спектральный аналлиз. Изучение химического состава вещества. Спектральные методы. Введение Изучение химического состава вещества

• Название: Введение Изучение химического состава вещества
• Анкор: спектральный аналлиз
• Дата: 29.11.2020
• Размер: 154.42 Kb.
• Имя файла: Изучение химического состава вещества. Спектральные методы. Спек.docx
• Тип: Реферат; #154927
• страница: 2 из 6

Рис. 1. Схема метода рентгено-электронного микроанализа

Как и в обычном растровом электронном микроскопе, по поверхности образца сканируют электронным лучом с энергией порядка 30 кэВ и диаметром пятна порядка 1 мкм. С помощью фотоумножителя регистрируют вторичные электроны, которые позволяют получать обычное электронно-микроскопическое изображение поверхности образца. Одновременно с помощью изогнутого кристалла с известной кристаллической решеткой анализируют спектр рентгеновского излучения, возникающего при бомбардировке поверхности материала электронным пучком. Используя таблицы спектральных линий рентгеновского излучения различных химических элементов, определяют состав поверхности материала и распределение элементов по его поверхности. Пространственное разрешение метода составляет порядка 1 мкм, глубина анализа — 10 мкм, чувствительность 0,5%.

2. Спектральные методы

Исследование линейчатого спектра вещества позволяет определить, из

каких химических элементов оно состоит и в каком количестве содержится каждый элемент в данном веществе.

Количественное содержание элемента в исследуемом образце определяется путем сравнения интенсивности отдельных линий спектра этого элемента с интенсивностью линий другого химического элемента, количественное содержание которого в образце известно.

Метод определения качественного и количественного состава вещества по его спектру называется спектральным анализом. Спектральный анализ широко применяется при поисках полезных ископаемых для определения химического состава образцов руды. В промышленности спектральный анализ позволяет контролировать составы сплавов и примесей, вводимых в металлы для получения материалов с задаными свойствами.

Достоинствами спектрального анализа являются высокая чувствительность и быстрота получения результатов. С помощью спектрального анализа можно обнаружить в пробе массой 6*10-7 г присутствие золота при его массе всего 10-8 г. Определение марки стали методом спектрального анализа может быть выполнено за несколько десятков секунд.

Спектральный анализ позволяет определить химический состав небесных тел, удаленных от Земли на расстояния в миллиарды световых лет. Химический состав атмосфер планет и звезд, холодного газа в межзвездном пространстве определяется по спектрам поглощения.

Изучая спектры, ученые смогли определить не только химический состав

небесных тел, но и их температуру. По смещению спектральных линий можно определять скорость движения небесного тела.
Спектральный анализ – это физический метод определения состава вещества, основанный на изучении спектров испускания, поглощения, отражения и люминесценции. Атомы каждого элемента испускают излучение определенных длин волн, это в свою очередь, позволяет определить, какие элементы входят в состав данного вещества. Спектры определяются свойствами электронных оболочек атомов и молекул, и воздействием структуры и массы атомных ядер на положение энергетических уровней. Спектральный анализ может обнаружить элементы в сложном веществе, даже если их масса не превышает 10грамм [1]. Когда мы используем методы спектрального анализа, мы должны учитывать в какой последовательности следует проводить анализы, чувствительность анализа, также иметь ввиду, что некоторые методы ведут к уничтожению вещественных доказательств, в результате чего, дальнейшее исследование вещества невозможно. Различают атомный и молекулярный спектральный анализ, задачи, которых состоят в определении состава вещества. В основу спектрального анализа положено разложение белого света на составные части. Если пучок света пустить на грань трехгранной призмы, то, преломляясь в стекле, составляющие белый свет лучи дадут на экране радужную полоску, называемую спектром. В спектре все цвета идут в строгом порядке. Каждому цвету соответствует определенная длина этой волны или частоты. Длина волны в спектре уменьшается от красных лучей к фиолетовым от 0,7 до 0,4 мкм, а частота увеличивается, от 390 ТГц до 750 ТГц [2]. В спектральном анализе используют наблюдаемые измерения видимых и ультрафиолетовых спектров испускания или поглощения атомов веществ. Атомизацию молекул веществ проводят введением раствора или сухого образца в высокотемпературные условия – пламя, дуговой или электрический разряд. При этом под действием высокой температуры часть молекул вещества распадается на отдельные атомы. Различают эмиссионный и атомно-абсорбционный спектральный анализ[1].