Методы спектрального анализа
Эмиссионные методы
Основу эмиссионного метода составляет фундаментальное уравнение, связывающее мощность излучения Imn определенной частоты nmn c количеством излучающих (возбужденных) атомов Njm в единичном объеме источника возбуждения. В спектральном анализе эту мощность и пропорциональные ей величины аналитического сигнала принято называть интенсивностью линии.
Для линии нейтрального атома теоретическая интенсивность испускания выражается формулой:
I = hnmn ´ Amn´ gm ´ N ´ jm ,
где hnmn - энергия испускаемого кванта частотой nmn , соответствующая квантовому переходу с верхнего (возбужденного) уровня m на нижний уровень n по уравнению hnmn = DEmn; Аmn – вероятность спонтанного квантового перехода m®n; gm - статистический вес верхнего уровня, учитывающий число возможных (вырожденных) состояний атома с одинаковыми энергиями Еm; N - общее число атомов в единичном объеме источника; jm - значение функции распределения верхнего уровня m при температуре возбуждения.
1. Многоэлементный полуколичественный анализ. Среди этих методов выделяются два - классический полуколичественный и приближенно-количественный. Классический метод основан на полном испарении 30–50 мг пробы из канала нижнего угольного электрода дуги постоянного или переменного тока, осуществляемом в 2–3 стадии. Для измерения содержания элемента используют нижние пределы визуального обнаружения нескольких линий на спектрограмме, снятой в жестко фиксированных условиях. Нижний предел обнаружения – 10-4%. Недостаток метода – низкая воспроизводимость результатов.
Приближенно-количественный метод основан на вдувании 100–300 мг порошковой пробы в угольную дугу за 20–40 с. Содержания оценивают по постоянному графику зависимости числа ступеней аналитической линии от логарифма содержания элемента. Пределы обнаружения одновременного определения 30–35 микроэлементов горных пород, рыхлых отложений, а также породообразующих минералов составляют 10-4 – 10-2%.
2. Многоэлементный количественный анализ минералов. Основан на общем способе вдувания порошковой пробы в дугу переменного тока. Анализ ведут по двум аналитическим навескам, получаемым истиранием 30 мг минерала с 60 мг оптического кварца. Пределы обнаружения 10-4 - 10-3%.
3. Многоэлементный спектрохимический комбинированный метод основан на усовершенствовании метода вдувания порошков и делится на две группы:
а) химическая подготовка пробы к анализу ограничивается ее химическим преобразованием. Эти методы используются для анализа горных пород, зерен минералов, маломинерализованных вод;
б) химическая подготовка пробы к анализу наряду с химическим преобразованием пробы включает операции отделения главных компонентов и выделения групп определяемых компонентов.
4. Эмиссионная пламенная фотометрия применяется для определения щелочных элементов, Sr, Ca, Ba, K, Na и других в комбинации с химическим вскрытием и разложением пробы, обычно в смеси кислот. Характерные черты метода определяются сравнительно низкой температурой возбуждения в химическом пламени и его высокой стабильностью. Пределы обнаружения от 5´10-5 для Li и Cs до 0.1% для Ва.
Дата добавления: 2021-02-19; просмотров: 119;