| 8406202 9216 1210 912 1азмы разряда.
Рис. 3. Схема генератора конденсированной искры с управляющим промежутком: АП - регулируемый аналитический промежуток, образованный ванадиевыми электродами; R1 - реостат; Tp - питающий трансформатор; С - конденсатор; L -катушка индуктивности; П- управляющий промежуток; R2 - блокирующее сопротивление.
Чтобы устранить это явление, приходится производить предварит, обжиг проб и нормировать форму и размеры проб и стандартных образцов.
В АСА перспективно применение стабилизированных форм электрич. разряда типа плазмотронов различных конструкций, высокочастотного индукционного разряда, СВЧ-разряда, создаваемого магнетронными генераторами, высокочастотного факельного разряда. С помощью различных приёмов введения анализируемых веществ в плазму этих типов разряда (продувка порошков, распыление растворов и т. д.) значительно повышена относит, точность анализа (до 0,5-3% ), в т. ч. и компонентов сложных проб, содержание к-рых составляет десятки %. В нек-рых важных случаях анализа чистых веществ применение этих типов разряда снижает пределы определения примесей на 1-2 порядка (до 10-5- 10-6 % ).
Для анализа чистых веществ, радиоактивных материалов, смесей газов, изотопного анализа, спектрально-изотопного определения газов в металлах и твёрдых веществах и т. д. весьма перспективным оказалось использование разряда в полом катоде и безэлектродных ВЧ-и СВЧ-разрядов. В АСА в качестве источников возбуждения применяются также лазеры (см. Спектроскопия лазерная).
Атомно-абсорбционяый С. a. (AAA) и атомно-флуоресцентный С. а. (АФА). В этих методах пробу превращают в пар в атомизаторе (пламени, графитовой трубке, плазме стабилизированного ВЧ-или СВЧ-разряда). В AAA свет от источника дискретного излучения, проходя через этот пар, ослабляется и по степени ослабления интенсивностей линий определяемого элемента судят о концентрации его в пробе. AAA проводят на спец. спектрофотометрах. Методика проведения AAA по сравнению с др. методами значит, проще, для него характерна высокая точность определения не только малых, но и больших концентраций элементов в пробах. AAA с успехом заменяет трудоёмкие и длительные химические методы анализа, не уступая им в точности .
В АФА атомные пары пробы облучают светом источника резонансного излучения и регистрируют флуоресценцию определяемого элемента. Для нек-рых элементов (Zn, Cd, Hg и др.) относит, пределы их обнаружения этим методом весьма малы (~10-5- 106 % ).
АСА позволяет проводить измерения изотопного состава. Нек-рые элементы имеют спектральные линии с хорошо разрешённой структурой (напр., H, Не, U). Изотопный состав этих элементов можно измерять на обычных спектральных приборах с помощью источников света, дающих тонкие спектральные линии (полый катод, безэлектродные ВЧ-и СВЧ-лампы). Для проведения изотопного спектрального анализа большинства элементов требуются приборы высокой разрешающей способности (напр., эталон фабри - Перо). Изотопный спектральный анализ можно также проводить по электронно-колебательным спектрам молекул, измеряя изотопные сдвиги полос, достигающие в ряде случаев значит, величины.
Экспрессные методы АСА широко применяются в пром-стп, с. х-ве, геологии и мн. др. областях нар. х-ва и науки. Значит, роль АСА играет в атомной технике, производстве чистых полупроводниковых материалов, сверхпроводников и т. д. Методами АСА выполняется более 3/4 всех анализов в металлургии. С помощью квантометров проводят оперативный (в течение 2-3 мин) контроль в ходе плавки в мартеновском и конвертерном производствах. В геологии и геологич. разведке для оценки месторождений производят ок. 8 млн. анализов в год. АСА применяется для охраны окружающей среды и анализа почв, в криминалистике и медицине, геологии морского дна и исследовании состава верхних слоев атмосферы, при разделении изотопов и определении возраста и состава геологич. и археологич. объектов и т. д. Лит.: 3 а и д е л ь A. H., Основы спектрального анализа, M., 1965; Методы спектрального анализа, M., 1962; Эмиссионный спектральный анализ атомных материалов, Л.- M., 1960; Русанов А. К., Основы количественного спектрального анализа руд и минералов, M., 1971; Спектральный анализ чистых веществ, под ред. X. И. Зильберштейна, [Л.], 1971; Львов Б. В., Атомно-абсорбционный спектральный анализ, M., 1966; Петров А. А., Спектрально-изотопный метод исследования материалов, Л., 1974; Тарасевич H. И., С е м е н е н-к о К. А., Хлыстова А. Д., Методы спектрального и химико-спектрального анализа, M., 1973; Прокофьев В. К., Фотографические методы количественного спектрального анализа металлов и сплавов, ч. 1 - 2, M.- Л., 1951; МенкеГ., M е нке Л., Введение в лазерный эмиссионный микроспектральный анализ, пер. с нем., M., 1968; Кор о л ев H. В., P ю х и н В. В., Горбунов С. А., Эмиссионный спектральный микроанализ, Л., 1971; Таблицы спектральных линий, 3 изд., M., 1969; Стриганов А. Р., Свентицкий H. С., Таблицы спектральных линий нейтральных и ионизованных атомов, M-, 1966.
