О.Ф. Петрухина - Аналитическая химия (Физические и физико=химические методы анализа) (1110109), страница 22
Текст из файла (страница 22)
Кроме того, метод отличается высокой абсолютной чувствительностью и достаточной при определении низких концентраций воспроизводимостью. Фотографическая эмульсия фотопластинки интегрирует эмиссию источника излучения и усредняет ее нестабильность. Для получения и фотографирования спектров в широком интервале длин волн желательно применять полихроматоры большой дисперсии, что позволяет ле1че отделить исследуемые спектральные линии от фона или молекулярных полос, а также повысить чувствительность определений. Для | Работы в ультрафиолетовой области спектра, в которой нахо- 1 днтся большинство наиболее ярких спектральных линий эле- т 3 ментов, используют спектро~рафы с кварцевой оптикой (ИСП-30, ДФС-8), в видимой и частично в инфракрасной— спектрографы со стеклянной оптикой (ИСП-51, ДФС-8), Для выполнения преллагаемых ниже лабораторных Работ используют спектрограф Рис.
3.2Д треклннзовая система освешения шели спектрографа: ! — источник света: 2, 4, 5 — конаенсоры; 3 — промежуточная ливфрагма; 6 — шелк; 7— коллиматорный обаектив спектрографа Рис 3.2Л Диафрагма Гартмана ИСП-30 (рис. 3.! 9). Полихроматическое излучение плазмы, проходя через щель, попадает на зеркальный коллиматорный объектив, который поворачивает лучи и обеспечивает равномерное освещение призмы. Разложенный в пространстве по длинам волн свет собирается камерным объективом в его фокальной плоскости, отражается зеркалом и попадает на фотографическую пластинку. Одинаковое почернение спектральной линии по высоте является необходимым условием количественных измерений и получается только при равномерном освещении щели спектрографа источником излучения.
Наиболее совершенна в этом отношении трехлинзовая осветительная система (рис. 3.20). Линза 2 (см. рис. 3.20) дает несколько увеличенное изображение источника света на промежуточной диафрагме 3, которая позволяет вырезать различные зоны свечения источника эмиссии, а также экранировать раскаленные концы электродов и менять интенсивность светового потока. Кон денсор 4, расположенный за диафрагмой, проецирует изображение линзы 2 на щель спектрографа в виде равномерно освещенного круга. Линза 5 дает увеличенное изображение выреза диафрагмы 3 на объективе коллиматора. Таким образом, конденсоры 2, 4 и 5 играют роль вторичных полихроматических источников света.
Спектрограф ИСП-30 снабжен диафрагмой Гартмана, которую используют лля получения изображений спектров различной высоты на фотопластинке или для съемки расположенных вплотную 92 и без гоРизонтального смеще- Ю „,|я спектров железа и проб (рис, 3,21). Левая часть боль- в р ,лого фигурного выреза слу,,шит для ограничения высоты щели по краям и получения спектров различной высоты, его правая часть — для получения двух спектров в верхнем и нижнем концах щели. Пользуясь этим фигурным вырегг |5 ' ~а| э зом, можно получить спектр ггл пробы и два спектра железа — рис.
з.22. Характеристическая кривая один снизу, другой сверху (см, фотопластинки: ИС. 3.13). ФнтурНЪ|Й вырез в АС вЂ” областьнелолержек;А — область рис. нормальны» почерненнй; ВР— область пере- цситрЕ днафраГМЫ СяужИТ ддя лержек; й, — порог чувствительности фото- ПОлучения СПЕКтрОВ цситраЛЬ- пл.егинки; à — инерпил фотопл.стинки ной части щели. Наконец, девять одинаковых по высоте прямоугольных вырезов в правой части диафрагмы служат для получения шести спектров проб и трех спектров железа, расположенных вплотную один к другому, при однократной экспозиции спектра железа. Спектрограф также снабжен ступенчатым ослабителем, предназначенным для построения характеристической кривой фотопластинки.
Он представляет собой кварцевую или стеклянную пластинку, на которую нанесены один над другим тонкие слои платины различной плотности. В девятиступенчатом ослабителе первая и последняя ступени не зачернены и пропускают свет с интен' сивностью 1б. Остальные ступени пропускают ослабленные световые потоки.
Их пропускание Т(%) составляет: Т= Ч1. гле 1, — интенсивность светового потока, прошедшего через данную ступень. Величины пропусканий ступеней ослабителя обычно приведены в его паспорте. В спектрографе ИПС-30 приемником излучения является фотопластинка. При постоянной экспозиции между логарифмом "Ропускания Т, или логарифмом 1, и плотностью почернення Х фотопластинки существует зависимость, называемая характеристической кривой фотопластинки (рис. 3.22).
