А.М. Гаськов - Методы исследования неорганических веществ и материалов (методические разработки к лабораторному практикуму) (1114431), страница 6
Текст из файла (страница 6)
отношение количества аналита, достигающего атомизатора, к введенному враспылитель; β – эффективность атомизации; NGS - число атомов, ионов и молекул восновном состоянии, способных к возбуждению за счет столкновений; NES –число атомов,ионов, молекул в возбужденном состоянии; EES - EGS – энергия возбуждения, т.е. разностьэнергии возбужденного и основного состояний; Т – температура ячейки атомизации; k –постоянная Больцмана.Наиболее благоприятной областью спектра для аналитических целей с точки зренияулучшения отношения сигнал/шум за счет уменьшения члена Iem в выражении (4) являетсяобласть длин волн < 300 нм. Это видно из рис.1, где приведены спектры ИСП при введениив нее деионизованной воды и органического растворителя.31DEIONIZED WATER:NONAQUEOUS SOLVENT:Рис.
1. Спектры ИСП при введении в нее деионизованной воды (верхний спектр) иорганического растворителя (нижний спектр).В АФС важную роль играет также атомизатор, ибо в подавляющем большинстве атомнофлуоресцентных методик атомные пары образуются при термической диссоциациимолекулярных соединений определяемых элементов, идущей либо в пламени, либо в дуге.Важным параметром атомизатора является коэффициент атомизации β. В таблице 1приведены коэффициенты атомизации некоторых элементов в различных пламенах.32Таблица 1.Коэффициенты атомизацииСостав пламениЭлементC2H2-N2OH2-N2OC2H2-воздухAg0.60.70.7Al0.13<0.0001<0.005Ba0.170.0050.002Ca0.50.040.07Cu0.70.90.9Ti0.10.003<0.003Общиепринципывыборатемпературыатомизаторадлянаблюденияатомнойфлуоресценции заключаются в том, что температура должна быть достаточно высокой длядиссоциации молекулярных соединений определямого атома; в то же время она не должнабыть настолько высока, чтобы заметно были заселены высокие атомные уровни.Таким образом, предлагаемая компромиссная температура - температура 2000 - 3000К.В качестве атомизатора может быть использована индуктивно-связанная плазма (ИСП),характеристикам которой посвящено немало работ.
Выделяются следующие преимуществаИСП: отсутствие химических и ионизационных помех, присущих пламенам, более высокаятемпература, сравнительно большое время нахождения аналита в атомизаторе, чтопозволяет за счет высокой эффективности испарения образца свести к минимуму помехи,связанные с рассеянием излучения.Важной характеристикой свойств флуоресцирующей системы и условий возбужденияявляется квантовый выход флуоресценции. Эта величина Y в значительной степениопределяет характеристики метода (формула 4).
Квантовый выход флуоресценции зависитот тушащих свойств газов (сечение тушения, давление), составляющих систему.Таблица 2.Квантовый выход флуоресценции в пламенахСостав пламениNaT1Рb2 Н2O2 – 4 N20.070.070.86 Н2O2 – 4 N20.050.10.12 Н2O2 – 10 Ar0.70.30.2Аr (Т = 3000 К)0.980.99133Из таблицы 2 видно, что в аргоновой плазме квантовый выход флуоресценции максимален.Следовательно, аргоновая ИСП о этой точки зрения является наилучшим атомизатором.Весьма важной деталью в АФС является источник возбуждения флуоресценции. От егоинтенсивности Iо (см.
формулу 4) напрямую зависит отношение сигнал/шум. В качестветаких источников применяют импульсные и непрерывные лазеры, лампы с полым катодом(ЛПК), высокочастотные безэлектродные лампы, ксеноновые лампы сверхвысокогодавления. Описано использование модифицированных ЛПК с усиленным выходом(коммерческое название SuperTM Lamp, Photron Pty. Ltd., Австралия). Эти лампы,работающие в импульсном режиме, обладают большей яркостью и позволяют увеличитьсигнал флуоресценции в 2 - 20 раз по сравнению с обычными ЛПК.ХОД ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАЧИ.•Приготовить стандартные растворы для калибровки.•Подобрать условия и приготовить водный раствор анализируемого объекта.
