Студопедия
МОТОСАФАРИ и МОТОТУРЫ АФРИКА !!!


Авиадвигателестроения Административное право Административное право Беларусии Алгебра Архитектура Безопасность жизнедеятельности Введение в профессию «психолог» Введение в экономику культуры Высшая математика Геология Геоморфология Гидрология и гидрометрии Гидросистемы и гидромашины История Украины Культурология Культурология Логика Маркетинг Машиностроение Медицинская психология Менеджмент Металлы и сварка Методы и средства измерений электрических величин Мировая экономика Начертательная геометрия Основы экономической теории Охрана труда Пожарная тактика Процессы и структуры мышления Профессиональная психология Психология Психология менеджмента Современные фундаментальные и прикладные исследования в приборостроении Социальная психология Социально-философская проблематика Социология Статистика Теоретические основы информатики Теория автоматического регулирования Теория вероятности Транспортное право Туроператор Уголовное право Уголовный процесс Управление современным производством Физика Физические явления Философия Холодильные установки Экология Экономика История экономики Основы экономики Экономика предприятия Экономическая история Экономическая теория Экономический анализ Развитие экономики ЕС Чрезвычайные ситуации ВКонтакте Одноклассники Мой Мир Фейсбук LiveJournal Instagram

Атомно-абсорбционная спектрометрия. История открытия




В 1955 г. появились две независимые публикации о том, что измерение атомной абсорбции в пламени имеет в качестве метода химического анализа определенные преимущества по сравнению с измерением эмиссии. Одна публикация принадлежала англичанину А. Уолшу, автором второй статьи был голландец К. Алкемаде. Оба они были физиками. Реакция на эти статьи была вялая. Физики-спектроскописты посчитали, что в указанных статьях нет ничего нового с точки зрения их большой науки (об их аргументах чуть ниже). Аналитики в большинстве своем тоже не обратили внимания на эти работы, хотя в статьях излагались не только теоретические соображения, там описывались реально работающие приборы и приводились примеры методик анализа. К. Алкемаде не стал развивать и пропагандировать новый метод, но А. Уолш. работавший в те годы в Австралии, понимал значение метода именно как аналитического; он стал ездить по миру с докладами и лекциями, стараясь пробудить интерес к атомной абсорбции. В США его встретило довольно равнодушное отношение. Интеллектуальный снобизм некоторых физиков имел свои основания. Преждевсего, по их мнению, избирательное поглощение света атомам уже не раз исследовалось и даже использовалось в анализе. Черные линии в спектре солнечного света, связанные с таким поглонением, обнаружил английский естествоиспытатель У. Х. Волластон еще в 1802 г. Линии снова наблюдал в 1814 г. немецкий химик Й. Фраунгофер, он их детально изучил, дал им названия, по сути дела правильно объяснил, но не увидел их практического значения. О том, что фраунгоферовы линии связаны с поглощением света определенными веществами, предполагал Дж. Ф. Гершель-младший (1822). Д. Бюстер доказал это опытами с парами азотной кислоты в земных, конечно, условиях. Особенно продвинулся в понимании и использовании линий поглощения Г.Кирхгоф, доказавший, что эти линии совпадают по длине волны с линиями в спектрах излучения соответствующих элементов, поскольку принадлежат одним и тем же атомам. Р. Бунзен и Г. Кирхгоф сформулировали условия для наблюдения абсорбции в пламени. Они показали, что элементы можно идентифицировать как по спектру излучения, так и по спектру поглощения. Именно так и было установлено присутствие ряда элементов в составе Солнца и звезд. С тех пор астрономы использовали спектры поглощения в своих исследованиях. Для «земного» атомно-абсорбционного спектрального анализа нужен был лишь источник излучения с очень узкими спектральными линиями. Таким источником могла стать лампа с полым катодом, которая была описана еще в 1923 г. Как писал автор одной из статей, этот аналитический метод должен был родиться гораздо раньше. Однако все в науке взаимосвязано, и на все свое время. Вот как можно объяснить эту «задержку». Практическое использование атомно-эмиссионной спектроскопии с использованием пламени, равно как дуги и искры, в 1930— 1940-е гг. включало Регистрацию на фотопластинке. И атомную абсорбцию можно было бы регистрировать так же, но это куда менее удобно, чем в случае эмиссии. Перспективы практического использования атомной абсорбции появились лишь после создания электрических детектирующих устройств. Лампа с полым катодом – источник слабый; возможности регистрации стали реальными, когда появились фотоумножители и усилители переменного тока; а до середины 1940-х гг. фотоумножителей в широком обиходе не было. Так что оформлением первого патента в 1953 г. не было таким уж опозданием. Созрели условия.




