ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.11.2023
Просмотров: 207
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
СОДЕРЖАНИЕ
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА И КЛАССИФИКАЦИЯ ФИЗИКОХИМИЧЕСКИХ МЕТОДОВ АНАЛИЗА
Основной закон светопоглощения (Закон БугераЛамбертаБера)
Основные узлы приборов абсорбционной спектроскопии
Основные узлы приборов для эмиссионного спектрального анализа
Качественный эмиссионный спектральный анализ
РЕНТГЕНОСПЕКТРАЛЬНЫЙ МЕТОД АНАЛИЗА
Основные узлы рентгеноспектральных приборов
Количественный рентгеноструктурный анализ
Качественный хроматографический анализ
КОНДУКТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД АНАЛИЗА
Измерение электропроводности растворов
ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД АНАЛИЗА
Измерительная ячейка и электроды потенциометрического ме тода анализа.
излучение элементов, входящих в со‐ став зерна, кристалл‐анализатором разлагается в спектр, а детектором определяется интен‐ сивность отдельных линий. Применение электронного зонда позволило решить ряд важ‐ нейших задач теоретического и практического характера: найти распределение данного элемента по поверхности образца, определить состав отдельных участков поверхности и т. д., что имеет особое значение в металлургической промышленности, электровакуумной технологии, геохимии, биологии и т. д.
Спектральные приборы абсорбционного анализа. В приборах этого типа измеряется интенсивность рентгеновского излучения, прошедшего через анализируемую пробу, вернее уменьшение интенсивности излучения связанное с поглощением рентгеновского излучения. Конструкции абсорбционных приборов различаются взаимным расположением анализи‐ руемого образца и кристалла. В одних приборах после рентгеновской трубки помещен кри‐ сталл‐анализатор и через анализируемую пробу проходит монохроматическое излучение. В приборах другой конструкции анализируемая проба помещается между рентгеновской трубкой и кристалл‐анализатором и таким образом в спектр разлагается излучение, про‐ шедшее через анализируемую пробу.
Так же, как и в эмиссионной спектроскопии, качественный анализ рентгеноспектраль‐ ным методом проводят путем определения длины волны интересующих линий и их после‐ дующей идентификации. Длину волны рентгеновской линии в спектре обычно с помощью известных опорных линий, являющихся своеобразными стандартами. В качестве такого стандарта может быть использована или «основа» пробы, как это часто делается в эмисси‐ онной спектроскопии, или известное вещество, специально вводимое в анализируемую пробу. Нередко для этого рядом
со спектром анализируемой пробы фотографируют спектр известного стандартного вещества. Методика определения длины волны в этих условиях практически не отличается от той, которая используется в эмиссионной спектроскопии.
Расшифровка рентгеновских спектров также в принципе не отличается от соответст‐ вующей методики эмиссионной спектроскопии. Существенно облегчается эта работа благо‐ даря наличию подробных таблиц линий рентгеновского спектра. Хотя рентгеновские спек‐ тры намного проще эмиссионных, что заметно упрощает задачу идентификации линий, все же определение их принадлежности тому или иному элементу остается далеко не простым. Осложнения вызывают главным образом спектры разных порядков, что приводит к наложе‐ нию линий. Для надежности определения находят длину волны и оценивают интенсивность не одной, а нескольких спектральных линий. Вполне понятно, что среди них должна нахо‐ диться наиболее интенсивная линия анализируемого элемента (обычно это К ‐ или L‐ ли‐ ния). Чувствительность рентгеноспектрального анализа (предел обнаружения) состав‐ ляет в среднем 0,05...0,1 %, для некоторых элементов (Ni, Cu и др.) снижается до 5·10‐3 %, для других (например, редкоземельных элементов) повышается до 0,1...0,2 %.
Закон Мозли (5.1.4) связывает атомный номер элемента с частотой рентгеновского излучения. Особенно примечательным примером использования закона Мозли является открытие новых элементов периодической системы: гафния в 1922 г. и рения в 1925 г. Вывод о наличии этих элементов в соответствующих концентратах был сделан по их характеристическим рентгеновским спектрам.
Рентгеноспектральный метод имеет ряд существенных достоинств и преимуществ пе‐ ред другими методами анализа. Рентгеновские спектры малочувствительны к химическому окружению элемента и практически не зависят от того, в виде какого соединения находится анализируемый элемент в пробе. Рентгеноспектральным методом легко обнаруживаются галогены, сера и другие элементы, анализ которых методом эмиссионной спектроскопии не проводится. Большим достоинством рентгенофлуроцентного метода является возможность анализа образца
без его разрушения, что особенно ценно при анализе уникальных изделий.
