Ю.А. Золотов - Основы аналитической химии (практическое руководство) (1110140), страница 70
Текст из файла (страница 70)
Болыпинство элементов можно определять атомно-абсорбционным методом как в пламенах, так и в печах. Однако при использовании электротермических атоми-:::!-:;:;,, заторов пределы обнаружения, как правило, на несколько порядков ниже. Это связано, главным образом, с тем, что в электротер-, ' ': —.';:~' мических атомизаторах эффективность атомизации значительно:-"„:!", выше, чем в пламени, а количества пробы, используемые для анализа, значительно ниже.
Варьирование температуры атомизатора — потенциально очень эффективный способ оптимизации атомно~пектроскопических методик, поскольку степень атомизации и возбуждения' элементов образца, а также глубина протекания побочных физико-химических процессов сильно зависят от температуры. Следу- = -";-,'!' ' ет, однако, иметь в виду, что для многих типов атомизаторов зло (пламен с заданным составом горючей смеси, дугового и искрового разряда) варьироваиие температуры возможно лишь в достаточно ограниченных пределах (например, путем регулирования соотношения горючий газ — окислитель или изменения тока разряда). Самым «гибким» температурным режимом обладают электротермические атомизаторы в атомно-абсорбционной спектроскопии, температуру которых можно плавно регулировать (и достаточно строго контролировать) в пределах от комнатной до 2700 — 3000 'С, изменяя ток нагрева печи.
Выбоп рабочей температуры атомизатора зависит от характера по6очных процессов, протекающих с атомами определяемого элемента в условиях анализа. Если основным побочным процессом является образование труднолегучих или труднодиссоциирующих соединений, температуру следует увеличивать, если ионизация — уменьшать.
Природой протекающих побочных процессов необходимо руководствоваться и при выборе спектроскопических буферов (модификаторов матрицы). Так, для предотвращения образования труднодиссоциирующих соединений, в частности, оксидов (а также соединений с авионами кислород- содержащих кислот — фосфатов, сульфатов н др.) многих металлов — вводят «освобождающие» добавки — соединения элементов (например, Бг или 1л), образующих еще более прочные оксиды, сульфаты, фосфаты и др. и, таким образом, способствующих атомизации определяемого элемента.
Для разложения устойчивых оксидов применяют и модификаторы-восстанови- тели, например, аскорбиновую или лимонную кислоту. Для подавления помех, вызванных ионизацией, следует использовать «ионнзационные буферы» — соединения легко ионизирующих щелочных металлов (Ы, Ха, К). Отметим, что ввиду крайней сложности процессов, протекающих в условиях атомизации, и немалых экспермиентальных трудностей, связанных с их исследованием, детальный механизм действия многих успешно используемых на практике модификаторов матрицы до сих пор не выяснен. 7ЗЛ. ОБЩИЕ УКАЗАНИЙ К ПРАКТИЧЕСКИМ РАБОТАМ ПО АТОМНОЙ СПЕКТРОМЕТРИИ И МЕРАМ БЕЗОПАСНОСТИ Перед выполнением практических работ необходимо: — ознакомиться с инструкцией о мерах предосторожности и по технике безопасности при работе со спектральными приборамн,' — ознакомиться с содержанием и последовательностью выполнения предложенной работы; — ознакомиться с техническим описанием и правилами работы на спектральных приборах, необходимых для вьшолнения е 12~-200 361 для..""„,.
е ддя-' .', а (дуг'о-,'.,' пшрину,':,::;;::~ ть бара.-; ';,.',;„' отметку: и гене горизои- -. -'--:".' дов осуй водой::::; оппеле::,::;.',;,: ораьг евниной: .::'::.'.,<< погасло ".;.'-.."-'~ об этом и го-:-,-', ';.' ) крыть оздуха, воров предложенной работы (стилоскоп, спектрограф, пламенныи тометр, атомно-абсорбционный спектрометр); — получить задание и подготовить серию необходимых работы образцов сравнения; — включить прибор в сеть и установить необходимы рабогы параметры приборов. При использовании спектрографического метода: — установить необхоимый режим работы генератор вой или искровой), силу тока, емкость, индуктивность, щели спектрографа. Прн установке ширины щели праща бан О,ООО; ан микрометрического винта осторожно, не проходя — проверить надежность заземления спектрографа ратора; — не прикасаться при включенном генераторе к токо частям установки: генератору, п3татнву для электродов; — держатели электродов перемещать по высоте и по тали с помощью юстировочного барабана; — переключение электрической схемы, смену электро ществлять только после отключения прибора от сети.
При использовании пламенных спектральных методов менной фотометрии или атомно-абсорбцнонного метода — установить давление газа и воздуха; — проверить работу распылительной системы и заже релку; — промыть горелку и распылитель дистиллированно и приступить к измерениям; — при переходе к работе с растворами меньшей к рации определяемых элементов и к анализируемым раста промыть горелку и распылительную систему дистиллир водоц; — если в процессе работы по какой-либо причине пламя, немедленно перекрыть вентиль «газ» и сообщить лаборанту; — по окончании работы после промывания распылителя релки дистиллированной водой в течение !Π— 15 мин пере вентиль «газ», затем «воздух» и выключить прибор.
