЧ-ге,нератором. Рнс.
2 4 Принципиальная схема нснрового генератора Рнс. 2 Э. Плаамотрон Искра. Для получения искры испол ые генераторы. Принципи . 2.4) включает вторичную обмотку ора 1, которая присоединяется па едовательно к катушке самонндук ку 4. Пробивное напряжение более ах. Так, в дуге Райского введен вс межуток, задающий и поддерживаю пробивное напряжение основного горении искры развивается темп исходит возбуждение всех элементо атура искры может быть повышена ведения локального микро за применяют мнкроискров ользуют игольчатые электроды (на вливают малое мсжэлектродное ра од дает возможность выявить лока тов по поверхности в сталях, желез ьностью 0,3...0,5 мм'. Техника микро си также в методе переноса, когда разряда небольшое количество ве ца переноситси на вспомогательный орого в дальнейшем возбуждаетси одом. ьзуют специальные искальная схема генератора повышающего трансфорраллельно к емкости 2 и ции 3 и искровому промепостоянно в управляемых помогательный разрядный ший иа постоянном уров- разрядного промежутка.
ература 7000...10000 'С и в. При необходимости темдо 12000'С и выше. Для спектрального анаой метод„в котором пример, медные) и устасстояние. Микроискровой льнов распределение злее и других образцах с лоискрового анализа приме- в результате микроискрощества с поверхности обугольный электрод, спектр и исследуется обычным ЯркОсть искровОГО спектра недостаточна для ВНЗуальнОГО анализа. Основное достоинство искры составляет большая стабильность условий разряда и, следовательно, необходимая в количественном анализе стабильность условий возбуждения.
Работа с искрой практически не вызывает разрушення образца, что ВыГОдно Отличает искру От дуГН. 11ерспективным Высокочувствите))ьным источником све)а яв ляетсн также полый катод, В котором могут Возбуждаться элементы с Высоким НОтенциалом возбуждения. Днспергнрующий элемент разлагает излучение в спектр. Это наиболее важная часть спектрального прибора, в значительной степенн определяющая его аналктнческие возможности н основные характеристики: линейную дисперсию и разрешающую спо. собность. зьнспергирующий элемент характеризуется у г л о в о й д и с персией, которую определяют как угловое расстояние бге между двумя лучами с близкими длинамн волн Х! и Хе, ОгнеЛВ ьчй сенное к интервалу Гтй=Х! — )з, т. е с)т= — — ! — -- —.'.
'с)г угловой лх' б).' дисперсии днспергирующего элемента зависит л н н е й н а я д и с и е р с и я спектрального прибора с)г= — = —, где И Л! д! лх дх' линейное расстояние в фокальной плоскости прибора между дву. мя лучгчми с близкими длинамн ВОлн Р:1 и Хз, Отнесенное к разНости )ЗО=Х! — йт.
В П!)ВКТИКЕ ~~сто НСПОЛЬЗустся ВЕЛнггина, обратная линейной дисперсии: В .=-.1/В). тзна обычно находится в пределах от О,! до )0,0 нм/мм. Раз))еигаюгаей саособиостью соехтральиого ооибора иазывагот его соособность аавать разаельиое изобраюеиие двух соехтрвльггнх линий с близииии алииаии волн. гч,оличественной характеристикой разрец)нюшей способности 10)нбОра ЯВЛЯСтея ОтНОБ)СНИЕ Ьз==)//)Х, Гдс б).=-).1 — йт -- Интср Вал, В котором линии ).1 и йз наблюдаются разде)1ько, а з.= = — — — Срадняя дЛИНВ Воз)НЫ У ОбЫЧНЫХ СПЕКТралЬНЫХ НГН1 Х, ,+)е 2 боров разрец)акнцая способность составляет Величину от 5000 до 50 000.
В качестве диспергнрующего элемента использу)от и р из м ы, дифракционные решетки и ннтерферснционн ы е у с т р О й с т В а. Большое !)Вен!)Остранение В впали)нческой практике получили прнзменные спектральные приборы и приборы с днфракционной решеткои. !7рнзмы для Спе~тральных а~паратов изг~тоВляют нз Стек~а нлн кварца, так как этн материалы достаточно прозрачны в широкой области длин волн. Стеклянные призмы име)от более высо кую угловую дисперсик) и более доступны по сравнению с кварце ными, поэтому для работы в видимом и ближнем инфракрасном участках спектра обычно используют стеклянные призмы, Для исследования ультрафиолетовой области спектра примениют призмы из кварца Дифракпионные решетки в качестве диспергирующего элемента имеют сугцественные достоинства. Дисперсия света в дифракционной решетке не зависит от длины волны и разрешающая способность решетки значительно выше, чем призмы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
