Содержание:

I. Введение

II. Аппаратура

III. Список литературы

.Введение.

Метод атомно-абсорбционного спектрального анализа отли­чается высокой абсолютной и относительной чувствительностью. Метод позволяет с большой точностью определять в растворах около восьмидесяти элементов в малых концентрациях, поэтому он широко применяется в биологии, медицине (для анализа органических жидкостей), в геологии, почвоведении (для опре­деления микроэлементов в почвах) и других областях науки, а также в металлургии для исследований и контроля технологи­ческих процессов.

По точности и чувствительности этот метод превосходит мно­гие другие; поэтому его применяют при аттестации эталонных сплавов и геологических пород (путем перевода в раствор).

Чувствительность определения большинства элементов в вод­ных растворах с пламенной атомизацией лежит в интервале от 0,005 до л-10 мкг/мл (т. е. от 5*10-7до 10-3—10-4%): при этом расходуется от 0,1 до нескольких миллилитров раствора. Ошибка воспроизводимости единичного измерения (коэффи­циент вариации) р≤0,5% при благоприятных условиях измере­ния. На каждое измерение интенсивности аналитической линии затрачивается, как правило, не более 30 с. Столь высокая воспроизводимости результатов анализа объясняется стабильно­стью пламенного атомизатора, а также и высокой точностью схем регистрации и измерения интенсивности аналитических линий в приборах, предназначенных для атомно-абсорбционного анализа.

Существенные ошибки, связанные с изменением общей компо­зиции проб, возникают лишь при анализе растворов сложного переменного состава; такие ошибки, как и в пламенной фотометрии, связаны с влиянием состава пробы на процессы атомизации, включая и распыление раствора.

Сравнение с эмиссионно-пламенной фотометрией показывает, что большая часть элементов опреде­ляется методом атомной абсорбции с более высокой или равной чувствительностью. По имеющимся данным с меньшей чувстви­тельностью определяются, главным образом, щелочные и ще­лочноземельные элементы, у которых длина волны резонансных линий более 300 нм.

До разработки беспламенных способов атомизации область применения атомных спектров поглощения ограничивалась анализом растворов. Приемы беспламенной атомизации позволяют непосредственно анализировать порошковые и твердые пробы малых размеров с абсолютной чувствительностью порядка 10-8—10-14г в зависимости от элемента; по точности они усту­пают пламенным методам.

Зависимость резонансного поглощения от атомной концентрации.

Поглощение света веществом выражается законом Бугера—Ламберта—Бера:

I=I0e-асl,

Где I0- интенсивность падающего излучения; I - интенсивность излучения, прошедшего вещество; а - показатель поглощения света, рассчитанный на еди­ницу концентрации поглощающего компонента и на единицу толщины слоя;

с - концентрация поглощающего компонента; l - толщина поглощающего слоя. В аналитической химии пользуются следующими спектро-фотометрическими величинами: пропусканием Т(I/I0) и пог­лощением 1 — Т, выражаемыми в процентах, а также оптиче­ской плотностью D— безразмерной величиной, изменяющей­ся от нуля до бесконечно больших значений (практически до 2—3). Указанные величины связаны таким соотношением:

D=-lg T=бcl.

Для случая поглощения монохроматической линии:

α≈(πe2f)/(mc),

где е, т, с — физические постоянные;

f— осцилляторная сила, т. е. среднее число элек­тронов, приходящихся на атом, которые могут быть возбуждены излучением.

Для пламени ввиду неолноты диссоциации на атомы окислов и гидроокисей большинства элементов , а также вследствие неполного испарения растворенного вещества теоретический расчет кон­центрации элемента по его оптической плотности не является возможным; но, в случае испарения образца в графитовой кювете и при повышенном давлении, теоретический расчет концентрации можно произвести, пользуясь следующим соот­ношением:

D=1.5*1011*(Δνλ/( Δνλ+4Δν2c))*(f/A)*(M/S),

где D— оптическая плотность атомного пара;

Δνλ, ΔνС —полуширина и сдвиг линии поглощения, см-1;

f —осцилляторная сила;

А —атомный вес;

S— площадь сечения кюветы;

М — количество элемента.

Применение этого соотношения в аналитической практи­ке затруднительно ввиду необходимости знать точные значе­ния входящих в нею атомных постоянных, но оно ценно в том отношении, что показывает возможность при использова­нии испарения в графитовой кювете при повышенном давле­нии полного устранения влияния состава пробы на результа­ты анализа, а также возможность применить в этом случае градуировочные графики, построенные по одной, любой по составу, стандартной пробе.

.Аппаратура.

Для анализа по атомным спектрам поглощения созданы спе­циализированные приборы — атомно-абсорбционные спектрофо­тометры разных типов. Лучшие из них измеряют усредненную интенсивность аналитической линии, при помощи схем, которые позволяют практически исключить помехи от эмиссионного спектра пламени и заметно снизить ошибки, связанные с нестабильностями источника света и других узлов прибора.

Рис. I. Схемы двулучевого и однолучевого спектрофотометров:

I-первый луч; II-второй луч;1-источник света;2-диск-прерыватель;3-окно в диске;

4-пламя;5-монохроматор;6-фотоэлектрический приёмник света;

7-электронная схемарегистрации;8-поворотные зеркала;9-полупозрачное зеркало.

В двулучевом (рис. I, а) приборе один луч от источника света проходит через пламя, а другой — обходит его; при помо­щи прерывателя — вращающегося диска 2 с отверстием 3 потоки I и II поочередно направляются в спектральный прибор, пропу­скающий только аналитическую линию; фотоумножитель по­переменно регистрирует линию потока I и потока II. Более сложные приборы имеют два таких канала и позволяют по двулучевой схеме измерить одновременно интенсивности двух ли­ний. Вторая линия при соответствующем ее выборе может использоваться как внутренний стандарт интенсивности.

Прибор измеряет отношение I1/I2=Iо или lg(I1/I2)=lgIo. Эти величины не зависят от колебаний интенсивности источника света, а также от характеристик измерительных схем. Когда в пламя введен раствор, то первый световой поток уменьшается до величины I1e-aСи прибор измеряет отношение (I1e-аС/I2)=I=I0e-aС, тогда оптическая плотность равна D=lg(I0/I)=0,43 aCи зависит, только от концентрации элемента в пробе (С).

Однолучевой прибор (рис. I, б) измеряет «абсолютное» значение усредненной интенсивности; точность измерения опти­ческой плотности у такого прибора теоретически меньше, чем у двулучевого. Фотоэлектрические сигналы от линии усредняются измерительными схемами за 10—30 с.

Для того чтобы собственное излучение пламени не мешало измерению абсорбции, излучение источника модулируют, преры­вая его с определенной частотой механическим способом (как в двулучевой схеме) или питая лампу переменным током необ­ходимой частоты.