Автор работы: Пользователь скрыл имя, 21 Января 2014 в 20:51, контрольная работа
За последние полтора-два десятилетия гигантски выросли масштабы металлургического производства, резко интенсифицировались технологические процессы, многократно расширилась номенклатура изготовляемых материалов. Одновременно значительно повысились требования к химическому анализу сырья, полупродуктов, готовой продукции. Логика развития аналитического контроля металлургического производства сформировала следующие основные направления его совершенствования: 1) автоматизация, компьютеризация и роботизация анализа; 2) повышение экспрессности и надёжности аналитического контроля; 3) увеличение селективности определений, проведение многоэлементных анализов; 4) расширение границ определяемых содержаний компонентов; 5) экономичность и безопасность работы.
Для повышения
интенсивностей линии,
Для понимания
соотношения N1/No при АЭ химических
соединении типа МеХ, где Me
- катион, X - анион, следует учитывать
многостадийность процесса
1 - испарение пробы [МеХ]= МеХ;
2 - диссоциация МеХ = Me + X;
3 - возбуждение атомов Me = Me* ;
4 - ионизация Me = Ме+ + ;
5 – возбуждение ионов Ме = (Ме+)*.
Указанные процессы являются равновесными и зависят от температуры Т. Совокупность равновесий и определяет интенсивность выбранной спектральной линии. На интенсивность излучения оказывает влияние самопоглощение излучения атомами пробы. Это явление обусловлено тем, что излучение возбужденных атомов, сформированное в центральной (горячей) зоне источника, проходит через периферийную (более холодную) зону, где преобладают невозбужденные атомы определяемого элемента. При этом происходит резонансное поглощение излучения возбужденных атомов невозбужденными атомами, вследствие чего и наступает самопоглощение, которое возрастает с увеличением содержания определяемого элемента. В предельном случае при росте концентрации интенсивность в центре линии может быть близка к нулю. Этот случай называют “самообращением”.
Следует учитывать
также мешающее влияние других
атомов пробы на интенсивность
спектральной линии
Наличие дополнительных катионов также может мешать анализу, например, присутствие калия при определении натрия.
Присутствие
калия в пробе приводит к
росту концентрации электронов
в разряде, что аномально
Матричный эффект в АЭ – анализе можно учесть, используя адекватные анализируемым пробам стандартные образцы состава.
Хорошо описывает
зависимость интенсивность
I=acb,
где коэффициент, а обусловлен свойствами источника возбуждения (и пробы); b- самопоглощением.
Уравнение в логарифмической форме:
lgI = lg(a)+blg(c)
обычно применят АЭ для построения линейных градуировочных характеристик.
Процессы, происходящие при съемке спектрограмм, можно описать следующим образом:
анализируемую пробу помещают в источник излучения, в котором её переводят в атомный пар. При высоких температурах возбужденные атомы, релаксируя, испускают кванты света;
с помощью диспергатора, в качестве которого применяют призмы или дифракционные решетки, излучение разлагают по длинам волн (в спектр);
полученный спектр регистрируют с помощью фотопластинки или другим детектором.
По способу
возбуждения АЭ методы анализа
различают на пламенную
Возбуждение
в пламени в основном
Дугу постоянного
тока широко используют в АЭ
для руд, минералов,
В этом варианте
существенно ниже расход
Одним из наиболее эффективных и перспективных способов возбуждения в АЭ является возбуждение с применением плазмы, возникающей при электрическом разряде в газе, например азоте или аргоне. Однако существенно большей чувствительностью обладают высокочастотные источники плазмы с наложением магнитного поля. Эти источники с так называемой индуктивно- связанной плазмой (ИСП) привели ко второму мощному витку развития АЭ. Первый виток наблюдался в 40 - 50-е годы при внедрении дугового источника для анализа твёрдых проб. Метод АЭ с ИСП обладает одним из лучших для всех аналитических методов сочетанием метрологических характеристик (Sr ~ 0,01, cmin = 10-6). Он позволяет проводить многоэлементные анализы в широком диапазоне концентраций при экспрессности определений.
В ИСП атомизированная проба разогревается до 7000 - 8000 К. При этом значительная часть атомов ионизируется, и анализ проводят по аналитическим линиям ионов, что обеспечивает высокую стабильность результатов и позволяет резко снизить пределы обнаружения элементов.
Лазерный источник
применяют для локального
Диспергирующий элемент - важнейшая часть спектрального прибора, в значительной мере определяющая его аналитические возможности. Использование призмы в качестве диспергатора основано на зависимости показателя преломления от длины волны. Призмы делают из стекла или кварца. Предпочтительнее кварц, поскольку он позволяет работать в УФ - диапазоне излучения. Стекло ультрафиолетовое излучение не пропускает.
В современных
приборах широко применяются
в качестве диспергирующих
2 d sin θ = nλ ,
где d – период решетки,
n - порядок отражения,
λ - длина волны дифрагированного луча,
θ - угол дифракции.
По сравнению
с призмой дифракционная
R = λ / Δ λ ,
где λ -длина волны, для которой определяют разрешающую способность,
Δ λ - разность
длин волн двух наиболее
В зависимости
от способа регистрации
Для определения
интенсивности (почернения) спектральных
линий на спектрограммах в
фотографическом способе
На металлургических
предприятиях активно
С внедрением квантометров в заводские лаборатории металлургических заводов общая доля анализов, выполняемых методом АЭ, превысила 50 %. Особо большое значение для ускорения анализов имело внедрение вакуумных квантометров, позволяющих определять углерод, фосфор, серу и другие элементы. Это особенно важно при анализе углеродистых сталей, где определение С, Р и S составляет 60 - 70 % всех анализов. Методом АЭ определяют также примеси цветных металлов (свинец, олово, сурьма, висмут, кадмий, цинк и др.) в шихтовых материалах и сталях.
Приборы для
визуального АЭ в настоящее
время применяют в основном
для учебных целей или
Количественный
АЭ основан на измерении
Δ S = f (lg С),
где Δ S – разность почернений
линий сравнения и
Тангенс угла
наклона градуировочной кривой
к оси абсцисс называют
В качестве
линий сравнения обычно
Наряду с
прямыми определениями
Вопросы по атомно-эмиссионному методу анализа
1. Сущность атомно-эмиссионного метода;
2. Изложите
методику проведения
3. На чем
основан количественный атомно-
4. Принципиальная
схема прибора для съемки
5. Что представляет собой источник излучения индуктивно-связанная плазма (ИСП)?
6. Достоинства ИСП;
7. Причины широкого
использования атомно-
8. Что представляет
собой атомно-эмиссионный
9. Укажите нижнюю границу определяемых содержаний в атомно-эмиссионном методе анализа?
10. Сколько
элементов определяется атомно-
4.6. Атомно-абсорбционный анализ
Атомно-абсорбционный метод анализа (ААА) основан на резонансном поглощении свободными атомами ультрафиолетового или видимого излучения.