Угол наклона а пря"олинейного участка характеристической кривой к оси !а1(!ВТ) "азывают контрастностью; |я а — Фактор контрастности т. С повь'шепнем чувствительности фотопластинки ее контрастность 93 11 10 Ргзг. 3 23 Оптическая схема микрпфотометра МФ-2 1 — осаетительнаа лампа; 2, 1Π— конленсоры; 3, 7, 15 — поворотные призмы; 4, 6, 14 —, оаъектиаы; 5 — фотопластинка; 8 — шаль; 9 — фотозлемснт; 11 — микрошкала; 12 — гальа*номстр с зеркалом; 15 — зеркало; 16 — матовый зкран; 17 — фгпометрический клин обычно снижается. В количественном анализе используют фотопластинки с большой контрастностью эмульсии.
В качественном анализе спектр изучают и расшифровывают с,: помощью спектропроектора (в предлагаемых ниже лабораторных,,' работах применяется спектропроектор ПС-18). На экране спектро-1 проектора получают резкое изображение снятых на фотопластинке) спектров, которое изучают с использованием атласа спектральных! линий. Количественный анализ проводят, измеряя плотность почер-,' нений Я спектральных линий с помощью микрофотометров, например типа МФ-2.
Они снабжены линейной (миллиметровой) и логарифмической шкалами. Линейная шкала имеет диапазон де-1 лений от нуля до 1000. Так как Х= !81О/1 где 1О и У вЂ” соответственно интенсивность света, падающего на~ пластинку и прошедшего через нее, то для линейной шкалы Х =!агте/г7 где аО и а — показания гальванометра для незачерненного участка фотопластинки и для спектральной линии. Если ае = 1000, то Х = 18(1000/а) = 3 — !8а Логарифмическая шкала получается путем пересчета показаний линейной шкалы в величины 1005, она имеет диапазон зная ний от нуля до бесконечности. Оптическая схема микрофотометра МФ-2 приведена на рис.
3.23. Свет от лампы в микрофотометре разделяется на два световых пока Правый проходит через зачерненный участок на фогоплатинке, преобразуется фотоэлементом в ток, который вызывает и~ворот зеркала гальванометра. Левый световой поток, отражаясь от этого зеркала, дает возможность измерить отклонение зеркала от нулевого положения на шкале.
При фотометрировании спектро,рамму с отмеченными для этого спектральными линиями помещают на столик микрофотометра строго горизонтально фотоэмульсией вверх Изображение всех спектров на экране микрофотометра должно быть максимально резким. При измерениях с помощью микро- метрического винта медленно перемещают столик с фотопластинкой так, чтобы изображение исследуемой спектральной линии полностью прошло через щель. При этом показания почернений на шкале проходят через максимум, который соответствует почернению спектральной линии.
Затем перемещают изображение линии через щель в обратном направлении и снова отмечают максимум. Измерения проводят не менее трех раз, при этом расхождения результатов измерений не должны превышать 0,01 по логарифмической шкале. Практические работы Работа 1. Качественный анализ стали Качественный фотографический спектральный анализ проводят для установления наличия в анализируемом веществе примесей металлов и некоторых немегаллов при их содержании 1Π— 10 л %. Работа включает фотографирование спектра анализируемого вещества, проявление и фиксирование фотопластинки, расшифровку спектра.
Приборы и реактивы Кварцевый спектрограф ИСП-30 с трехлинзовой осветительной системой Спектропроектор ПС-18. Генератор дуги переменного тока ДГ-2. Штатив Секундомер. Спектрографические фотопластинки высокой чувствительности, тип 1. Стержни стандартных образцов стали. Железные электроды.
Проявитель. Фиксаж. Выполнение работы В фотокомнате при желто-красном освешении заряжают фото-,' пластинку в кассету спектрографа. Для этого открывают крышку: кассеты и помещают в нее фотопластинку эмульсией вниз (сто-~ рона фотопластинки, на которую нанесена фотоэмульсня, имеет матовый отблеск). Фотопластинка должна свободно помещаться в' пазах кассеты. Закрывают крышку кассеты.
Устанавливают кассету .' в спектрографе и закрепляют ее при помощи винтовых зажимов,', Устанавливают кассету в начальном положении (16 мм по шкале) кассетной рамки), нажимая кнопку на пульте спектрографа, пред-1 варительно подключенного к сети. Открывают заслонку кассеты и фотографируют миллиметровую шкалу. Для этого поворачивают рукоятку шкалы в рабочее положение и включают лампочку, освешаюшую шкалу, экспозиция 15 с. Возвращают шкалу в исходное положение и перемешают кассету на 1О делений, нажимая кнопку на пульте спектрографа. Устанавливают ширину шели спектрографа 0,008 мм, вставляют перед шелью спектрографа диафрагму Гартмана (см. рис.
3.21) так, чтобы штрих шкалы перед цифрами 2, 5, 8 находился против края. насадки шели, а цифры шкалы были в нормальном (не перевернутом) положении. В этом случае за одну экспозицию на фотопластинке будут получены спектры железа, окружаюшие спектры проб.' Закрепляют электроды из спектрально чистого железа в держателях штатива с межэлектродным промежутком 2,0 мм, измеряемым при помоши специального шаблона.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
