Mundarija Fizik-kimyoviy tadqiqot usullarining umumiy xususiyatlari va klassifikatsiyasi

Rentgenspektral usullar. Lyuminestsent tahlil.

Yuqori energiyaga ega elektroniar bilan bombardimon qilinganda atom yadrosiga yaqin bo'lgan K, L elektron pog'onalardagi elektronni urib chiqarib, uning b o ‘shagan o ‘rniga yuqoriroq energetik p o g ‘onadagi elektronning o'tishi natijasida xos rentgen nurlar deb ataluvchi nurlar chiqadi. Bundan tashqari, uzluksiz spektrga ega, sustlashtiruvchi elektron energiyasi tufayli yuzaga keladigan sustlashtiruvchi rentgen nurlariham hosil bo‘ladi. Uzluksiz rentgen nurlanishining maksimal chastotasi rentgen nayidagikuchlanish (U)bilan tarzda bog'langan. Shunday qilib, emission rentgen spektri xos rentgen nurlari chiziqlari bilan qoplangan uzluksiz fonni tashkil etadi. Xos rentgen nurlari faqat elektroniar bilan bombardimon qilganda emas, balki yuzani katta energiyali elektromagnit nurlar bilan nurlantirganda ham yuzaga keladi. Bu holda uzluksiz rentgen spektri hosil bo‘lmaydi. Hosil bo'lgan xos rentgen nurlnri fluoressent yoki ikkilamchi nurlardeyiladi. Shuni ham aytish kerakki, yuqori energetik pog‘onalardan elektroniar ichki pog'onalarga o'tganda doimo xos rentgen nurlari hosil bolavermaydi. Bunday hollarda, elektron pog‘onalar qayta quriladi va tashqi elektronlardan biri atomdan uzilib chiqadi.Rentgen spektri tekshiriladigan namuna chiqargan (rentgen emission va rentgen fluoressent) yoki undan o 'tg an (rentgen absorbsion) rentgen nurlari intensivligining taqsim lanishini ifodalaydi. Rentgen emission nurlarda spektral chiziqlar soni kam, rentgen absorbsion nurlarda yutilishni tasvirlaydigan «sakrash»mavjud. Rentgen nurlari spektrlarini ifodalash uchun quyidagicha belgilash qabul qilingan:

CaK„,bu yerda, Ca - element belgisi; К - atomning birinchi energetik pog‘onasidagi elektron o'tishini ko‘rsatadigan belgi; a - ushbu elektron o ‘tishida bosh kvant sonning o'zgarishini ko'rsatadigan belgi. a: An=l;|3: An=2\y: An-3\ 1,2, 3 -elektron pog‘onacha raqami. An-\ boigan elektron o'tishning ehtimoli eng kattabo‘lganligi uchun a-chiziqning intensivligi yuqori bo‘ladi. Rentgenospektral asboblarning asosiy qismi uning nurlanish manbasidir. Rentgen nurini olish uchun rentgen nayidan foydalaniladi. Rentgen nayi anod (1) va qizib turgan katoddan (2) iborat bo‘lib, ularga bir necha kilovolt kuchlanishli tok berilganda, ular orasida 50-100 rnA tok o'tadi. Tok bilan isigan katod o'zidan elektronlar chiqaradi. Elektronlar tezlatgich yordamida anodga tomon yo'naltiriladi. Bombardimon qiluvchi elektronlar dastasi anodga kiritilgan modda atomining ichki elektron qobigidan elektronni urib chiqaradi. Elektronlar kinetik energiyasining qolgan qismi sekinlashtiruvchi nurlanishga va anodni isitishga sarflanadi. Chiqarish oynasi orqali rentgen nuri tarqatuvchi elementga yoki namunaga yuboriladi. Rentgen nayining tuzilishi: I-anod; 2-katod

Xos rentgen nurlari asosida analiz bajarilganda, tekshiriladigan namuna bevosita anodga joylashtiriladi. Tarqatuvchi element sifatida difraksion panjarali kristallar ishlatiladi. Ularga kristall-analizatorlarham deyiladi. Rentgen nurlari difraksiyasini Vulf-Bregg qonuni asosida ifodalash mumkin: nX = 2dsin 0 bu yerda, n - spektr tartibini k o ‘rsatuvchi butun son; d -kristallografik yuzalarorasidagi masofa; в - kristalograf yuzasi bilan unga tushayotgan nur va undan qaytayotgan nur dastasi orasidagi burchak.

