Cтраница 2
Установлено, что не все преимущества интегрального метода реализуются при использовании атомизатора CRA-63 из-за особенностей его конструкции. Дело в том, что вследствие малой длины и незамкнутости графитовой трубки атомизатора CRA-63 она действует как печь, а не как изотермическая кювета, которая дает возможность наиболее ярко проявиться достоинствам интегрального метода. Благодаря малым размерам печь CRA-63 быстро нагревается, поэтому больше подходит для импульсного испарения образца с регистрацией пикового значения сигнала. [16]
Максимальная температура разогревания вещества определяется температурой внутренней стенки кюветы, которая для тонкостенной трубки практически совпадает с температурой внешней стенки и не превышает 1800 С. Увеличение температуры путем увеличения мощности электропитания хотя и позволит несколько улучшить условия испарения среднелетучих элементов, но, как видно из предыдущих результатов, не решит проблему импульсного испарения любых элементов в целом. [17]
Интегральное значение сигнала определяют путем взвешивания участков диаграммной ленты, соответствующей импульсам. При импульсном испарении сухого остатка значительно снижаются различные помехи. Так, в случае 100-кратного избытка алюминия ( в виде нитрата) в растворе при обычном пламенном анализе чувствительность определения магния снижается в 20 - 30 раз, а при импульсном испарении не изменяется. [18]
Неидеальная плазма определяет работу импульсных термоядерных реакторов с инерционным удержанием горячей плазмы, мощных взрывомагнитных и магнитогидродинамических генераторов, энергоустановок и ракетных двигателей с газофазными ядерными реакторами, плазмохимических и СВЧ-реакторов, плазмотронов и мощных источников оптического и рентгеновского излучения. Неидеальная плазма возникает при воздействии на вещество мощных ударных, детонационных и электровзрывных волн, концентрированного лазерного излучения, электронных и ионных потоков, при мощных химических и ядерных взрывах, при импульсном испарении лайнеров пинчей и магнитокумулятивных генераторов, при гиперзвуковом движений тел в плотных атмосферах планет, при высокоскоростном ударе и во многих других ситуациях, характеризующихся экстремальными давлениями и температурами. Физика приэлектродных, контактных и электровзрывных процессов при вакуумном пробое тесно связана с неидеальной плазмой, определяющей работу мощных импульсных ускорителей, генераторов СВЧ-излучений и плазменных коммутаторов. Современный прогресс в понимании структуры и эволюции планет-гигантов Солнечной системы и иных астрофизических объектов во многом основан на привлечении идей и результатов физики сильносжатой плазмы. [19]
Все способы получения поглощающих слоев можно отнести к двум группам: равновесным и импульсным. По чувствительности импульсные методы ( графитовая кювета, импульсная лампа, лазерный луч) должны превосходить равновесные ( пламя, разряд в полом катоде, печь Кинга), ибо для достижения и поддержания равновесной концентрации элемента в поглощающей ячейке требуется значительно большее количество вещества по сравнению с тем, которое сосредоточено в поглощающей ячейке в каждый момент. Но техника регистрации спектров поглощения при импульсном испарении сложнее, чем для равновесных методов, так как в первом случае необходимо регистрировать быстро изменяющийся сигнал, а во втором - постоянный. [20]
Процесс атомизации включает несколько независимых стадий: испарение пробы, локализацию паров, диссоциацию молекул. Испарение и диссоциация любых соединений возможны лишь при достаточно высоких температурах - порядка 2000 - 3000 К. При указанных условиях ограничение столба паров в определенном объеме оказывается невозможным из-за отсутствия прозрачных для светового пучка материалов, устойчивых до таких температур. Поэтому приходится отказываться от полного ограничения паров внутри поглощающей ячейки и измерять поглощение расплывающегося облака паров, полученного путем кратковременного импульсного испарения пробы, или компенсировать утечку паров из поглощающей ячейки путем непрерывного испарения новых порций пробы, измеряя при этом некую равновесную концентрацию паров. Соответственно все способы получения поглощающих слоев можно отнести к указанным двум группам. [21]
