Автоионная микроскопия. Эмиссионный спектральный анализ. Атомная абсорбционная спектроскопия. Термоэлектронный эмиссионный микроскоп, страница 7

Рассматриваемый метод благодаря своей высокой чувстви­тельности использовался до сих пор, как правило, для определе­ния низких концентраций различных элементов. Особенно просто  определять им содержание таких элементов, как цинк, кадмий, магний и серебро, однако последние работы показали, что в некоторых случаях он может быть использован и для нахождения концентраций основного элемента. Относительно простые и до­статочно быстрые стандартные методы приготовления и анализа растворов, выполняемые с помощью непосредственных фотоэлектрических измерений, позволяют избавиться от утомительных требующих больших затрат времени химических процедур, а по точности они не уступают химическим и другим инструментальным методам.

 Общие принципы                              

Физическое обоснование метода атомной абсорбционной спектроскопии  - если облако атомов некоторого элемента освещается излучением характерной для этого элемента длиной волны, то возникает поглощение излучения такими атомами, причем величина поглощения может быть связана с концентрацией испаренного элемента.

Для того чтобы найти соотношение между величиной поглощения и концентрацией элемента, в современном абсорбционном спектрофотометре имеются три узла: источник излучения, система, обеспечивающая поглощение атомами проходящего излучения, и детектор.

Поглощающие атомы получаются вбрызгиванием раствора образца в подходящее пламя. Если исследуемый элемент представляет собой атомный пар, то поглощение излуче­ния может происходить лишь в определенных длинах волн, ха­рактерных для этого элемента. Поглощенная энергия переводит атом с невозбужденного основного уровня на разрешенный уровень с большей энергией. Хотя в зависимости от структуры спектра исследуемого элемента может возникнуть несколько ли­ний поглощения, в абсорбционной спектроскопии обычно исполь­зуется линия поглощения, возникающая при переходе атома в первое возбужденное состояние. Эта линия называется резонанс­ной. Величина поглощения определяется количеством атомов в основном состоянии; измеряя её фотоэлектрически, можно связать ее с содержанием элемента в растворе.

Оборудование

Атомный абсорбционный спектрометр состоит из четырех основ­ных блоков:

1) стабильного источника света, воспроизводящего спектр излучения анализируемого элемента. Спектральные линии, да­ваемые таким источником, должны быть чрезвычайно узкими;

2) распылителя, благодаря которому анализируемый элемент из раствора переводится в состояние атомного пара;

3) монохроматора, позволяющего производить выбор нужной спектральной линии элемента (т. е. его резонансной линии);

4) детектора и измерительной системы.

Расположение всех этих четырех узлов проиллюстрировано схе­матически на рисунке.

Рис. 2 - Схема установки для атомного абсорбционного анализа: 1 — источник света (лампа с полым катодом); 2 — поглощающая система (распылитель­ная горелка); 3 — монохроматор (призменный или дифракционный); 4 — приемник и измерительная система.

1. Источник света. В серийных приборах в качестве источни­ков света применяются обычно лампы с полым катодом. Этот источник состоит из вольфрамового стержня и полого цилинд­рического катода, заключенных в стеклянный баллон с кварце­вым окном, наполненный инертным газом при низком давле­нии (аргон, неон или гелий приблизительно при давлении 1 мм рт. ст.). Катод может быть изготовлен целиком из того эле­мента, спектр которого необходимо получить, либо этот элемент может быть нанесен в виде покрытия, на поверхность катода. Возбуждение разряда можно в соответствии с конструкцией лампы осуществлять различными способами, например наложением стабилизированного постоянного напряжения 400—450 В, стабилизированного постоянного тока или же стабилизированного переменного напряжения. Величина действующего тока может

достигать 100 мА.