Атомно-абсорбционная спектрометрия. Крысанова Т.А - 7 стр.

UptoLike

Рубрика: 

7
1.3. Зависимость абсорбционности от концентрации элемента в пробе
Количественный анализ в атомно- абсорбционной спектроскопии
возможен, если поглощение излучения связано с концентрацией определяемого
компонента. Когда источник первичного излучения испускает линию с длиной
волны , подобной линии элемента, и шириной , меньшей , чем ширина линии
элемента, поглощение падающего света можно вычислить.
Уменьшение интенсивности резонансного излучения в условиях атомно-
абсорбционной спектроскопии подчиняется экспоненциальному закону
убывания интенсивности в зависимости от длины слоя и концентрации
вещества, аналогичному закону Бугера-Ламберта- Бэра.
Если I
0
, I интенсивности падающего и прошедшего через слой атомного
пара света; то величину
0
I
lg
I
можно назвать абсорбционностью (А) (по
аналогии с оптической плотностью ). Концентрационная зависимость
абсорбционности монохроматического света выражается уравнением :
A = k
ν
· l · c,
где k
ν
коэффициент абсорбции (индекс ν указывает на зависимость
интенсивностей и коэффициента абсорбции от частоты ); l толщина слоя
атомного пара; с концентрация вещества.
Коэффициент абсорбции (поглощения ) является основной
характеристикой , описывающей свойства линий поглощения . Численно он
выражается уравнением :
k
ν
= f
kn
· c
n
,
где f
kn
коэффициент, называемый силой осциллятора” , который
характеризует вероятность перехода атома на более высокий энергетический
уровень, а с
n
концентрация атомов на нижнем энергетическом уровне,
которая , в свою очередь, является произведением концентрации элемента в
растворе (с) и коэффициента (а), зависящего от скорости испарения сухого
остатка, степени диссоциации молекул , времени пребывания атомов в
атомизаторе.
Сила осциллятора безразмерна и изменяется в диапазоне от 0 до 1. Ее
величина может быть связана с вероятностью перехода А
kn
.
⋅⋅
13
0kn
kn
m
gf
A=6,6710
g
,
где λ длина поглощающего пути (нм );
f
kn
- сила осциллятора;
g
0
и g
m
статистические веса основного и возбужденного состояний
соответственно.
Исходя из пропорциональности k
ν
от f
kn
, можно сделать вывод , что
наибольшие значения коэффициента абсорбции соответствуют переходу
атомного электрона с основного на ближайший к нему уровень. Например, для
натрия это переход 3S 3P (589 нм ); следующий переход 3S 4P (330 нм )
имеет уже в 100 раз меньшую вероятность, поэтому и предел обнаружения
                                           7
     1.3. З а висим ост ь а бсорбционност и от концент ра ции эл ем ент а в пробе

       К оличеств енны й      анализ в         атомно-абсорбционной        сп ектроскоп ии
в озможен, если п ог    лощ ение излучения св язанос концентрацией оп ред еляемог        о
комп онента. К ог    д а источник п ерв ичног   оизлучения исп ускает линию с д линой
в олны , п од обной линии элемента, и ш ириной , меньш ей , чем ш ирина линии
элемента, п ог    лощ ение п ад аю щ ег осв етаможнов ы числить.
       У меньш ение интенсив ности резонансног          оизлучения в услов иях атомно-
абсорбц ионной сп ектроскоп ии п од чиняется эксп оненц иальному закону
убы в ания интенсив ности в зав исимости от д лины слоя и концентрации
в ещ еств а, аналог   ичномузаконуБуг     ера-Л амберта-Бэра.
       Е сли I0, I – интенсив ности п ад аю щ ег    ои п рош ед ш егочерез слой атомног  о
                                     I0
п ара св ета; то в еличину lg            можно назв ать а бс о рбц и о нно с тью (А ) (п о
                                     I
аналог    ии с оп тической п лотностью ). К онц ентрационная зав исимость
абсорбц ионности монохроматическог           осв етав ы ражается урав нением:
                                         A = kν ·l ·c,
г д е kν – коэффициент абсорбции (инд екс ν указы в ает на зав исимость
интенсив ностей и коэффициента абсорбции от частоты ); l – толщ ина слоя
атомног    оп ара; с – конц ентрация в ещ еств а.
       К оэффиц иент        абсорбции         (п ог лощ ения)      яв ляется     основ ной
характеристикой , оп исы в аю щ ей св ой ств а линий п ог         лощ ения. Ч исленно он
в ы ражается урав нением:
                                         kν = fkn ·cn,
г д е fkn – коэффициент, назы в аемы й “силой осциллятора”, которы й
характеризует в ероятность п ереход а атома на более в ы сокий энерг            етический
уров ень, а с n – конц ентрация атомов на нижнем энерг                 етическом уров не,
которая, в св ою очеред ь, яв ляется п роизв ед ением концентрации элемента в
раств оре (с ) и коэффициента (а ), зав исящ ег         о от скорости исп арения сухог   о
остатка, степ ени д иссоциации молекул, в ремени п ребы в ания атомов в
атомизаторе.
       Сила осциллятора безразмерна и изменяется в д иап азоне от 0 д о 1. Е е
в еличинаможетбы ть св язанасв ероятностью п ереход аА kn.
                                                      g f
                                  Akn = 6,67 ⋅ 10 13 ⋅ 0 ⋅ kn ,
                                                      gm λ
г д е λ – д линап ог  лощ аю щ егоп ути (нм);
     fkn - силаосциллятора;
     g0 и gm – статистические в еса основ ног             о и в озбужд енног о состояний
соотв етств енно.
       И сход я из п роп орциональности kν от fkn, можно сд елать в ы в од , что
наибольш ие значения коэффициента абсорбции соотв етств ую т п ереход у
атомног    оэлектронас основ ног      онаближай ш ий к немууров ень. Н ап ример, д ля
натрия – этоп ереход 3S – 3P (589 нм); след ую щ ий п ереход 3S – 4P (330 нм)
имеет уже в 100 раз меньш ую в ероятность, п оэтому и п ред ел обнаружения