Количественный анализ методом АЭС

Содержание компонента в пробе вещества находят из градуировочного графика по общепринятому способу. Для градуировки атомно-эмиссионного спектрометра используют вещества сравнения (эталоны) – либо химические реактивы, либо стандартные образцы состава вещества, желательно сходных по химическому составу с пробой анализируемого вещества, так как метод эмиссионной спектрометрии – матричнозависимый. Из вещества сравнения готовят стандартную твердую смесь или стандартный раствор. Далее готовят градуировочные твердые смеси или стандартные растворы, различающихся по содержанию определяемого элемента, измеряют интенсивность излучения света для выбранной длины волны в спектральном диапазоне и строят градуировочный график.

На рис. 3.13 представлена типичная градуировочная зависимость интенсивности спектральной линии от содержания элемента в пробе вещества, получаемой при фотографии спектра на фотопластинках и детектировании с помощью фотоэлемента.

Рис. 3.13. Типичный вид градуировочного графика в методе
атомно-эмиссионной спектрометрии, полученного для спектрографа

[Физико-химические методы анализа: практ. рук-во./ Под ред. В.В. Алесковского – Л.: Химия, 1988.]

На рисунке 3.13 участок 1 – участок линейной зависимости, реализуется только для малых концентраций возбуждённых атомов в плазме атомизатора. При повышении концентрации атомов в плазме возникает явление самопоглощения квантов света невозбужденными атомами (нелинейный участок 2), которых в плазме намного больше, чем возбужденных, и на приёмник излучения попадает меньше энергии, чем могло бы быть. Участок 3 – здесь интенсивность излучения перестает зависеть от концентрации атомов в плазме и становится максимально возможной. Это состояние называют явлением излучения абсолютно черного тела для данной температуры в данном спектральном интервале длин волн. Следовательно, в плазме необходимо поддерживать баланс по концентрации атомов в нормальном состоянии N_oво время измерения интенсивности излучения.

На практике используют участки 1 и 2, для которых получена экспериментальная зависимость – уравнение Ломакина:

I = a × C^b , или lg I = lg a + b lg C

где а – коэффициент, отражающий параметры разряда, условия поступления вещества в плазму, условия возбуждения атомов и совершаемые энергетические переходы; b – коэффициент, который отражает явление самопоглощения света невозбужденными атомами в плазме; С – концентрация элемента в пробе анализируемого вещества.

Интенсивность аналитического сигнала в атомно-эмиссионной спектрометрии зависит от множества внутренних и внешних факторов, неподдающихся учету. Так как их учесть невозможно, то измеряют отношение интенсивности излучённого света элемента I_x к интенсивности излучённого света внутреннего стандарта I_ст:

I_x / I_ст = (C_x / C_ст)^b

Зависимость интенсивности спектральной линии от концентрации элемента в градуировочных смесях, измеренной электронным приёмником излучения, имеет линейный вид для широкого диапазона концентраций определяемого элемента, рис. 3.14.

Рис.3.14. Типичный вид градуировочного графика, полученного для атомно-эмиссионого
спектрометра с электронным приёмником и изображением графика на экране компьютера