Тема 03-04 - Атомная спектроскопия (1114274), страница 2
Текст из файла (страница 2)
обратному эффекту Зеемана,расщеплению линии в магнитном поле и ееполяризации23.03.201458Эффект Зеемана (E)Магнитное поле + , +, - , –Поляризована поперекмагнитного поляПоляризована поперекмагнитного поляПоляризована вдоль направлениямагнитного поля23.03.201459Коррекция поглощения фона по Зееману1.2.3.4.23.03.2014Атомизатор помещают в сильное магнитноеполеАтомные линии расщепляются иполяризуются, молекулярные помехи – нетПопеременно измеряют поляризованныйсвет в плоскости магнитного поля(суммарное поглощение) и поперек поля(только фон)Электронная система прибора компенсируетфоновое поглощение60Цвета на схемеМешающий фонЛиния атомной абсорбцииЛиния источника23.03.201461Схема ЭТААСМагнитное полеГрафитовая кюветаПоляризованный светНеполяризованный светВращатель поляризацииIфон+ АА23.03.2014фонфон+ ААфон62Достоинства ААС как зрелого метода667 ЭлементовОпределениеконцентраций - от ppbдо %Типичнаяпогрешность - лучшечем 1 % RSDОчень простаяподготовка образцовБолее 500 методикдля разных объектовОчень легкаянастройкаспектрометраАА-спектрометрыочень легки вуправленииОгромный рынокхорошо отработанныхприборов иматериалов (около$100 млн.
в год)Включение ААС вСтандарты,Фармакопеи,Методики Измеренийи т.п.Важные задачи для ААС23.03.2014Питьевая водаПриродные водыЗагрязненияСточные водыКонтрольтехнологийАнализ на ртуть64Версия 20144.0Виды эмиссииТепловое (температурное) излучениеЛюминесценцияРассеяние света• Рэлеевское• Тиндаля• КомбинационноеОтражениеИзлучение Вавилова-ЧеренковаВ отличие от абсорбционной спектроскопии, у всех –разные законы23.03.2014М.А.
Проскурнин – Химфак МГУ. Лекции по спектроскопии, 2 курс, 2012. Лекция 4 – АЭСhttp://spectran.blogspot.com66ОпределениеАтомно-эмисионная спектроскопия – метод,основанный на термическом возбуждениисвободных атомов или атомных ионов ирегистрации спектра равновесного испусканиявозбужденных атомов в оптической областиВ иностранной литературе в последнее времятермин Atomic-Emission Spectroscopy заменяетсяна Optical Emission Spectroscopy (OES), AES – AugerElectron Spectroscopy – Оже-электроннаяспектроскопия23.03.2014М.А.
Проскурнин – Химфак МГУ. Лекции по спектроскопии, 2 курс, 2012. Лекция 4 – АЭСhttp://spectran.blogspot.com67Атомные спектрыУ всех элементов –характеристическиеспектры очевиднаявозможность длякачественного анализа23.03.2014М.А. Проскурнин – Химфак МГУ. Лекции по спектроскопии, 2 курс, 2012. Лекция 4 – АЭСhttp://spectran.blogspot.com68Атомная эмиссионная спектроскопия (АЭС)У всех элементов – характеристическиеспектры испусканияодновременное определениебольшого числа компонентов в сложных смесяхмного детекторов,каждый на определённую характеристическую длину волны23.03.2014М.А. Проскурнин – Химфак МГУ. Лекции по спектроскопии, 2 курс, 2012. Лекция 4 – АЭСhttp://spectran.blogspot.com70Оптическая схема (искровой) АЭС23.03.2014М.А.
Проскурнин – Химфак МГУ. Лекции по спектроскопии, 2 курс, 2012. Лекция 4 – АЭСhttp://spectran.blogspot.com71Основное уравнение АЭСВозбуждение атомов имеет термическуюприроду и описывается уравнением Больцманадля термодинамического равновесия длявозбужденных (*) и невозбужденных (0) атомов0 ≪ ∗IN*g*N0eg0E / kTN – число атомов, g – статистический вес состояния,E – энергия возбуждения23.03.2014М.А. Проскурнин – Химфак МГУ. Лекции по спектроскопии, 2 курс, 2012. Лекция 4 – АЭСhttp://spectran.blogspot.comc72Уравнение Ломакина-ШайбеРеальные параметры измерения(термодиффузия, ненулевой фон линий,самопоглощение) влияют на зависимостьинтенсивности равновесной эмиссии отконцентрацииIacbКоэффициенты a и b (b < 1) — эмпирические23.03.2014М.А.
Проскурнин – Химфак МГУ. Лекции по спектроскопии, 2 курс, 2012. Лекция 4 – АЭСhttp://spectran.blogspot.com73Формирование сигналов в оптической атомной спектроскопии.Тепловое равновесие БольцманаАтомный паратомизацияMионизациятермическая подготовка+ испарение{MX}Возбуждение,закон БольцманаMX+e +Mконд.
фазаАтомная эмиссияhN2N1M*E2E174Формирование сигналаКак и в ААС, есть ряд предварительных стадийСигнал формируют возбужденные одноатомныечастицы M*23.03.2014М.А. Проскурнин – Химфак МГУ. Лекции по спектроскопии, 2 курс, 2012. Лекция 4 – АЭСhttp://spectran.blogspot.com75Атомная эмиссияБольшинство элементов приатомизации испускают излучение схарактерным набором длин волнЧем более мощный и стабильныйисточник возбуждения используется,тем• большее число элементов можно обнаружить• больше чувствительность их определения23.03.2014М.А.