Определить,используя литературные данные, условия съемки.•Определить предел обнаружения, для чего отснять "О" раствор.•Определить концентрацию свинца в анализируемом растворе, проведя калибровку подвум точкам.Экспериментальные результаты представить в виде таблицы:№ измеренияИнтенсивность сигнала•Рассчитать концентрацию свинца в исследуемом растворе, определить относительноестандартное отклонение.•Определить необходимость использования метода разбавления или метода добавок дляпроведения измерений.•Сравнить полученный результат с данными литературы по определению свинца.34ЛИТЕРАТУРА.1. А.Н.
Зайцель.Атомно-флуоресцентный анализ, Л., Химия, 1983.2. AFS-2000. Theory, General Information. BAIRD Corp., Bedford, MA, 1987.3. Г.Н.Мазо, Г.Г.Главин. Сверхпроводимость, физика, химия, техника. 1991, т.4, №10,с.1995-1998.35Задача 7.ПРИМЕНЕНИЕ ОПТИЧЕСКОЙ МИКРОСКОПИИ В НЕОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИШтанов В.И.ЦЕЛЬРАБОТЫ: Исследоватьмикроскопии.микроструктурувеществаметодомоптическойВВЕДЕНИЕГлаз человека при нормальной остроте зрения на расстоянии наилучшего видения можетразличать мелкую структуру, состоящую из линий или точек, при условии, что соседниеэлементы структуры отстоят друг от друга не меньше чем на 0,08 мм. Для наблюдениямелких предметов и деталей, невидимых или видимых с трудом невооруженным глазом,существуют оптические приборы, дающие увеличенное изображение рассматриваемогопредмета.Используемые в исследовательской работе оптические приборы делятся на лупы имикроскопы.
Лупы представляют собой приборы, состоящие из одной или нескольких линз,и дают увеличение до 20 раз (20х). Микроскоп предназначен для наблюдению мельчайшихобъектов с увеличением значительно большим (до 2000х), чем дает лупа, и с соответственнобольшей разрешающей способностью. Микроскопимеет оптическую систему с двумяступенями увеличения; первая осуществляется объективом, вторая - окуляром.ХОД ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАЧИ.7.1. Исследование морфологии поверхности кристалла.•Подготовить микроскоп МБС-10 с кольцевым осветителем к работе.•Установить на предметный столик объект-микрометр и определить цену деления шкалыокуляра при разных увеличениях.•Сменить объект-микрометр на подложку (выращенную пленку, кристалл или учебныйобразец).•Описать (расположение, распределение по площади, размер и т.д.) и сфотографироватьсостояние общей поверхности объекта исследования, характерные и отдельные дефектыповерхности (ступени, границы зерен, включения, поры, фигуры роста и т.д.).36•Установить на микроскоп осветители направленного света и добиться выделения светомотдельных дефектов и сфотографировать их.•Подготовить микроскоп МИИ-4 к работе в режиме простого наблюдения.•Установить на предметный столик объект-микрометр и определить цену деления шкалыокуляра.•Сменить объект-микрометр на исследуемый образец.
Измерить размер кристаллитов,дефектов, пор. Определить высоту характерных дефектов с помощью микрометрамикроскопа.•Перевести микроскоп в режим наблюдения интерференционных картин. Найти исфотографировать плоские участки объекта и участки с максимальной кривизной.•Определить высоту характерных ступеней на фигурах роста (сколах подложки).7.2. Исследование микроструктуры поликристаллического образца•Подготовить микроскоп МИМ-7 к работе.•Установить на предметный столик объект-микрометр и определить цену деления шкалыокуляра и площадь поля зрения при различных увеличениях.•Сменить объект-микрометр на исследуемый образец.
Рассмотреть его в светлом итемном поле, определить количество фаз в нем и измерить размер кристаллитов,дефектов, пор в каждой фазе.•Протравить образец для выявления его структуры и повторить исследование, посчитатьплотность дислокаций и число малоугловых границ в случае исследованияориентированного кристалла или подложки.•Примечание: По желанию студента отдельные части работы могут выполняться намикроскопах МИИ-4 и МБС-9 (МБС-10) или вся работа на микроскопе МИИ-4.7.3. Визуализация фазовых превращений при нагревании веществаДля образцов сложного состава возможна визуализация процесса синтеза или фазовыхпревращений при нагревании образца с помощью высокотемпературного микроскопа НМ-4.Для выполнения этого варианта задачи студент должен иметь образец (таблетку) размером3х3 мм и толщиной не более 0,5 мм и предварительно снятую термограмму данногообразца.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