Для проведения количественного анализа может быть использовано как первичное рентгеновское излучение, так и вторичное(флуоресцентное). При использовании первич‐ ного излучения порошкообразную пробу обычно втирают в рифленую поверхность анода. Если анализируется металлическая проба, анодом служит анализируемый образец.
Рентгеноспектральный анализ по вторичному (флуоресцентному) излучению имеет существенные преимущества по сравнению с анализом по первичному рентгеновскому из‐ лучению. Анализ по флуоресцентному излучению имеет более высокую чувствительность, так как при этом отсутствует фон непрерывного рентгеновского спектра. Немаловажное зна‐ чение имеет также упрощение экспериментальной методики, поскольку анализируемый образец находится вне вакуумной системы рентгеновской трубки. Правда, интенсивность вторичных спектров меньше, чем первичных, и поэтому, например, фотографическая реги‐ страция здесь не применяется. Однако достаточно высокая чувствительность счетчиков рентгеновских квантов обеспечивает быстрое и точное измерение интенсивности линий.
Количественные определения основаны на пропорциональности между интенсивно‐ стью линии характеристического излучения и концентрацией элемента в пробе. На абсо‐ лютную интенсивность линий влияют условия возбуждения и другие факторы, а также хи‐ мический состав пробы, что приходится учитывать серией специальных измерений и теоре‐ тическими расчетами. Зависимость интенсивности линий рентгеновского спектра от концен‐ трации элемента имеет более сложный характер, чем концентрационная зависимость ин‐ тенсивности линий в эмиссионной спектроскопии.
Ix Icm
= k Cx
Ccm
(5.5.1)
где Iхи Iст‐ интенсивности линий определяемого и стандартного элементов; Cхи Cстих кон‐ центрации.
Ввиду невозможности точного учета всех факторов коэффициент k определяется эмпи‐ рически по интенсивности линий стандартных образцов. Уравнение (5.5.1) является также основой градуировочного графика.
Успешно применяется методдобавок, например, при анализе лантаноидов.
Разработаны также методы анализа, основанные на поглощении рентгеновского излу‐ чения. В основе определения лежит метод градуировочного графика.
Спектральные приборы абсорбционного анализа. В приборах этого типа измеряется интенсивность рентгеновского излучения, прошедшего через анализируемую пробу, вернее уменьшение интенсивности излучения связанное с поглощением рентгеновского излучения. Конструкции абсорбционных приборов различаются взаимным расположением анализи‐ руемого образца и кристалла. В одних приборах после рентгеновской трубки помещен кри‐ сталл‐анализатор и через анализируемую пробу проходит монохроматическое излучение. В приборах другой конструкции анализируемая проба помещается между рентгеновской трубкой и кристалл‐анализатором и таким образом в спектр разлагается излучение, про‐ шедшее через анализируемую пробу.
-
Качественный рентгеноспектральный анализ
Так же, как и в эмиссионной спектроскопии, качественный анализ рентгеноспектраль‐ ным методом проводят путем определения длины волны интересующих линий и их после‐ дующей идентификации. Длину волны рентгеновской линии в спектре обычно с помощью известных опорных линий, являющихся своеобразными стандартами. В качестве такого стандарта может быть использована или «основа» пробы, как это часто делается в эмисси‐ онной спектроскопии, или известное вещество, специально вводимое в анализируемую пробу. Нередко для этого рядом
со спектром анализируемой пробы фотографируют спектр известного стандартного вещества. Методика определения длины волны в этих условиях практически не отличается от той, которая используется в эмиссионной спектроскопии.
Расшифровка рентгеновских спектров также в принципе не отличается от соответст‐ вующей методики эмиссионной спектроскопии. Существенно облегчается эта работа благо‐ даря наличию подробных таблиц линий рентгеновского спектра. Хотя рентгеновские спек‐ тры намного проще эмиссионных, что заметно упрощает задачу идентификации линий, все же определение их принадлежности тому или иному элементу остается далеко не простым. Осложнения вызывают главным образом спектры разных порядков, что приводит к наложе‐ нию линий. Для надежности определения находят длину волны и оценивают интенсивность не одной, а нескольких спектральных линий. Вполне понятно, что среди них должна нахо‐ диться наиболее интенсивная линия анализируемого элемента (обычно это К ‐ или L‐ ли‐ ния). Чувствительность рентгеноспектрального анализа (предел обнаружения) состав‐ ляет в среднем 0,05...0,1 %, для некоторых элементов (Ni, Cu и др.) снижается до 5·10‐3 %, для других (например, редкоземельных элементов) повышается до 0,1...0,2 %.
