1612724716-f21fc834921033a74d2bdb990181a32e (829130), страница 11
Текст из файла (страница 11)
Абсолютные пределы обнаружения достигают в рядеслучаев 10–13—10–14 г, относительная случайная погрешность измерений при пламенной атомизации составляет 2—5 %, при атомизации в электротермических атомизаторах — до 5—10 %. Вышесказанное позволяет использовать АА метод для определения примесного и в некоторых случаях основного состава различных веществ иматериалов. В литературе описано определение более 70 элементов58в разных объектах: водах, почвах, воздухе, рудах, реактивах, биологических и технологических объектах, высокочистых веществах ипр.АА метод анализа основан на измерении поглощения атомамимонохроматического света при пропускании его через пары анализируемого вещества.
Как метод аналитической химии АА анализвпервые был предложен в 1955 г. австралийским исследователемУолшем и др. авторами.Зависимость наблюдаемого атомного поглощения от концентрации поглощающих свет атомов характеризуется законом БугераЛамберта-Бера A = lg I0 / I = k l C, где k — коэффициент поглощенияизлучения (в пересчете на атом) в центре линии поглощения, С —концентрация или число поглощающих атомов, l — длина поглощающего слоя.В АА анализе необходимо превращение анализируемого вещества в атомарное состояние, что обычно осуществляют нагреваниемего до температуры 1500—3000 oС.
При этих температурах поглощение соответствует переходам с основного состояния. Эти линиии используются в АА анализе.Существует несколько методов измерения атомного поглощения.В АА спектральном анализе используется метод, предложенныйУолшем; он заключается в непосредственном измерении поглощения в центре линии. Для его реализации поглощающий слой паровисследуемого вещества просвечивают пучком света с длиной волны, соответствующей центру линии атомного поглощения. В качестве источников света применяются газоразрядные лампы низкогодавления, которые позволяют получать эмиссионные атомные спектры определяемых элементов с узкими линиями (например, лампы сполым катодом). Для атомизации используются пламена или электротермические атомизаторы, в которых линии поглощения значительно уширены за счет допплеровского и лоренцевского эффектов.Схема АА спектрометра, показанная на рис., мало отличается отсхемы фотометров и спектрофотометров.59243398715610Рис.
Схема атомно-абсорбционного спектрометра.Она состоит из следующих элементов: лампа с полым катодом(ЛПК) 2 с источником питания 1, испускающая линейчатый спектропределяемого элемента; система конденсоров 3; атомизатор, переводящий анализируемое вещество в атомарное состояние (на данном рисунке атомизатором является пламя 4); анализируемый раствор из емкости 5 через капилляр 6 распылителем подается в щелевую горелку 7; монохроматор 8 выделяет резонансную линию определяемого элемента из спектра источника; приемником света является фотоумножитель 9; регистрирующий прибор — 10.Анализируемое вещество, как правило, предварительно растворяют, и раствор распыляют в пламя щелевой горелки (или вводят спомощью микропипетки в электротермический атомизатор). Привысокой температуре в зоне атомизации анализируемое веществоиспаряется и диссоциирует на атомы, которые участвуют в поглощении проходящего через них света.
На выделенной монохроматором длине волны измеряется оптическая плотность A. Для определения концентрации элемента в растворе предварительно строятградуировочный график в координатах A = f(C), измеряя в постоянных условиях оптические плотности газа для 3—5 растворов сравнения с известной концентрацией.Анализ минеральной воды на содержание Ca, Mg, Na, KАппаратура, материалы, реактивы1. Атомно-абсорбционный спектрометр Z-8000, фирмы Хитачи,Япония.2. Лампа с полым катодом Сa / Mg.3. Колбы мерные стеклянные на 100, 50, 25 мл.604. Вода деионизованная.5. Головные стандартные растворы натрия, калия, кальция, магния — по 1 мг / мл металла.6.
Рабочие растворы сравнения РС (4 серии, отдельно на каждыйопределяемый компонент) готовят из головных в мерныхколбах, последовательным разбавлением деионизованной водой.Концентрации элементов в РС в мкг / мл:Na: 1, 2, 4, 6, 8, 10; K: 2, 5, 10, 15, 20;Ca: 2, 5, 10, 15, 20; Mg: 1, 2, 4, 6, 8.Проведение анализаСпектрофотометр подготавливают к работе согласно инструкциипо эксплуатации: устанавливают лампу с полым катодом, настраивают длину волны, ширину щели, напряжение на ФЭУ.Условия определения:ЭлементNa*K*CaMg589.0766.5424.7285.2λ, нмСила тока7.57.5ЛПК, мАШирина ще0.41.31.31.3ли, нмРасход аце2.22.32.32.2тилена, л / мин.*- калий и натрий определяют в режиме атомной эмиссии (методпламенной фотометрии - ПФ).Расход воздуха — 9.5 л / мин.Для определения натрия анализируемую минеральную пробуразбавляют в 100 раз, для остальных элементов — в 2, 5 и 10 раз.Для определяемого элемента выбирают режим измерения (ААили ПФ), вводят в память компьютера концентрации определяемогоэлемента в РС, зажигают пламя воздух—ацетилен.