Л. В. Липис.
Молекулярный спектральный анализ (MCA)
В основе MCA лежит качественное и количественное сравнение измеренного спектра исследуемого образца со спектрами индивидуальных веществ. Соответственно различают качественный и количественный MCA. В MCA используют различные виды молекулярных спектров: вращательные [спектры в микроволновой и длинноволновой инфракрасной (ИК) областях], колебательные и колебательно-вращательные [спектры поглощения и испускания в средней ИК-области, спектры комбинационного рассеяния света (KPC), спектры ИК-флуоресценции], электронные, электронно-колебательные и электронно-колебательно-вращательные [спектры поглощения и пропускания в видимой и ультрафиолетовой (УФ) областях, спектры флуоресценции]. MCA позволяет проводить анализ малых количеств (в нек-рых случаях доли мкг и менее) веществ, находящихся в различных агрегатных состояниях.
Осн. факторы, определяющие возможности методов MCA:
1) информативность метода. Условно выражается числом спектрально разрешаемых линий или полос в определённом интервале длин волн или частот исследуемого диапазона (для микроволнового диапазона оно ~ 105, для средней ИК-области в спектрах твёрдых и жидких веществ ~103);
2) количество измеренных спектров индивидуальных соединений;
3) существование общих закономерностей между спектром вещества и его молекулярным строением;
4) чувствительность и избирательность метода;
5) универсальность метода;
6) простота и доступность измерений спектров.
Качественный MCA устанавливает молекулярный состав исследуемого образца. Спектр молекулы является его однозначной характеристикой. Наиболее специфичны спектры веществ в газообразном состоянии с разрешённой вращательной структурой, к-рые исследуют с помощью спектральных приборов высокой разрешающей способности. Наиболее широко используют спектры ИК-поглощения и KPC веществ в жидком и твёрдом состояниях, а также спектры поглощения в видимой и УФ-областях. Широкому внедрению метода KPC способствовало применение для их возбуждения лазерного излучения.
Для повышения эффективности MCA в нек-рых случаях измерение спектров комбинируют с др. методами идентификации веществ. Так, всё большее распространение получает сочетание хроматографич. разделения смесей веществ с измерением ИК-спектров поглощения выделенных компонент.
К качественному MCA относится также т. н. структурный молекулярный анализ. Установлено, что молекулы, имеющие одинаковые структурные элементы, обнаруживают в спектрах поглощения и испускания общие черты. Наиболее ярко это проявляется в колебательных спектрах. Так, наличие сульфгидрильной группы (-SH) в структуре молекулы влечёт за собой появление в спектре полосы в интервале 2565-2575 см-1, нитрильная группа (-CN) характеризуется полосой 2200-2300 см-1и т. д. Присутствие таких характеристических полосв колебательных спектрах веществ с общими структурными элементами объясняется характеристичностью частоты и формы MH. молекулярных колебаний. Подобные особенности колебательных (и в меньшей степени электронных) спектров во MH. случаях позволяют определять структурный тип вещества.
Качественный анализ существенно упрощает и ускоряет применение ЭВМ. В принципе его можно полностью автоматизировать, вводя показания спектральных приборов непосредственно в ЭВМ. В её памяти должны быть заложены спектральные характеристич. признаки MH. веществ, на основании к-рых машина произведёт анализ исследуемого вещества.
Количественный MCA по спектрам поглощения основан на Бугера - Ламберта - Бера законе, устанавливающем связь между интенсивностями падающего Iо и прошедшего через вещество I света от толщины поглощающего слоя l и концентрации вещества с:
[2422-1.jpg]
Коэфф. к является характеристикой поглощающей способности определяемого компонента для данной частоты излучения. Важное условие проведения количественного MCA - независимость к от концентрации вещества и постоянство к
в измеряемом интервале частот, определяемом шириной щели спектрофотометра. |
