Основы-аналитической-химии-Скуг-Уэст-т2 (1108741), страница 38
Текст из файла (страница 38)
Такое излучение обусловлено возбуждением и эмиссией некоторых атомов анализируемого вещества. Эту трудность преодолевают, создавая условия для флуктуаций интенсивности источника с постоянной частотой; такой ,процесс называется модуляцией. В этом случае детектор получает сигналы двух типов †переменн от источника и постоянный от пламени. Эти сигналы преобразуются в соответствующие электрические сигналы, Регулировка и усиление переменного сигнала и отсечение немодулированного сигнала осуществляются при помощи простой электронной системы. Простой и вполне удовлетворительный способ модуляции излучения заключается в помещении между источником и пламенем вращающегося диска. При движении чередующиеся секторы этого диска прерывают свет. Вращение диска с постоянной скоростью обеспечивает колебания потока с требуемой частотой.
Модуляцию можно также осуществить путем подачи перемен,ного напряжения на источник. Приборы Прибор для атомно-абсорбционных измерений состоит из тех же узлов, что и спектрофотометр для измерения поглощения растворов ~рис. 23-1), т. е. источника, монохроматора, кюветы (в данном случае ее роль играет пламя или нагретая поверхность), детектора и усилителя-индикатора.
Основные различия между атомно-абсорбционными приборами и приборами для измерения поглощения раствора заключаются в различных источниках и кювете для пробы. Особенности этих узлов требуют обсуждения. Для атомно-абсорбционных измерений сконструированы одно- и двухлучевые приборы; в большей степени распространены приборы второго типа. Горелки. В атомно-абсорбционной спектроскопии пользуются горелками двух типов. В прямоточной горелке горючий газ и газокислитель поступают через отдельные каналы и смешиваются с анализируемым веществом у выхода из горелки. В щелевых горелках с предварительным смешиванием компонентов проба впрыскивается в большую камеру вслед за струей окислителя; анализируемый раствор, окислитель и горючий газ смешиваются, образуя аэрозоль, который поступает в щель горелки.
Более крупные капли собираются на дне камеры и выводятся. На рис. 25-2 приведены схемы устройства горелок обоих типов. 17% Атомная спекгооскопмя и 5 — 7 б — ь. Рис. 25-2. Горелки кли атомно-абсорбнионноа спектроскопии. л — првмоточная горелка: 1 — окислителм  — горючии газ;  — излучение 1, источкикаг З вЂ” пламя;  — к монокроматору;  — распмлениая проба; 7 — проба. б — щелевая горелка с препварительнмм смешиванием компонентов: 1 — проба; у — горючлн газ;  — излучение источника; 4 — распиленная проба;  — пламя;  — к монозроматоруг 7 — щель гореаюг;  — крыльчатка лля смешивания;  — сток; 10 — оюклитель, Горючим для пламени могут служить природный газ, пропан, бутан, водород и ацетилен.
Последний, пожалуй, используют наиболее широко. Обычные окислители — воздух, воздух, обогащенный кислородом, кислород и закись азота. Если требуется горячее пламя, предпочитают смесь закись азота — ацетилен, поскольку она менее взрывоопасна. Низкотемпературные пламена (например, воздушно-газовое) применяют преимущественно для элементов, которые легко переходят в атомное состояние, таких, как медь, свинец, цинк и кадмий. Наоборот, редкоземельные элементы образуют труднолету- 12» язв Глава 25 чие оксиды, для разложения которых требуется несколько более высокая температура; наибольшей чувствительности при определении этих элементов часто удается добиться, используя воздушно-ацетиленовую смесь.
Алюминий, бериллий, редкоземельные и некоторые другие элементы образуют исключительно устойчивые оксиды; нужную концентрацию атомов этих элементов можно получить только при высоких температурах, создаваемых в воздушно-ацетиленовом пламени или в пламени закнси азота с ацетиленом. Непламенные атомизаторы. Недавно было предложено несколько типов непламенных атомизаторов, оказавшихся особенно полезными при количественном определении следов разных элементов. В непламенных атомизаторах несколько микролитров пробы испаряют и озоляют при низкой температуре на поверхности графита, тантала или других проводящих материалов, нагреваемых пропусканием через них электрического тока.
Эти проводники изготовляют в форме полой трубки, полоски, стержня, лодочки нли лотка. После озоления через проводник пропускают ток силой 100 А или больше, что вызывает быстрое повышение температуры до 2000 — 3000'С; проба атомизуется за несколько секунд. Процесс атомизации наблюдают при помощи спектрофотометра, в котором излучение от источника проходит непосредственно над нагретой поверхностью.
Через несколько секунд оптическая плотность при длине волны поглощения возрастает до максимума, а затем падает до нуля, что соответствует атомизации и последующему улетучиванию пробы: в основе анализа лежит высота ника. Преимущество непламенных атомнзаторов заключается в необычайно высокой чувствительности при очень небольшом объеме пробы. Обычно расходуется 0,5 — 10 мкл; предел обнаружения в этом случае лежит в интервале 10-" — 10 — 'в г определяемого элемента. Относительная воспроизводимость непламснных методов обычно колеблется в пределах 5 — 10%; при пламенной атомизации можно ожидать воспроизводимости порядка 1 — 2'4. Монохроматоры или светофильтры. Атомно-абсорбционные приборы должны обеспечить достаточно малую ширину полосы, чтобы изолировать линию, выбранную для измерения, от других линий, которые могут накладываться на нее или снижать чувствительность определения.
