О.Ф. Петрухина - Аналитическая химия (Физические и физико=химические методы анализа) (1110109), страница 28
Текст из файла (страница 28)
К недостаткам атомно-абсорбционной спектрофотометрии следует отнести сложность оборудования и высокую его стоимость, Количественное определение элементов в атомно-абсорбционном методе заключается в измерении относительной интенсивности двух световых потоков. Один из них проходит через плазму с введенным в нее анализируемым веществом, другой является контрольным. Аналитический сигнал может быть получен двумя способами. Согласно первому способу осуществляют последовательное во времени измерение интенсивности одного светового потока, прошедшего через поглощающий слой без анализируемого вещества, и затем измерение интенсивности светового потока, прошедшего через пламя с анализируемым веществом.
Для такого варианта измерения используют однолучевые приборы. Применение однолучевых приборов возможно только при условии высокой стабильности атомизатора и источника монохроматического излучения. Второй способ состоит в одновременном измерении интенсивности двух световых потоков, один из которых проходит через пламя с анализируемым веществом, а другой — не проходит. В этом случае применяют двухлучевые атомно-абсорбционные спектрофотометры. Принципиальная схема такого прибора с пламенной атомизацией анализируемого вещества представлена на рис.
3.27. Одна часть монохроматического излучения элемента от лампы с полым катодом проходит через пламя и фокусируется на входной щели монохроматора. Другая часть светового потока минует пламя и затем совмещается с первой с помощью тонкой пластинки. Выделенное монохроматическое излучение попадает на фотоумножитель или фотоэлемент. После усиления фототока он регистрируется измерительным прибором. Раствор поступает в пламя через горелку (атомизатор). Важнейшей проблемой в атомной абсорбции является отделение резонансного излучения элемента в пламени при данной длине волны от аналитического сигнала. Для этого падающее на поглощающий слой и контрольное (не проходящее через пламя) излучение модулируют или с помощью вращающегося диска с 116 отверстиями, или путем питания лампы с полым катодом переменным или импульсным током. Усилитель имеет максимальный коэффициент усиления для той же частоты, с которой модулируется излучение полого катода.
Лампы с полым катодом обычно одиоэлементны и, чтобы определить другой элемент, нужно сменить лампу, что увеличивает время анализа. Многоэлементные лампы, которые используют в атомно-абсорбционных многоканальных спектрофотометрах, позволяют одновременно определять несколько элементов. Атомно-абсорбционный метод может быть полностью автоматизирован, начиная от операции подачи проб до обработки результатов измерений.
Производительность метода составляет до сотен определений в 1 ч. Практические работы Работа 1. Определение меди в растворе Метод основан на поглощении атомами меди в пламени пропанбуган-воздух резонансного излучения спектральной линии 324,7 нм (4тБиз — 4 Рз7т), полУчаемого от лампы с полым катодом. /7риборы и реактивы Атомно-абсорбционный спектрофотометр с щелевой горелкой. Атомизатор: пламя пропан-бутан-воздух. Лампа с полым катодом (на медь, Х = 324,7 нм, ток разряда 5 мА).
Раствор соли меди СцбОл. 5НзО с концентрацией меди 1000 мкг/мл. Навеску соли Сц504 5Н20 (хч) 1,9б5 г (г" = = Мсизо ~н о/Ас„= 3,929) растворяют в 50 мл Нз504 (1:20), пе- 4 2 Реносят в мерную колбу вместимостью 500 мл и доводят объем Раствора до метки дистиллированной водой. Рабочий раствор соли меди с концентрацией меди 100 мкг/мл. Переносят 10 мл исходного раствора соли меди в мерную колбу вместимостью 100 мл и доводят объем раствора до метки дистиллированной водой. 1! 7 Выполнение работы Приготовление стандартных растворов.
Готовят четыре стан. дартных раствора, содержащих соответственно 1, 2, 4 и 8 мкг/мл меди. Для этого в мерные колбы вместимостью 100 мл переносят соответственно 1,00; 2,00„. 4,00 и 8,00 мл рабочего раствора соли меди, доводят объемы растворов до метки дистиллированной во . дой и тщательно перемешивают. Построение градуированного графика. Включают спектрофото-' метр, устанавливают в рабочее положение лампу с полым катодом (на медь) и дают прогреться электронной системе в течение 15 — ЗО мин. Устанавливают значение разрядного тока лампы, указанное в инструкции.
Подбирают необходимую степень усиления, напряжение для фотоумножителя и постоянную времени„ Выводят на щель монохроматора аналитическую линию меди (324,7 нм) по максимальному отклонению стрелки измерительно. го прибора. Устанавливают измерительную стрелку на "100" пц шкале пропускания Т, или на "0" по шкале поглощения А, изме-.