Проскурнин – Химфак МГУ. Лекции по спектроскопии, 2 курс, 2012. Лекция 4 – АЭСhttp://spectran.blogspot.com76Формирование сигналаКак и в ААС, есть ряд предварительных стадийСигнал формируют возбужденные одноатомныечастицы M*Как можно более высокая температура (чем выше, темлучшеС минимальной долей ионизацииI123T23.03.2014М.А. Проскурнин – Химфак МГУ. Лекции по спектроскопии, 2 курс, 2012. Лекция 4 – АЭСhttp://spectran.blogspot.com77Источники возбуждения в АЭСИндуктивно-связанная плазма (ICP-OES)Пламя (эмиссионная фотометрия пламени)Тлеющий разряд (GD-OES)Дуга и искра (arc/spark OES, sparc)Плазма постоянного тока (DCP-OES)Плазма, индуцированная лазерным излучениемПлазма, индуцированная микроволновымизлучением (MIP-OES)Распад, вызванный лазерным излучением (LIBS)В настоящее время подавляющее число работсвязано с использованием ИСП в качестве источникавозбуждения23.03.2014М.А.
Проскурнин – Химфак МГУ. Лекции по спектроскопии, 2 курс, 2012. Лекция 4 – АЭСhttp://spectran.blogspot.com78Распределение по атомизаторамПламяТлеющий разрядИскраИСПДуга23.03.2014М.А. Проскурнин – Химфак МГУ. Лекции по спектроскопии, 2 курс, 2012. Лекция 4 – АЭСhttp://spectran.blogspot.com79Два направления развития АЭСВысокочувствительный количественныймногоэлементный анализ• Плазменные методы• Искровые методыПростой качественный анализ свозможностью (полу)количественных оценок• Искровые методы (стилоскопы)23.03.2014М.А. Проскурнин – Химфак МГУ. Лекции по спектроскопии, 2 курс, 2012. Лекция 4 – АЭСhttp://spectran.blogspot.com80Пламенная АЭС: Базируется на визуальном анализеЭмиссионная фотометрия пламени– АЭС сатомизацией в пламениСостав пламен аналогичен пламенной ААС, при этомизменением состава пламени можно варьироватьусловия определенияПламя делают как можно уже(борьба с самопоглощением)Пламя – низкотемпературныйисточник, и применим длящелочных и щелочноземельныхметаллов (до 10-6 масс %).Метод простой и дешевыйВысокая воспроизводимостьпламени как источника атомизации23.03.2014М.А.
Проскурнин – Химфак МГУ. Лекции по спектроскопии, 2 курс, 2012. Лекция 4 – АЭСhttp://spectran.blogspot.com82СтилоскопыДешевые приборы,портативные ипереносные длявизуального анализа23.03.201483Искровой источникОбразецОптическая осьИскраКанал дляподачиаргонаЭлектрод23.03.2014М.А. Проскурнин – Химфак МГУ. Лекции по спектроскопии, 2 курс, 2012. Лекция 4 – АЭСhttp://spectran.blogspot.com84Принципиальная схемаИскровые АЭС приборы, какправило, многоканальные с кругомРоуландаИскровой источникДостаточно малая чувствительностьНаиболее пригоден для анализа твердых(металлических образцов)Вариант стилоскопииДешевыйВизуальный качественный и полуколичественныйанализ (сталей, других металлов и сплавов)Вариант high-end23.03.2014Высокая воспроизводимость (до 0.01-0.005)Очень высокая ценаМ.А.
Проскурнин – Химфак МГУ. Лекции по спектроскопии, 2 курс, 2012. Лекция 4 – АЭСhttp://spectran.blogspot.com86Вид градуировочной кривой для пламенной/искровой АЭСIсамопоглощениеионизацияc23.03.2014ИСПИСП – технология получения плазмы Для высокотехнологичного выращиваниякристаллов Для создания и обработки поверхностей Как источник ионов23.03.2014В атомно-эмиссионной спектроскопииВ масс-спектроскопииМ.А. Проскурнин – Химфак МГУ.
Лекции по спектроскопии, 2 курс, 2012. Лекция 4 – АЭСhttp://spectran.blogspot.com88Индуктивно-связанная плазмаТехнология получения плазмы в потокеинертного газа (аргона)1.В газе генерируются первичные ионы2.Ток газа проходит через сильное магнитноеполе3.Под действием магнитной индукции в газесоздается сильный электрический ток4.Ток разогревает плазму до 5000-10000 К23.03.2014М.А. Проскурнин – Химфак МГУ.
Лекции по спектроскопии, 2 курс, 2012. Лекция 4 – АЭСhttp://spectran.blogspot.com89ИСП-АЭСОднозначно основной метод АЭСОсновной метод всего элементногоспектрального анализа (испытывает всебольшую конкуренцию со стороны ИСП-МС)23.03.2014М.А. Проскурнин – Химфак МГУ. Лекции по спектроскопии, 2 курс, 2012. Лекция 4 – АЭСhttp://spectran.blogspot.com90Образование ИСПИскраФакелe + Ar = 2e + Ar+Нормальная аналитическая зонаЗонаиндукцииМодулируемаярадиочастотаПлазмообразующий(и самоохлаждающий) контурВспомогательный (осевой) контурАналитическийконтурМ.А. Проскурнин – Химфак МГУ.
Лекции по спектроскопии, 2 курс, 2012. Лекция 4 – АЭС23.03.2014http://spectran.blogspot.com91ИСПРадиальная1. Применим для всех элементовкроме Ar2. Очень высокая чувствительность3. Очень высокая стабильность4. Отсутствие самопоглощения –линейный динамический диапазондо 5 порядковАксиальная, на порядок вышеМ.А. Проскурнин – Химфак МГУ. Лекции по спектроскопии, 2 курс, 2012.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
