Испарение пробы из кратера угольного электрода

Раздел 2. Атомный анализ

Тема 2.3. Качественный эмиссионный анализ

План:

1. Способы введения проб в зону возбуждения.

2. Классификация методов качественного анализа.

3. Условия проведениякачественного анализа.

4. Идентификация спектральных линий.

Литература:

1. Орешенкова Е.Г. Спектральный анализ. – М.: Высшая школа, 1982, - с.169-188.

2. А. А. Бабушкин. Методы спектрального анализа / под ред. В.Л.Левшина. – М.: Изд-во Московского университета, 1962, - с.65-73.

3. Кустанович И.М. Спектральный анализ. – М.: Высшая школа, 1972, - с.200-224.

Способы введения проб в зону возбуждения.

Характеристика проб.

1. Монолитные пробы. Они используются главным образом в анализе металлов и сплавов. Форма образца, когда нет необходимости в большой точности, не играет никакого значения. Одним электродом служит сам образец, а вторым (противоэлектрод) является электрод либо из спектрального угля, либо из чистого материала, входящего в состав пробы. Например, медь при анализе сплавов на основе меди, железо армко – при анализе сталей и т.д. При контроле металлургических процессов пробу расплавленного металла отливают в кокиль, который затем анализируется. Чувствительность определения примесей в этом случае составляет до 10 %. Следует иметь в виду, что в момент затвердевания наблюдается процесс ликвации – частичное разделение компонентов сплава, что может привести к ошибкам определения.

2. Жидкие пробы. В пламенной фотометрии наиболее распространён метод введения жидких проб. Они могут представлять собой природные воды с различной степенью минерализации, промышленные и бытовые сточные воды, содержащие различного рода загрязнения, а также специально приготовленные пробы, когда анализируемый объект переводится в состояние раствора. В качестве растворителя используется вода, отдельные кислоты или их смеси, органические соединения. Например, при анализе растений применяется метод «мокрого озоления». Проба обрабатываетсякислотами-окислителями (HNO₃, H₂SO₄, HClO₄ и др.) или их смесью в различных пропорциях и комбинациях, а затем подвергается анализу. При анализе почв на микроэлементы анализируются так называемые почвенные вытяжки на каждый определённый элемент или группу элементов.

3. Порошкообразные пробы. Введение пробы в виде порошков в разряд находит широкое применение в анализе солей, окислов, биологических объектов и т.д. Кроме того, одним из основных преимуществ этого метода является возможность получения достаточно хорошей гомогенности анализируемых проб путём их истирания. Отсюда получение лучшей точности и чувствительности, чем при использовании для анализа монолитных проб. В случае необходимости последние можно перевести в порошкообразное состояние путём их окисления при определённой температуре в токе кислорода.

Имеется большое число методов введения проб в источники света. Рассмотрим некоторые из них:

Испарение пробы из кратера угольного электрода.

Пробу в виде порошка помещают в кратер нижнего электрода, форма которого может быть различна (рис. 1а,б,в). Верхний электрод обычно имеет форму усечённого конуса с площадкой 2 мм. Между электродами зажигается дуговой разряд. Наиболее равномерное испарение пробы происходит из кратера с тонкими стенками (рис. 1,а). Анализ трудно диссоциируемых соединений требует утолщённых стенок, т.к. необходимо, чтобы эти соединения испарялись одновременно с пробой (рис. 1,б). С целью локализации температуры нагрева электродов используют форму, показанную на рис. 1,в. По мере сгорания электродов их сводят так, чтобы расстояние между ними в процессе анализа сохранялось постоянным. В кратер помещают не более 5 мг порошка. Испаряют либо определённое его количество, либо полностью. В последнем случае улучшается точность анализа.

С целью повышения экспрессности анализа довольно длительная операция взятия навески пробы на аналитических весах и размещение её в кратере нижнего электрода может быть заменена более быстрым приёмом изготовления и загрузки таблеток в электрод с помощью мерника, когда проба плотно набивается в полость, а затем выдавливается в кратер электрода. При этом можно изменять размер таблеток.

Введение порошкообразных проб возможно также путём их предварительного брикетирования совместно с металлическим (чаще медным) порошком и добавлением вяжущих веществ. В результате порошкообразная проба становится токопроводящей и брикет можно использовать в качестве нижнего электрода, закрепляя его в металлическом держателе. Для получения хорошего качества брикетов необходимо не только тщательное перемешивание смеси, но и высокое давление в процессе их изготовления.