книга 2 (1110135), страница 45
Текст из файла (страница 45)
Эту зависимость называют рсрл улов Пслгехаве — Шайбе. Если считать коэффициентЫ а и Ь псютоянными величинами, то усеенелве (1!.60) ь и* тр н сем и перв-- ле концентрации асемента (рис. !!.27). Из рис. !1.27 видно, что при малых коапснграцлях щемеию интевсивноств спектральной линии прямо пропорциональна с (область !).
В области У интенсивн ть р с*т увеличением «онпентрацни медленнее, чем в области !. Эта область хорошо описывае;са уравнением (11.60). При дальиейпгем увеличении концентрации интенсивность линии достигает насыщенна (область У) н несригодн лля количественаог аищизм Физнчепшп смысл ксэрфициевтв б ясен иэ рассмотрения крив в гюста, ов является функцией коицентрадии сютвето в!тощего элемента Ь = = У(с) и определяется своиствами спектральной линии.
В областях ! и У величина б имеет предельные жачсвия ! и О, в области У вЂ” вроммвуъэчнсе (рис. П.ЗЗ). Преимущества уравнения (УВ60) перед другими возможными функциями Я = ~(с) 1) практически всегда можно подобрать условия проведения анализа, при которых Ллл измеряемого интервала концентраций коэффициенты а и О будут постоянными величинами; 2) в ограниченном интервале концентраций логарифмическая зависимость между относительной интенсивностью двух линий и относительной концентрацией определяемого элемента в пробе имеет линейный вид.
Вснгочиики еоэбухдсиия В основном в спектральном анализе используются электрические источники ток». 244 Дуга постоянного тока. В методах спектрального анализа электрический разряд постоянного тока быв одним из первых источников света Он не утратил своего значения до настоящего времени и широко применяется для качественного и количественного анализа порошкообрэзных материалов — руд, минералов, особо чистых веществ и др Анализируемый обрааец в измельченном виде поыешают в услубление в нижнем электроде, который, как правило, является впалом. Температура плазмы дуги зависит от мшеривла электродов и иониэационного потенциала газа в межэлектрадном Шюстранстве.
Наибовее высокая температура плазмы ( 2000 К) достигается в глучзе применения угольных электродов, для дуги с медными электролами она составляет примерно 5000 К. Введение в плазму солей щелочных элементов (например, калия) снижает температуру плазмы до 4000 К. В угольной дуге постоянного тока возбулсдаются спектры почти ссес элементов, за исключением неметаллав, характеризующихся высокими потенциалами возбужденна. По сравнению с измерениями эмиссии или абсорбции пламени дуговой разряд обеспечивыт снижение предела обнаружения элементов нримерво на порядок, а также существенное снижение уровня матричных эффектов. Наиболее эффективно применение дуги постоянного тока при определении малых количеств тугоплавких соединений.
Для ряда элементов абсцчвжные пределы обнаружения равны 10 г — 1О э г (табл. 114). Использование химически активных добавок позволяет снизить предел обнаружения на 1 — 1,5 порядка. Т а б л н ц а 11Л. Эяюсентм, ояредаэжмые с эвнющью Вуги пассежпюго гена Д у г а п е р е м е н н о г о то к а. Дуговой разряд можно питать н переменным током, когда заряд прерывается 120 раз в секунду при гшряжении источника 2000-5000 В, и силой тока 1-5 А. Температура разряда в такой дуге несколько больше, чем в дуге постоянного тока, 245 и спектр такай дуги мажет содержать линии большего числа элемен тов.
Дуга переменного тока удобна при анализе осадков, которые молсно нанести на поверхность электрода выпариванием растворов И с к р а. Для получения искрового разряда на пару электродов налагают напряжение до 40 кВ. При этоы возникает разряд, повторяющийся 120 раз з секунду. Вся мощность источника реализуется в короткой зспыпгке (в течение миллисекунд). Сила тока при искровом разряде сначала очень высока, затем падает до 1 А и иеньше. В последнее время разработаны новые способы возбуждения — с помощью высокочастотных плазмотронов н некоторых форм тлеющего рааряда Вольшое внимание привлекают высокочастотные беззлектродные разряды при атмосферном давлении.
В них эффективно возбуждаются спектры большого числа элементов и в то же время исключмотся щюцессы на электродах, ограничивающих промежуток, где происходит разряд. Этот вид источников характеризуется высокой гааовой температурой, симметрично распределенной по сгустку плазмы, и возможно«тью вводить анализируемый раствор потокам газа, минуя электрод.
Наиболее серызные достижения в эмиссионном спектральном анализе связаны с появлением имдуктивно-связанной тшазмы. Индуктивносвязанная плазма (ИСП]. Плазма представляет собой гаэ, в котором атомы находятся в иаиизиронаином состоянии. Для получения индуктивио-связанной плазмы используем высокочастотный (ВЧ) генератор с рабочей частотой 27-бб )ГГ' и потребляемой мощностью 1,0 — 1,5 кВт. Плазма образуется в результате екдухпэокносо нагрева газа (чаще всего — аргана), протекающего через систему концентрических кварцевых трубок.