Закон Мозли (5.1.4) связывает атомный номер элемента с частотой рентгеновского излучения. Особенно примечательным примером использования закона Мозли является открытие новых элементов периодической системы: гафния в 1922 г. и рения в 1925 г. Вывод о наличии этих элементов в соответствующих концентратах был сделан по их характеристическим рентгеновским спектрам.
Рентгеноспектральный метод имеет ряд существенных достоинств и преимуществ пе‐ ред другими методами анализа. Рентгеновские спектры малочувствительны к химическому окружению элемента и практически не зависят от того, в виде какого соединения находится анализируемый элемент в пробе. Рентгеноспектральным методом легко обнаруживаются галогены, сера и другие элементы, анализ которых методом эмиссионной спектроскопии не проводится. Большим достоинством рентгенофлуроцентного метода является возможность анализа образца
без его разрушения, что особенно ценно при анализе уникальных изделий.
- 1 ... 7 8 9 10 11 12 13 14 ... 22
Количественный рентгеноструктурный анализ
Для проведения количественного анализа может быть использовано как первичное рентгеновское излучение, так и вторичное(флуоресцентное). При использовании первич‐ ного излучения порошкообразную пробу обычно втирают в рифленую поверхность анода. Если анализируется металлическая проба, анодом служит анализируемый образец.
Рентгеноспектральный анализ по вторичному (флуоресцентному) излучению имеет существенные преимущества по сравнению с анализом по первичному рентгеновскому из‐ лучению. Анализ по флуоресцентному излучению имеет более высокую чувствительность, так как при этом отсутствует фон непрерывного рентгеновского спектра. Немаловажное зна‐ чение имеет также упрощение экспериментальной методики, поскольку анализируемый образец находится вне вакуумной системы рентгеновской трубки. Правда, интенсивность вторичных спектров меньше, чем первичных, и поэтому, например, фотографическая реги‐ страция здесь не применяется. Однако достаточно высокая чувствительность счетчиков рентгеновских квантов обеспечивает быстрое и точное измерение интенсивности линий.
Количественные определения основаны на пропорциональности между интенсивно‐ стью линии характеристического излучения и концентрацией элемента в пробе. На абсо‐ лютную интенсивность линий влияют условия возбуждения и другие факторы, а также хи‐ мический состав пробы, что приходится учитывать серией специальных измерений и теоре‐ тическими расчетами. Зависимость интенсивности линий рентгеновского спектра от концен‐ трации элемента имеет более сложный характер, чем концентрационная зависимость ин‐ тенсивности линий в эмиссионной спектроскопии.
-
В методах внутреннего стандарта сравнивается интенсивность линий опре‐ деляемого элемента с линией стандартного, специально введенного в пробу элемента в точно известном количестве. Сравниваемые линии должны иметь близкие потенциалы воз‐ буждения, т. е. близкие длины волн и не слишком сильно различаться по интенсивности. Удобным стандартным элементом является соседний элемент периодической системы. От‐ носительная интенсивность линий значительно меньше зависит от состава пробы, условий получения и регистрации спектров и других факторов, чем их абсолютная интенсивность. Отношение интенсивностей линий определяемого элемента и элемента стандарта пред‐ полагается пропорциональным их концентрации:
Ix Icm
= k Cx
Ccm(5.5.1)
где Iхи Iст‐ интенсивности линий определяемого и стандартного элементов; Cхи Cстих кон‐ центрации.
Ввиду невозможности точного учета всех факторов коэффициент k определяется эмпи‐ рически по интенсивности линий стандартных образцов. Уравнение (5.5.1) является также основой градуировочного графика.
-
В анализе по методу внешнего стандарта интенсивность линии определяемо‐ го элемента сравнивается с интенсивностью этой линии в спектрах стандартных образцов с известным содержанием. Отношение интенсивностей линий принимается равным отноше‐ нию концентраций элемента. Точные результаты получаются при условии, когда состав ана‐ лизируемой пробы и стандартных образцов по основным компонентам достаточно близок, так как интенсивность линий зависит от общего состава пробы, в особенности от наличия так называемых мешающих элементов.
Успешно применяется методдобавок, например, при анализе лантаноидов.
Разработаны также методы анализа, основанные на поглощении рентгеновского излу‐ чения. В основе определения лежит метод градуировочного графика.
- 1 ... 8 9 10 11 12 13 14 15 ... 22