В горящее пламяраспыляют последовательно растворы сравнения, от меньшего кбольшему, строят градуировочную зависимость. В пламя распыляют анализируемые растворы, делая по 3 параллельных измерения.61Пользуясь градуировочными графиками, определяют концентрацииметаллов в минеральной воде.За результат анализа принимают среднее арифметическое результатов 3-х измерений. Сравнивают полученные значения концентраций с нормируемыми, указанными на этикетке, и делают вывод о соответствии воды нормативным документам.Анализ питьевой воды на содержание Ni, Mn, CuАппаратура, материалы, реактивы1. Атомно-абсорбционный спектрометр с электротермическойатомизацией МГА-915.2. Лампы с полым катодом на Ni, Mn, Cu.3.
Колбы мерные стеклянные на 100, 50, 25 мл.4. Дозаторы на 1 мл и 50 мкл с наконечниками.5. Вода деионизованная.6. Головные стандартные растворы никеля, марганца, меди — по1 мг / мл металла.7. Рабочие растворы сравнения РС с концентрацией 100 мкг / л(отдельно на каждый определяемый элемент) готовят из головных вмерных колбах, последовательным разбавлением деионизованнойводой.Проведение анализаПринцип действия анализатора МГА-915 основан на использовании метода Зеемановской модуляционной поляризационной спектроскопии с высокочастотной модуляцией (ЗМПСВМ), которыйявляется одним из вариантов селективного атомно-абсорбционногоанализа.
В качестве атомизатора используется стандартная графитовая кювета Массмана. Основы метода ЗМПСВМ заключаются вследующем (см. рис.).6213Рис. Оптическая схема спектрометра1 — источник излучения (ЛПК); 2 — объектив; 3 — зеркало; 4 —поляризатор; 5 — оптоакустический модулятор; 6 — наклоннаякварцевая пластинка; 7 — фазовая пластинка; 8 — объектив; 9 —магнит; 10 — объектив; 11 — кювета графитовая; 12 —поляризационный компенсатор; 13 — входная щель монохроматора; 14 — сферическая дифракционная решетка; 15 — выходнаящель монохроматора; 16 — фотоэлектронный умножитель; 17 —усилители; 18 — компьютер; 19 — кварцевые окна.Атомизатор помещается в поперечное постоянное магнитное поле напряженностью 7.5 кЭ. В соответствии с эффектом Зеемана линии атомного поглощения расщепляются на центральную πкомпоненту, поляризованную параллельно направлению магнитного поля (длина волны ее совпадает с длиной волны исходной спектральной линии), и боковые σ-компоненты, поляризованные перпендикулярно магнитному полю.
Молекулярные полосы не подвержены действию эффекта Зеемана и в магнитном поле не меняются. Излучение от источника излучения, пройдя последовательноустановленные поляризатор, оптоакустический модулятор, наклон-63ную кварцевую пластинку, становится модулированным по поляризации. В атомизаторе излучение с горизонтальной поляризацией(параллельно магнитному полю) поглощается определяемыми атомами (π-компонентой) и мешающими молекулами и аэрозолями, а свертикальной (перпендикулярно магнитному полю) — только мешающими молекулами и аэрозолями.
Содержание металлов определяется величиной интегрального аналитического сигнала и рассчитывается по предварительно установленному градировочномуграфику.Спектрофотометр подготавливают к работе согласно инструкциипо эксплуатации: настраивают расход аргона, помещают в барабанлампу с полым катодом, устанавливают длину волны, сняв предварительно спектр излучения лампы, параметры температурной программы, подбирают напряжение на ФЭУ и напряжение раскачкимодулятора.Условия АА измерений:ЭлементДлина волны, нмСила тока ЛПК, мАПараметры температурной программыСушкаПиролиз1АтомизацияОчисткаПаузаNi232.214t, сек.
/ T, оCMn279.510t, сек. / T, оCCu324.810t, сек. / T, оC40 / 10020 / 6001.5 / 27001.5 / 275070 / 2040 /10020 / 5001.5 / 21001.5 / 240060 / 2035 / 12020 / 5001.5 / 21001.5 / 240060 / 20Для построения градуировочной зависимости в графитовую печь(кювету) вводят сначала 10 мкл холостого раствора (деионизованная вода) затем поочередно 10, 20, 30, 40 мкл рабочего растворасравнения, делая каждый раз по 3 параллельных измерения величины соответствующих интегральных сигналов. Проверив качествополученной градуировочной зависимости и внеся ее в память компьютера, переходят непосредственно к анализу.
Как и в случае построения градуировочной прямой, сначала 2—3 раза измеряют сигнал холостого раствора, а затем вводят в атомизатор от 5 до 40 мкл(в зависимости от ожидаемого содержания) анализируемых проб,64делая для каждой пробы 3—5 измерений. За результат анализа принимают среднее арифметическое. Если измеренное значение массыэлемента в пробе выходит за границы градуировочной зависимости, пробу необходимо разбавить деионизованной водой, предварительно проверенной на наличие примеси определяемого элемента.654. Спектры поглощения определяемых компонентовК задаче 1. Спектр раствора,содержащего Fe(bipy)32+.CFe = 0.00500 мг / мл, l = 1 смК задаче 2. Спектр раствора,содержащего роданидные комплексы железа(III).CFe = 0.00500 мг / мл, l = 1 смК задаче 3.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