Трубки размещены внутри рабочей катушки ВЧ-генератора, представляющей собой медную спираль (иидуктор), обвивающую верхнюю часть трубок (рис. 11.28). Персменнып ток, Шюпускасмый через спираль, соэдьет магнитн пате вокруг катужки и з потоке газа, проходящем по кварцевым трубкам. Для возбуждения разряда в горелке, неходяыгя я в Вч ьжгнитном палс, необходима предварительная ионизация гаэь. Напряжение еа индукторе значительно меньше напра:сснпл пробоя рабочего газа, следовшеэьно, «ргоэ находится э вее сост явни. Поэ.юму сначала с помошью зспамсгтсльной схемы создают высокочэ тотную искру (искра 7'если), под дейсгвиси ютороя происходит ионизация плээмо брыуюшио газа. В США.
например. ВЧ-генераторы для позучслия ИСП р ботают Н чыто е 27.14 ЫГл. причем эта ча .гота свиреп!сна для нромьплленного испож эования. Стандартная частота гшератороэ фирмы уобю Утоп (!бранил) 40,68 ЫГц, стандартная потребляемая мошаость 1 — 3 кВт. 24б зэав з га.як оюз Рис.ц.за. Схем ист ни и ли:тнассезаниай плюзюй; 1- *св. иабл вевизг 2- Юлй Я НДР гиск Л ту и 5 - «а рцю р и:с 5. пото а ад щп ппа б-прме. хую ньа и ин Рис.!1.22. Горюн с Нндуюги ни сааз иной плю сй анфигурэция 1 - норм ыая юг тнча«юг заа !НДЗ); 2 нду«ци нз вона; 2 вж в илмюг излу ния; б - юр зоас 5 - зо пр д зрит лига в, р ею б- з г е ер Можне сказать, что с помощью разряда Теплы в область магнитного поля кнжектнруются эзатравочнью' электгюны, которые и осуществлнют 'поджог оггазмы.
После этого ашоматическн ннлго жется Вчч евера р и сс дает«я Фак л за счет нэаимодейсгвия (индуктивной связи) пульсируьлцего магнитного аюа с текущим газом, злектропр водность кпторя пбеспечивавгся за гчет зыс ьъй степени иониззции. Индукционная катушка выполняет роль первич- "'4 обмотки трава)юрматсрж роль вторичной сбмотгси выполняют всбодные электроны плазмы ЧЪк высоной частоты у протекая через иидуктор, создаю переменное магнитное поле ц силовые линии которого проходят внутри горелки и внт ее (см.
1'нс 11 22). Вследствие наличия в плазме злекцюнов и ионов переменное мютит 'юное поле индуцирует кольцевой (замвнугыгг) ток. пад действием пернченнсгс юавтромзгииткого поля происходит ускорение заряженных ~зотин. За счет дщгзюгй этих частиц с нгй рвльными атомами пбюн ходит дополкительнап и н» ниэаиия гааз и его нагрев. При надпюнапгем газовом потоке и уровне мош- 242 ности мгновенно Оюрмируегся самополдержизаюэгая аргоиовзя плазм (рис, 11.20) с температурой а 10 000 ло 6000 К (рис 11.30), что знатитыьно выше температуры, при коюрой плавится квараевое смжяо. Следует обратить внн мание на то, по темпемотурв ИСП выше, эем у пламен (см.
таЫ. 11.5) нлн элктритеской дуга на постоянном токе (3000-6000 К), вс ниже, эем у искры (- 10000 К) Зашита истопника от саморазрушения достигается при помошг дооотггительнопт (внешнего) тока «ргона, выполняюжегс роль охладителя. Для этих целен используют трехтрубэатый плазмотрон-горелку (рис. 11.20) (илц лвухтрубтатый), изптовленную из аварца, с внутренним лиаметром вншлней трубки 15 — 20 мм. Горелка ИСП состоит из трех кюрцевых трубок, по нет рым нлаэмосбрзэуюший гзз (аргон) подается с разной скоростью, образуя соответствецна три потока. 1) внешний поток — охлаждающий гэз, он же может служить и пгашмообразуюшим гамм; его назва ение — сбраэояание н стабилизация плазмы, а главное — прецотврмцение контакта между плазмой и стенкой га1ллки; расход охлаждаюшшо поза 10 — 20 лг'мнн! 2) промеж!"тонный поток — плпюмссбразуюший гвз (используется не во в ех плашгатронах); раахол газа 1 л(мин; 3) поток газа, ралыляюший (транспортирующий) ээртзоль, юпорыи служит лая ввода аэрозоля пробы в плазму расход пюа 0,5-2 л/мин.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
