Лекции Лаборант школы (химия). 1 посуда лабораторная

• Название: 1 посуда лабораторная
• Дата: 20.05.2021
• Размер: 1.87 Mb.
• Имя файла: Лекции Лаборант школы (химия).docx
• Тип: Конспект; #207578
• страница: 39 из 39

Принцип действия атомно-абсорбционных анализаторов

• 
  Свет от источника света (1) длиной волны, соответствующей линии поглощения исследуемого элемента, пропускают через пламя, в ко- торое впрыскивается раствор пробы (10, 11).
  
• 
  В пламени проба образует атомные пары, которые поглощают
  

падающее излучение.

• 
  Излучение резонансной линии выделяют из спектра с помо- щью монохроматора (2) и направляют на фотоэлектрический детектор (3).
  
• 
  Выходной сигнал детектора после усиления (4) регистрируют гальванометром цифровым вольтметром (5) или на ленте пишущего по- тенциометра (6).
  
• 
  Для увеличения производительности спектрофотометры снаб-
  

жаются устройствами цифропечати (7) и автоматической подачи образцов.

• 
  Интенсивность резонансного излучения измеряют дважды: до распыления анализируемого образца в пламя и в момент его распыления. Разность этих двух отсчетов и определяет значение аналитического сигна- ла.
  

Основные этапы разработки методики анализа. В большинстве вариантов АА-метода анализируемую пробу необходимо предварительно перевести в раствор. В качестве растворителей применяют воду, мине- ральные кислоты и их смеси, органические растворители и другие, во всех случаях следует обеспечить полное извлечение определяемого элемента из точно взятой навески. Выбор реактивов должен учитывать требования по- следующих этапов анализа, в частности, устойчивость анализируемых рас- творов при хранении, минимум помех на стадиях испарения и атомизации, низкий сигнал холостой пробы и т. д.

При выборе условий АА-анализа основными критериями являются минимум влияний и максимум соотношения сигнал/шум. Хорошим ориен- тиром для определения оптимальной рабочей области измерений могут служить данные о характеристических концентрациях элементов. Под ха- рактеристической в методе ААС понимается концентрация элемента в рас- творе, соответствующая оптической плотности А=0,0044 (или пропуска- нию Т=99%). Обычно нижняя граница измерений должна по крайней мере на порядок превышать значение характеристической концентрации. Исхо- дя из ожидаемого содержания определяемого элемента в твердой пробе и

значения характеристической концентрации, легко оценить допустимую степень разбавления пробы при ее растворении.




Рис.47. Схема атомно-абсорбционного спектрофотометра:

1 – линейчатый источник резонансного излучения; 2 – монохроматор;

4 – детектор; 4 – усилитель; 5 – стрелочный прибор; 6 – самописец;

7 – цифропечатное устройство; 8, 9 – ввод окислителя и топлива соответ- ственно; 10 – распылитель; 11 – распылительная камера
Существенным этапом разработки конкретной методики являются проверка наличия матричных эффектов и неселективного поглощения. Оба эти явления должны быть сведены к минимуму.

Способы градуировки. Количественный анализ АА методом вы- полняется с помощью градуировочных графиков, являющихся графиче- ской иллюстрацией функциональной зависимости между концентрацией или массой (количеством) определяемого элемента и величиной аналити- ческого сигнала (амплитудной или интегральной). Эта зависимость уста- навливается с помощью растворов сравнения (стандартных растворов). Процедура градуировки включает в себя изготовление и измерение этих растворов в рабочем интервале и установление вида градуировочной функции А=f(С). В оптимальном рабочем интервале эта связь должна быть линейной. Разумеется, градуировочная функция может быть представлена и более общим уравнением А=f (C, a, в₁…в_n), где a, в_1,…в_n– параметры функции, которые устанавливаются на стадии градуировки и должны опи- сывать градуировочную характеристику наилучшим образом.

Известно довольно много способов градуировки в ААС, к важней- шим из них относятся: стандартный способ (с согласованием или без со- гласования анализируемых и градуировочных растворов по основным компонентам матрицы), способограничивающихрастворови способдоба-

вок. Иногда используется также способ опорного элемента. Соответству- ющим выбором способа градуировки можно устранить или избежать тех или иных помех при анализе. С другой стороны, неправильный выбор спо- соба градуировки может служить причиной систематических погрешно- стей анализа.

Эти классические процедуры можно дополнять информацией, извле- каемой из временной развертки сигналов, особенно сигналов переходной формы, наблюдаемых, например, в электротермических атомизаторах. Та- кой дополнительной информацией может быть также полуширина пика абсорбции, положение пика в «окне времени» и т. п.

Стандартный способ градуировки – простейший, наиболее быстрый и широко используемый. В нем сигнал от анализируемого раствора прямо сравнивается с сигналами от градуировочных растворов. Концентрацию определяемого элемента находят путем интерполяции. Градуировочные растворы должны перекрывать весь ожидаемый диапазон концентраций определяемого элемента.

Методы ААС применяют для определения ≈70 элементов (главным образом, металлов). Не определяют газы и некоторые другие неметаллы, резонансные линии которых лежат в вакуумной области спектра (длина волны меньше 190 нм). В графитовых печах невозможно определять Hf, Nb, Ta, W и Zr, образующие с углеродом термостойкие карбиды.

Пределы обнаружения большинства элементов в растворах при атомизации в пламени составляют 1–100 мкг/л, в графитовой печи – в 100– 1000 раз ниже. Абсолютные пределы обнаружения в последнем случае со- ставляют 0,1–100 пг.

Метод ААС – один из наиболее чувствительных и удобных методов массовых одноэлементных определений большинства металлов. Для коли- чественного анализа особенно широко применяется градуировка по методу добавок, позволяющая эффективно учитывать различного рода физико- химические помехи и легко реализуемая технически для растворов (в от- личие от твердых проб).

В автоматическом режиме работы пламенные спектрометры позво- ляют анализировать до 500 проб в час, а спектрометры с графитовыми пе- чами – до 30 проб. Оба варианта часто используют в сочетании с предва- рительным разделением и концентрированием экстракцией, дистилляцией, ионным обменом, хроматографией и т. п., что в ряде случаев позволяет косвенно определять некоторые неметаллы и органические соединения.

Методы ААС применяют также для измерения некоторых физиче- ских и физико-химических величин: коэффициентов диффузии атомов в газах, температур газовой среды, теплоты испарения элементов и др.; для изучения спектров молекул при высоких температурах, для исследования процессов, связанных с испарением и диссоциацией соединений.