няя ширину щели. Ширина щели не должна превышать 0,1 мм, д противном случае увеличивают напряжение тока для фотоумнои жителя или степень усиления. Устанавливают по ротаметрам нужный расход сначала воздуха (480 л/ч), затем пропан-бутановой смеси и поджигают ее (поджиг начинают несколько раньше, чем подачу горючего газа). Проверяют работу распылителя и стабильность пламени. Внутренний конус пламени должен иметь минимальную высоту при сохранении зеленовато-голубой окраски. Корректируют нуль-прибора при распылении в пламя дистиллированной воды с помощью рукоятки "установка нуля".
Поочередно фотометрируют стандартные растворы не менее трех раз каждый, начиная с наименее концентрированного. По-, сле каждого стандартного раствора устанавливают нулевое погло-' щение прибора по дистиллированной воде. По результатам измерения поглощения стандартных растворов строят градуировочный график в координатах "абсорбция А — концентрация меди С (в мкг/мл)". Определение содержания меди в растворе. Анализируемый раствоР в колбе вместимостью !00 мл доводят до метки дистиллированной водой и тщательно перемешивают.
Фотометрирование раствора вы" полняют так же, как и эталонные, предварительно проверив поло; жение нуля прибора по дистиллированной воде. Измерение проводят не менее пяти раз. Рассчитывают содержание меди в 100 мд раствора, находят доверительный интервал и относительное стаН- дартное отклонение. 118 Работа 2. Определение серебра в сулыридно-цинковых люминофорах Серебро является активируюшей добавкой в ряде люминофорных материалов, широко применяющихся в производстве люминесцент„,х ламп, телевизионных трубок, радиолокационных экранов, в „тгенодиагностике. Атомно-абсорбционное определение этого ,„емента проводят по наиболее чувствительной линии поглощения 328,1 нм. Предел обнаружения серебра, который обычно оце„ивается величиной поглощения 0,005 для пламени при длине „оглошаюшего слоя 10 см, составляет при атомизации в пламени пропан-воздух 0,04 — О,! мкг/мл. Помехи от других элементов, присутствующих в анализируемом растворе, на поглощение серебра весьма незначительны.
Так, на анализ растворов с концентрацией серебра 10 — 50 мкг/мл присутствие 500 мкг/мл цинка, меди, железа, марганца и других элементов не оказывает никакого влияния на величину аналитического сигнала. В случае больших концентраций влияние помех должно быть изучено. Градуировочный график для серебра прямолинеен при концентрации элемента менее 5 мкг/мл. Приборы и реактивы Атомно-абсорбционный спектрофотометр. Лампа с полым катодом (на серебро, Х = 328,1 нм, ток разряда 12 мА). Атомизатор: пламя пропан-бутан-воздух. Раствор А8)х!Оз с концентрацией серебра 1000 мкг/мл. Навеску нитрата серебра А8ХОз 0,1575 г (Рл ыо,/А = 1,575) переносят из бюкса в мерную колбу вместимостью !00 мл, используя для этого 40 — 60 мл дистиллированной воды, подкисленной 2 — 3 каплями б М Н)МОз.
Раствор в колбе доводят дистиллированной водой до метки и тщательно перемешивают. Рабочий раствор А8ХОз с концентрацией серебра 100 мкг/мл. Переносят 1О мл раствора с концентрацией по серебру 1000 мкг/мл в мерную колбу вместимостью 100 мл и доводят объем раствора ло метки дистиллированной водой. Азотная кислота, концентрированная. Раствор Хп(ХОз)з, 10%-ный.
Выполнение работы Приеотовление стандартных растворов. Готовят две серии стандартных растворов. для приготовления первой серии в четыре мер"ые колбы вместимостью 100 мл переносят соответственно 1,0; 2 О; 5,0 и 10,0 мл стандартного раствора серебра с концентрацией !00 мкг/мл, доводят объем содержимых колб до метки дистиллинованной водой и тщательно перемешивают.
Вторую серию гото"ят аналогично предыдущей серии, но в каждую мерную колбу 119 дополнительно вносят по 14 мл 10%-го раствора к.п(!ч!03)2 и 4 мм концентрированной азотной кислоты. Построение градуированных графиков (см, работу 1). Определение содержания серебра в пробе. Навеску 1 г люмино фора, содержащего 100 — 1000 мкг серебра, переносят из бюкса в стакан из термостойкого стекла, в который предварительно было внесено б мл концентрированной Н)ч!О и 1 мл воды. Накрывакуг стакан часовым стеклом и нагревают содержимое на водяной ба не до полного разложения пробы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