Kristall yuzasidan burchak ostida to'lqin uzunligi bo’lgan, Vulf-Bregg qonuniga bo'ysunadigan nur qaytadi, qolgani sochiladi va qisman kristall tomonidan yutiladi. Nur qahul etgichlarsifatida fotomateriallar, rentgen kvantlarini ionizatsion va ssintilatsion sanagichlar ishlatiladi. Rentgenospektral sifat analizi spektral chiziqning roentgen spektridagi o'rniga asosan amalga oshiriladi. Bu spektral chiziq har bir element uchun alohida joy egallaydi. Uning spektrdagi o'rni elektron energiyalarining farqiga bog'liq, bu farq Mozli qonuni asosida quyidagicha ifodalanadi: д £ = » ,= 3 £ 2 к 1 « 4 ) 21 bu yerda, v - rentgen spektridagi chiziqning chastotasi; elektronning massasi; e- elektronning zaryadi; /; - Plank doimiysi; Z - elementning tartib raqami; ^ - ekranlanish doimiysi; va и ,- dastlabki va oxirgi holatlarga mos keluvchi bosh kvant sonlar.

Bu usulda ham spektral chiziqni identifikatsiya qilish uchun b iro r standart modda qoMlash maqsadga muvofiq. Rentgen chiziqlari emission spektr chiziqlaridan sodda b o ‘lsa-da, ularni identifikatsiyalash ancha murakkab, chunki ko ‘p tartibli spektral chiziqlar o'zaro ustma-ust tushishi mumkin. Shu bois xatoning oldini olish uchun bir necha chiziqlardan foydanishga to ‘g ‘ri keladi. Biroq shuni ta’kidlash kerakki, bu usulda elementning atrofidagi kimyoviy muhit analizga deyarli xalaqit bermaydi.

Rentgeno-emission analiz usuli yordamida galogenlar, oltingugurt va emission usulda aniqlanishi mumkin boMmagan boshqa elem en tlar aniqlanishi mumkin. R en tg en o -flu o ressen t usul moddalarni parchalamasdan aniqlashga imkon beradi. Uning topish chegarasi: rentgeno-absorbsion usul uchun - 1 0 ^ %(massa) va rentgenospektral mikroanaliz uchun - 1 0 ‘ - 1 mkg/g ni tashkil etadi.

Rentgenospektral miqdoriy analiz uchun xos (birlamchi) rentgen hamda fluoressent (ikkilamchi) rentgen nurlari ham qo'llanilishi mumkin. Birlamchi rentgen nurlarini qo'llash uchun namuna anodning sirtiga surtiladi. Agar metall namuna tekshirilsa, uning o‘zi anod vazifasini bajaradi. Ikkilamchi rentgen nurlari asosida bajariladigan rentgeno-fluoressent tahlil birlamchi rentgen nurlari asosidagi miqdoriy tahlildan ancha afzalliklarga ega. Bu usulda uzluksiz rentgen spektri fonga ega bo'lmaganligi uchun uning sezuvchanligi yuqori. Unda tekshiriladigan modda rentgen nayidagi vakuumdan xoli joyda bo‘lganligi bois tajriba soddalashadi. Biroq ikkilamchi spektrlarning intensivligi birlamchi spektrlarning intensivligidan kichik, shuning uchun ham bu usulda spektrlarni suratga olib bo’lmaydi.

Rentgenospektral miqdoriy analiz birlamchi spektrlar asosida amalga oshirilganda modda miqdori bilan rentgen nurining intensivligi o'rganiladi. Spektral chiziqlarning mutlaq intensivligi q o ‘zg‘atish sharoiti, namunaning kimyoviy tarkibi singarilarga ham bog‘liq. Shuning uchun ularni hisobga olishga to‘g ‘ri keiadi. Namunadan0 ‘tgan rentgen nurlarining susayishinitenglama bilan ifodalash mumkin (bu yerda, /, va / - namunaga tushgan

va undan o'tgan rentgen nurining intensivliklari; /j - yutilishning massa koeffitsienti; p - moddaning zichligi; / - modda qavatining qalinligi). Rentgenospektral miqdoriy analizda darajalash chizmasi, ichki standart usullaridan foydalanish mumkin. Ichki standart usulida aniqlanadigan va standart elementlar spektrlarining intensivliklari solishtiriladi, buning uchun namunaga miqdori ma’Ium b o ‘lgan element qo‘shiladi. Taqqoslanadigan spektral chiziqlarning to'lqin uzunliklari va intensivliklari yaqin bo‘lishi kerak. Bunday standart sifatida aniqlanadigan elementga davriy sistemada qo‘shni bo'lgan elementni olish qulaydir. Agar aniqlanadigan va standart elementlar spektral ch iziq larin in g in tensivliklari m utanosib bo’lsa, konsentratsiyani quyidagi bog‘lanishdan aniqlash mumkin.