Для некоторых щелочных металлов, имеющих лишь несколько широких резонансных линий в видимой области, подходят стеклянные светофильтры. Приборы, снабженные легко взаимозаменяемыми интерференционными светофильтрами, выпускает промышленность. Для каждого элемента имеется свой светофильтр или источник излучения. При применении этого при- 361 Избранные методы анализа Взвесьте три навескн по 0,25 — 2,5 г в зависимости от содержан~ия аэота,и заверните каждую в бумажный фильтр диаметром 9 см. Бросьте каждую навеску в колбу Кьельдаля емкостью 500 мл 1бумажная обертка не позволит анализируемому веществу прилипнуть к горлу колбы).
Добавьте 25 мл концентрированной серной кислоты и 10 г растертого в порошок КТО,. Добавьте катализа-, тор (при~мечание 1) и укрепите колбу в наклонном положении в штативе. Осторожно нагрейте смесь до закипания Нт504. Продолжайте нагревание, пока раствор не обесцветится Или не станет светло-желтым; зто может продолжаться 2 — 3 ч. При необходимости осторожно добавьте выпарившуюся кислоту.
Уберите горелку и дайте колбе охладиться. Перемешайте, если жидкость начнет затвердевать. Осторожно разбавьте 250 мл воды и охладите до комнатной температуры под струей водопроводной воды. Если каталогизатором служила ртуть, добавьте 25 мл 4'/в-ного раствора сульфида натрия. Затем закончите анализ, как описано в третьем и четвертом .абзацах методики определения неорганических солей аммония.
Рассчитайте процентное содержание азота в образце. ПРИМЕЧАНИЯ 1. В,качестве каталнзатооа может служитгс капля ртути, О,б г Няо, кри'- сталл Синов 0,1 г ое или 0,2 ~ Спбеоз. Можно обойтись и без катализатора. 2. Рекомендуется через все стадии анализа провести холостой опыт с кусочком фильтровальной бумаги. Кислотно-основное титрование в ледяной уксусной кислоте В гл.12 т. 1 отмечалось, что замена воды неводным растворителем позволяет, определять вещества, которые в водной среде являются недостаточно сильными кислотами или основаниямм.
Приводимые ниже примеры иллюстрируют воэможность применения в качестве растворителя ледяной уксусной кислоты 161 (более подробную информацию можно найти в гл. 12 т. 1). ОПЫТ 14. ПРИГОТОВЛЕНИЕ И СТАНДАРТИЗАЦИЯ РЕАГЕНТОВ 1. Приготовление 0,1 н. раствора НС/Ов Смешайте 8,5 мл 72~/о-. ной хлорной кислоты приблизительно с 300 мл ледяной уксусной кислоты и добавьте 20 мл уксусного ангидрида.
Разбавьте примерно до 1 л ледяной уксусной кислотой. Дайте раствору постоять ночь или дольше, чтобы ускусный ангидрид прореагировал с во- ~ дой. 362 Глава 3! 2. Приготовление 0,1 н. раствора ацетага натрия. Растворите 8,2 г. безводного ацетата натрия в ледяной уксусной кислоте и разбавьте кислотой приблизительно до 1 л. 3. Приготовление индикатора мгтилового фиолетового. Растворите 0,2 г метилового фиолетового в 100 мл хлорбензола. ПРИМЕЧАНИЕ Если любой иэ этих реагентов попадет нв кожу, немедленно промойте водой пораженную поверхность. 4. Определение соотношения объемов кислоты и основания. Заполните бюретки растворамги хлорной кислоты и ацетата натрия и отмерьте примерно 30 мл кислоты в колбу. Добавьте 2 капли индикатора метилового фиолетового и титруйте раствором ацетата натрия до слабофиолетовой окраски индикатора.
Поупражняйтесь в определении конечной точки, добавляя к раствору небольшие количества кислоты и основания. Повторите титрование с новой порцией раствора хлорной кислоты. Рассчитайте соотношение объемов кислоты и основания. 5, Стандартизация растворов. Высушите бифталат калия КНСвН„О, в течение 1 ч при 110'С и охладите. Взвесьте несколько навесок препарата по 0,5 — О,б г !с точностью до 0,5 мг), перенесите в колбы и в каждую добавьте по 60 мл ледяной уксусной кислоты.
Осторожно нагрейте смесь до полного растворения и затем охладите до комнатной температуры. Измерьте и запишите температуру раствора хлорной кислоты. Заполните бюретки растворами хлорной юислоты и ацетата натрия. Добавьте в каждую колбу 2 капли индикатора метнлового фиолетового и титруйте, определяя конечную точку так же, как делали зто при установлении соотношения объемов кислоты и основания.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