При распылении раствора в пламя только небольшая его часть расходуется на образование атомного пара, значительное же количество стекает, часть энергии пламени идет на образование паров воды, которые разбавляют пламя, снижая чувствительность. Эти недостатки устраняются при использовании атомизатора типа печь - пламя. Небольшое количество раствора помещается в лодочку из жаростойкого материала. После высушивания растворителя лодочку с сухим остатком вводят в пламя, где происходит импульсное испарение вещества. [22]
Возникающий при этом в цепи фотоэлемента фототок измеряется чувствительным гальванометром. Изменение величины фототока при определенных условиях происходит пропорционально концентрации определяемого элемента в анализируемом растворе - на этом и основано-количественное определение веществ методом фотометрии пламени. Однако величина фототока зависит не только от концентрации свободных атомов в пламени, но и от состава пламени, его температуры, конструкции распыляющего устройства и качества распыления. Величина фототока зависит также от степени диссоциации соединений на атомы и от степени ионизации атомов в пламени. При выполнении анализа необходимо, прежде всего, создать наиболее благоприятные условия для достижения максимальной атомизации анализируемого вещества. В связи с тем, что локализация паров вещества внутри поглощающей ячейки ( например, в пламени) при высоких температурах практически невозможна из-за отсутствия прозрачных для пучка света материалов, обычно измеряют поглощение или излучение расплывающегося облака. Для создания равновесной концентрации паров анализируемого вещества используют пламя или разряд в полом катоде, при этом введение пробы производится постепенно и равномерно в течение промежутка времени, значительно превышающего время пребывания атомов в ячейке. Для равновесных методов большое значение имеет механизм переведения вещества в парообразное состояние. Наибольшее соответствие между составом пара и составом пробы достигается при испарении в пламени. Для импульсных методов механизм испарения существенной роли не играет. По чувствительности импульсные методы превосходят равновесные, так как для достижения и поддержания равновесной концентрации атомов элемента в поглощающей ячейке требуется значительно большее ( в 103 - 104 раз) [4] количество вещества по сравнению с тем количеством, которое вводится в ячейку при импульсном испарении. [23]
Возникающий при этом в цепи фотоэлемента фототок измеряется чувствительным гальванометром. Изменение величины фототока при определенных условиях происходит пропорционально концентрации определяемого элемента в анализируемом растворе - на этом и основано-количественное определение веществ методом фотометрии пламени. Однако величина фототока зависит не только от концентрации свободных атомов в пламени, но и от состава пламени, его температуры, конструкции распыляющего устройства и качества распыления. Величина фототока зависит также от степени диссоциации соединений на атомы и от степени ионизации атомов в пламени. При выполнении анализа необходимо прежде всего, создать наиболее благоприятные условия для достижения максимальной атомизации анализируемого вещества. В связи с тем, что локализация паров вещества внутри поглощающей ячейки ( например, в пламени) при высоких температурах практически невозможна из-за отсутствия прозрачных для пучка света материалов, обычно измеряют поглощение или излучение расплывающегося облака. Для создания равновесной концентрации паров анализируемого вещества используют пламя или разряд в полом катоде, при этом введение пробы производится постепенно и равномерно в течение промежутка времени, значительно превышающего время пребывания атомов в ячейке. Для равновесных методов большое значение имеет механизм переведения вещества в парообразное состояние. Наибольшее соответствие между составом пара и составом пробы достигается при испарении в пламени. Для импульсных методов механизм испарения существенной роли не играет. По чувствительности импульсные методы превосходят равновесные, так как для достижения и поддержания равновесной концентрации атомов элемента в поглощающей ячейке требуется значительно большее ( в 103 - 104 раз) [4] количество вещества по сравнению с тем количеством, которое вводится в ячейку при импульсном испарении. [24]