Основы количественного спектрального анализа

В состоянии стационарного состояния число атомов элемента в плазме пропорционально концентрации этого элемента в пробе:

N _o = a^.c. (1.8)

C учетом этого уравнение (1.5) примет вид:

(1.9)

При постоянстве температуры и других условий возбуждения уравнение (1.9) принимает вид:

(1.10)

где а^’ – коэффициент, зависящий от параметров разряда, условий поступления вещества в плазму и констант, характеризующих возбуждение и последующие переходы.

Однако не все кванты, испускаемые возбужденными частицами, достигают приемника света. Часть квантов света может быть поглощена невозбужденными атомами. Этот процесс называется самопоглощением. С увеличением концентрации вещества самопоглощение возрастает. Это учитывается в уравнении Ломакина-Шайбе, которое хорошо описывает концентрационную зависимость интенсивности спектральной линии:

(1.11)

где b – коэффициент самопоглощения, учитывающий поглощение квантов света невозбужденными атомами.

Прологарифмировав уравнение (1.11), получаем

(1.12)

Если содержание элемента колеблется в пределах 2–3-х порядков, то зависимость lg I от lg c имеет линейный вид. Уравнение (1.12) является основой количественного спектрального анализа.

Интенсивность спектральных линий зависит от ряда неконтролируемых факторов (колебания напряжения в сети, изменения расстояния между электродами, изменения условий испарения пробы и т. д.). В связи с этим, в основе большинства современных методов количественного анализа лежит измерение относительной интенсивности спектральных линий определяемого элемента и элемента сравнения, находящегося в той же пробе в постоянной концентрации. Обозначив интенсивности линий определяемого элемента и элемента сравнения I ₁ и I ₂, соответственно, можно найти их отношение с учетом уравнения Ломакина-Шайбе (1.11)

(1.13)

При условии а ₁ = а ₂, b ₁ = b ₂ и (это необходимое требование при использовании элемента сравнения) соотношение (1.13) принимает вид:

или (1.14)

где .