Атомно-абсорбционная спектрометрия. Крысанова Т.А - 6 стр.

UptoLike

Рубрика: 

6
где N - число атомов в плазме; g
k
и g
0
статистические веса возбужденного и
нормального состояний ; E
k
энергия возбуждения k-го уровня .
Поглощение света атомами какого- либо элемента можно наблюдать,
пропуская свет от источника со сплошным спектром излучения через пар со
свободными атомами этого элемента. Тогда на определенных участках спектра
обнаруживаются провалы” интенсивности, соответствующие переходам
атомов из более низкого в более высокое энергетическое состояние. На
спектрограммах источника сплошного спектра появляются отдельные тонкие
линии. Длина волны каждой линии определяется уравнением :
kn
kn
h
ν
λ =
E-E
.
Практически в спектре поглощения наблюдаются только резонансные
линии, соответствующие поглощательным переходам с нижнего
невозбужденного уровня на любой верхний . Число линий поглощения равно
квадратному корню из числа линий испускания , умноженному на 2. Среднее
число линий (атомов и однозарядных ионов ) одного элемента в эмиссионном
спектре составляет около 1000. Примерно половина их приходится на долю
линий ионов .
Число атомов в возбужденном состоянии незначительно по сравнению с
числом атомов на основном (нижнем ) уровне и не превышает 2% от общего
числа атомов , причем повышение температуры способствует увеличению
концентрации атомов на возбужденных энергетических уровнях (таблица 1).
Таблица 1
Доля возбужденных атомов элементов при различных температурах, %
Температура , К Элемент Длина
волны
( λ ), нм
Энергия
возбуждения,
эВ
2000 3000 4000 5000
Na
589,0 2,11 9,86·10
-4
5,88·10
-2
4,44·10
-1
1,51
Ca
422,7 2,93 1,21·10
-5
3,69·10
-3
6,03·10
-2
3,33·10
-1
Zn
213,9 5,80 7,29·10
-13
5,58·10
-8
1,48·10
-5
4,32·10
-4
Это выгодно отличает атомно- абсорбционный анализ от эмиссионного.
Величина аналитического сигнала оказывается связанной с большим числом
атомов , чем в эмиссионной спектроскопии, и в меньшей степени подвержена
влиянию случайных колебаний в режиме работы прибора. Кроме того, спектры
поглощения более просты , чем спектры испускания . В противоположность
атомно- эмиссионной спектроскопии вероятность спектральных помех из - за
совпадений линий мала.
                                         6
гд е N - числоатомов в п лазме; gk и g0 – статистические в еса в озбужд енног   ои
нормальног   осостояний ; Ek – энергия в озбужд ения k-г оуров ня.
      П оглощ ение св ета атомами каког    о-либо элемента можно наблю д ать,
п роп уская св ет от источника сосп лош ны м сп ектром излучения через п ар со
св обод ны ми атомами этог   оэлемента. Т огд а наоп ред еленны х участках сп ектра
обнаружив аю тся “п ров алы ” интенсив ности, соотв етств ую щ ие п ереход ам
атомов из более низког       о в более в ы сокое энерг   етическое состояние. Н а
сп ектрог раммах источника сп лош ног   осп ектра п ояв ляю тся отд ельны е тонкие
линии. Д линав олны кажд ой линии оп ред еляется урав нением:
                                             h⋅ν
                                     λkn =          .
                                           E k - En
      П рактически в сп ектре п ог лощ ения наблю д аю тся только резонансны е
линии,      соотв етств ую щ ие п оглощ ательны м      п ереход ам    с нижнег    о
нев озбужд енног  оуров ня на лю бой в ерхний . Ч ислолиний п ог   лощ ения рав но
кв ад ратномукорню из числа линий исп ускания, умноженномуна 2. Сред нее
числолиний (атомов и од нозаряд ны х ионов ) од ног     оэлемента в эмиссионном
сп ектре состав ляет около 1000. П римерно п олов ина их п риход ится на д олю
линий ионов .
      Ч ислоатомов в в озбужд енном состоянии незначительноп осрав нению с
числом атомов на основ ном (нижнем) уров не и не п рев ы ш ает 2% от общ ег       о
числа атомов , п ричем п ов ы ш ение темп ературы сп особств ует ув еличению
концентрации атомов нав озбужд енны х энерг      етических уров нях (таблица1).

                                                                        Т аблица1

    Д оля в озбужд енны х атомов элементов п ри различны х темп ературах, %

Элем ент    Д лина       Энерг ия                   Тем п ерат ура, К
            в олны    в озбуж дения,     2000       3000         4000     5000
            (λ), нм         эВ
   Na        589,0        2,11         9,86·10-4       10-2 4,44·
                                                   5,88·        10-1      1,51
   Ca        422,7        2,93         1,21·10-5       10-3 6,03·
                                                   3,69·        10-2    3,33·10-1
   Zn        213,9        5,80             10-13
                                       7,29·           10-8 1,48·
                                                   5,58·        10-5    4,32·10-4

      Э то в ы г
               од но отличает атомно-абсорбционны й анализ от эмиссионног      о.
В еличина аналитическог   о сигнала оказы в ается св язанной с больш им числом
атомов , чем в эмиссионной сп ектроскоп ии, и в меньш ей степ ени п од в ержена
в лиянию случай ны х колебаний в режиме работы п рибора. К роме тог  о, сп ектры
п оглощ ения более п росты , чем сп ектры исп ускания. В п ротив оп оложность
атомно-эмиссионной сп ектроскоп ии в ероятность сп ектральны х п омех из-за
сов п ад ений линий мала.