Оптические и спектральные методы в лабораторном практикуме по физико-химическим методам анализа. Луцик В.И - 8 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТвГТУ | Тверь

Составители: 

Рубрика: 

8
ЭМИССИОННЫЙ СПЕКТРАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ.
ФОТОМЕТРИЯ ПЛАМЕНИ
Фотометрия пламени представляет собой разновидность эмиссионного
спектрального анализа. Метод основан на термическом возбуждении атомов
в пламени и прямом измерении интенсивности их излучения при помощи
фотоэлемента или фотоумножителя. Используя монохроматор или соответ-
ствующий светофильтр, выделяют наиболее яркую спектральную линию.
Влияние различных факторов на интенсивность спектральной линии
I
kr
отражает уравнение
I
kr
= N A
kr
(g
k
/ g
o
) h v
kr
exp( – E
k
/ kT), (1)
где N – число атомов в плазме; A
kr
– вероятность перехода из возбужденно-
го состояния k в более низкое энергетическое состояние r; v
kr
– частота, соот-
ветствующая этому переходу; h – постоянная Планка; g
k
и g
o
– статистиче-
ские веса возбужденного и нормального состояний; E
k
– энергия возбужде-
ния k-гo уровня. Из уравнения (1) следует, что при соблюдении определен-
ных условий существует линейная зависимость между интенсивностью ли-
нии и концентрацией анализируемого элемента. Наиболее интенсивным фак-
тором, влияющим на величину I
kr
,
является температура пламени. Поэтому
режим работы горелки должен быть стабильным в период проведения изме-
рений. При соблюдении ряда условий наблюдается линейная зависимость I
kr
от концентрации анализируемых атомов. Это позволяет проводить количест-
венный анализ, используя методы сравнения, градуировочной зависимости
или метод добавок.
Температура плазмы в пламенной фотометрии невелика (около 2000
К), поэтому наблюдают лишь наиболее легко возбуждаемые линии.
Определение элементов с близким расположением линий в их эмиссионных
спектрах при одновременном присутствии в растворе затруднено, поскольку
наблюдается суммарная интенсивность свечения пламени при неопределен-
ном вкладе компонентов. Например, определение кальция по полосе 622 нм
затруднено в присутствии натрия, излучающего яркий дублет спектральных
линий 589-589,6 нм. Мерой селективности анализа является фактор специ-
фичности F, который показывает, во сколько раз концентрация мешающего
элемента в анализируемом растворе должна быть больше, чем определяемо-
го, чтобы вызвать такой же отсчет на гальванометре данного прибора. Если
концентрация определяемого элемента в растворе С, а концентрация ме-
шающего элемента С
1
, то F = C
I
/C. Пламенные фотометры обычно снабже-
ны интерференционными светофильтрами, их монохроматичность характе-
ризуется полушириной полосы пропускания Δλ ≥ ±5 нм. Факторы специфич-
ности для таких приборов колеблются от единиц до сотен в зависимости от
рассматриваемой пары элементов, а для спектрофотометров, имеющих в ка-
честве монохроматора призму или дифракционную решетку, величины F на
порядок выше.

Страницы