В лабораторный журнал следует записать: — название метода и работы; — название прибора, состав газа„давление газа и в длины волн (нм) линий определяемых элементов', — величины концентраций и объемов стандартных раст определяемых элементов, используемых при приготовлен разцов сравнения; за — концентрации определяемых элементов в образцах сравнения; — результаты фотометрирования; — результаты определения элементов, полученные графическим или расчетным методом. 7.3.3. ВИЗУАЛЬНЫЙ АТОМНО-ЭМИССИОННЫЙ МЕТОД АНАЛИЗА Для выполнения зкспрессного качественного и полуколичественного анализа сплавов черных и цветных металлов, к точности которого не предъявляется высоких требований, применяют визуальный спектральный метод с использованием приборов, называемых стилоскопами.
Данный метод позволяет оценивать малые содержания марганца, хрома, никеля, кобальта, титана, вольфрама, молибдена, углерода, серы, кремния и других элементов в сталях и сплавах. Анализ с помогцью стилоскопа заключается в следующем, Между анализируемым образцом и медным дисковым электродом зажигают электрическую дугу или искру. Ее излучение трехлинзовым осветителем направляется на диспергирующие призмы.
Поворачивая постепенно призму, наблюдатель изучает в окуляр спектр анализируемого образца. Обнаружение компонентов анализируемого образца и оценку их содержания проводят соответственно по наличию и интенсивности определенных линий в различных областях спектра (табл. 7.2), Т аб лала 72. Свектралевые лвввв коев<овевтов сталей в аиааов 3б3 В фиолетовой области спектре 4ааО 42аО 4272 нм 4334 4404 441,5 нм 430,В 432,б В глубей области спектра 452,5 45аб 453, 1 нм Практические работы Работа 1 ЧежЛУ толтбой и зеленой Областями спектРа 4В70 499 О 492 О нм 491,9 В желтой области спектра 549,7 5505 55От 5570 557,3 ббкбнм 354 Спектральные линии элементов образца нельзя иаблю а изо лироваипо, так как интенсивности линий зависят ие только от лю дать их содержания в образце, ио и от условий возбуждения спектра; кроме того„трудно судить об интенсивности отдельной линии, ие сравнивая ее с какой-либо стапдартяой линией.
Поэтому иитес виость спектральной линии оценивают путем сравнения и и с ее нят другими спектральными линиями, интенсивности которых пры за условный стандарт. Таким образом, о содержании ис-. ':;:13 рикомого элемента судят по отношению интенсивностей двух линий рассматриваемого участка спектра: линии определяемого:.:;„. элемента и линии сравнения, за которую принимается ливия основы сплава (например, железа). -1 Наблюдение н изучение дугового спектра железа При изучении спектра железа нетрудно заметить несколько характерных групп линий (рис. 7.6), В фиолетовой области спектра от 425,0 до 433,7 им наблю- даются около десяти довольно ярких линий, большинство из которых расположено на равных расстояниях друг от друга (иапример, три линии прн 425,0; 426,0 и 427,2 вм). Сравнитель- но недалеко находятся еще три яркие линии: цри 438,4' 4404 ';.":,;;.-'- и 441,5 нм. т ! ъ В голубой области от 450,0 до 460,0 вм наблюдаются три".:,-',:-',',.';..;.
яркие линии при 452,5; 452,8 и 453,1 вм, которые четко выделяют- ся иа сравнительно бедном линиями участке спектра. Между голубой н зеленой областями спектра обращают на себя внимание три двойные линии: при 487,0; 489,0 и 492,0 им., В желтой области спектра выделяются две группы из трех линий: прн 549,7„550,1; 550,7 нм и 557,0; 557,3 и 557,6 вм. '.'"";;:,'. В промежутках между этими линиями ярких линий нет. Все указанные линни сравнительно легко обнаруживаются в спектре благодаря своему характерному расположению и позволяют идентифицировать линии в более сложных спект- рах. Умение ориентироваться в спектре железа значительно об- легчает выполнение в качественного и полуколнчествепного ана- лиза. 553,7 бб1,5 рис, 7.6.
Характерные участки дугового спектра железа Обнаружить в о как никель, молибд вых спектрах этих зл которых отиосител основы стали) и с рис. 7.7. )в тслубой области спектра) )бе) 4ВУ,В 4УД 7 478, У нм ) 557, Э нм )в желтой области слв«тра) )Ре) 548,О 55В,т ббхб нм йрщщ|квциа лгееФгвкв (молву голубой и зеленой областями спектра) и), !484,4 нм) )Ре) куВ,у Работа 2 Обваружеиве легирующих добавок в стали бразпах стали такие легирующие добавки, ':,'';' еи, вольфрам, можно по наличию в атомементов характерных линий, расположение .':::,' ьио линий в спектре железа (элемеита— оответствующие длииы волн указаны па Работа 3 Полуколичествеииое определение хрома в маргаипа в стали Полуколичесгвеиный анализ образцов стали иа содержание элементов с помощью стилоскопа основан иа визуальной оценке яркости (интенсивиости) спектральных линий элементов.
Содержание элемеита оценивают путем сравнения интенсивности его линии и спектральных линий основного компонента сплава (железа), интенсивности которых приняты за условный стаидарт. При определении хрома следует изучить фиолетовую область спектра и сравнить интенсивности линий хрома и железа при 425,4 и 424,7 им соответственно (рис. 7.8). При равенстве их интенсивностей содержание хрома составляет 0,1%. При определгиик марганца изучают голубую область спектра, в которой находятся линии железа при 485,9 (2Ре) и 478,б им (бре), а при наличии марганца — его линии при 482,3 (1Мп!) и 478,3 им (5 Мп!). Сравнив интенсивности пар линий железа и марганца (рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