Внимание к новому методу постепенно стали проявлять приборостроительные фирмы – сначала в Австралии и Южной Африке, а потом в Великобритании и, наконец, в США. Его достоинства были понятны: приборы обещали быть относительно простыми и недорогими. Свет из линейчатого источника (обычно это лампа с полым катодом, содержащая элемент, который надо определить) проходит через пламя, в котором распыляется анализируемый раствор. Свет затем проходит через монохроматор, чтобы отделить аналитическую линию от прочих, и измеряется фотоумножителем. Ослабление интенсивности света за счет резонансного поглощения атомами определяемого элемента в пламени сравнивается с ослаблением для образцов сравнения с известным содержанием того же элемента.

Число элементов, которые можно определять таким образом было гораздо большим, чем в атомно-эмиссионном анализе с пламенным возбуждением. Можно было определять элементы, линии которых лежат в довольно далеком ультрафиолете. Меньше сказывались помехи; в частности, гораздо меньше влияли колебания температуры пламени. Поэтому точность количественного анализа в методе атомно-абсорбционной спектроскопии оказывалась на уровне лучших пламенно-эмиссионных методов. Вначале, как и в пламенной эмиссионной спектроскопии, использовали пламя ацетилен — воздух; уже в этом пламени можно было определять до 30 элементов. Затем было предложено пламя закись азота − ацетилен, дающее более высокую температуру. Стало возможным определять элементы, образующие устойчивые оксиды, например редкоземельные элементы или алюминий; общее число элементов, которые можно определять данным методом, возросло до 60. Отметим, что скорость горения и этого пламени была еще достаточно низкой, чтобы использовать стандартную горелку, которая перекочевала в атомную абсорбцию из пламенно-эмиссионного метода. Важным достижением был предложенный А. Уолшем прием модуляции сигнала, который позволял устранить помехи, связанные с собственным излучением пламени.



Атомно-абсорбционная спектрометрия быстро стала очень популярным методом химического анализа. Имевшие место в начале 1960-х гг. дискуссии, что лучше — эмиссия или абсорбция, к середине 1960-х гг. стали затухать. В это же время начался выпуск серийных приборов; в числе первых компании, организовавших такой выпуск, была американская компания «Реrkin-Е1mеr». К 1969 г. было продано уже около 3 тыс. спектромnров. В 1966 г. Дж. Уиллис, оценив скорость роста этого производства, отметил, что если такой темп сохранится еще 20 лет, вся поверхность Земли будет покрыта атомно-абсорбционными спектрометрами более что к этому времени произошло одно очень важное событие. В 1959 г Б. В. Львов в Государственном институте прикладной химии в Ленинграде разработал электротермический атомизатор для атомно-абсорбционного анализа — графитовую кювету. В этом случае первичный пучок света проходит через небольшую трубку из графита, которая нагревается электрическим током. Анализируемое вещество, помещенное в трубку, испаряется и практически полностью атомизируется.

Уже из первых публикаций было видно, что этот «непламенный» метод намного более чувствителен, чем «пламенный» метод Уолша. Однако развивался он медленно — тематика работ Б. В. Львова не совпадала с профилем его института, помощников не было. К тому же кювета Львова была довольно сложной по конструкции. Как и после первых публикаций по плазменному варианту, имел место период «слабого реагирования». В 1968 г. Г. Массман описал более простую печь для атомизации, и ее использовали фирмы, решившие создать коммерческие приборы с электротермическим атомизатором. В числе первых снова была компания «Реrkin-Е1mеr» (атомизаторы серии НОА). Электротермический вариант стал очень быстро распространяться по всему миру. Однако матричные эффекты, связанные с применением печи Массмана, были слишком велики, и через некоторое время Б. В. Львов сделал еще одно усовершенствование — он ввел в электротермический анализатор небольшую платформу, улучшившую условия проведения анализа, его точность и чувствительность. Платформа была использована очень широко под названием «платформа Львова». Примерно в те же годы были созданы и теперь широко используются специальные «гидридные» приставки для определения элементов (сурьма, мышьяк, висмут и др.), образующих летучие гидриды. Для определения ртути был разработан так называемый метод «холодного пара», тоже нашедший повсеместное распространение. Совершенствовались системы коррекции фона, в частности был использован эффект Зеемана.

Заслуги Алана Уолша в 1970-е гг. были, наконец, признаны общественностью; он стал почетным членом многих академий получил (совместно с Б. В. Львовым) золотую медаль журнала «Та1аntа» и даже был возведен в рыцарское достоинство. Отметим, что А. Уолш с самого начала приветствовал появление новых вариантов метода. Он писал, что наилучшим средством для расширения применения атомной абсорбции являются непламенные методы, в первую очередь — разработки Б. В. Львова.





Дата добавления: 2014-02-03; просмотров: 2414; Опубликованный материал нарушает авторские права? | Защита персональных данных | ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ


Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Только сон приблежает студента к концу лекции. А чужой храп его отдаляет. 8889 - | 7573 - или читать все...

Читайте также:

 

35.172.217.40 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.


Генерация страницы за: 0.002 сек.