О природе минералов 1 Введение

5.4 Атомно-абсорбционный анализ
Энергия рентгеновских квантов, испускаемых ато-
мами, когда электрон переходит с внешней элек-
тронной орбитали, чтобы заполнить вакансию на
внутренней оболочке, равна разнице энергий меж-
ду этими двумя орбиталями и является характер-
ной особенностью данного элемента (т. е. эмиссия
характеристических рентгеновских лучей являет-
ся квантовым процессом). Поглощение (абсорб-
ция) электромагнитного излучения атомами так-
же представляет собой квантовый процесс и свя-
зано с различными переходами электронов. Ко-
личество квантов, поглощаемых на определен-
ной длине волны, прямо пропорционально кон-
центрации поглощающего элемента и поэтому мо-
жет использоваться для ее оценки. Это положе-
ние является физической основой метода атомно-
абсорбционной спектроскопии.
В отличие от PMA и РФА атомно-абсорбци-
онная спектроскопия (AAC) относится к деструк-
тивным аналитическим методам, так как обра-
зец, который обычно переводится в раствор, рас-
ходуется в процессе анализа. При этом растворен-
ный образец распыляется в виде аэрозоля в горя-
чем пламени газа (1700—3200
0
C). Пучок света с
длиной волны, выбранной в соответствии с силь-
ной абсорбционной линией определяемого элемен-
та, проходит через пламя, и детектором измеря-
ется величина поглощения (потеря интенсивно-
сти) светового пучка. Соответствующая исследо-
вательская установка показана на рис. 5.10. При
тех же самых условиях эксперимента замеряется
величина поглощения стандартных растворов из-
вестного химического состава, что позволяет пу-
тем сравнения определить концентрацию того или
иного элемента в образце.
Существует ряд модификаций основной систе-
мы AAC, описанной выше. Наиболее важной явля-
ется замена газового пламени на небольшую гра-
фитовую печь. Это дает возможность использо-
вать при анализе меньшее количество раствора
или навески твердого образца. Как пламя, так и
печь, служат для одной цели — генерирования сво-
бодных ионизированных атомов анализируемого
элемента.
Источником света в AAC является специаль-
ная лампа с катодом, изготовленным из того эле-
мента, на который проводится анализ. Из этого
следует, что каждый элемент при ААС-анализе
должен определяться отдельно, и поэтому полный
анализ минерала оказывается очень трудоемким.
Кроме того, существует еще одно ограничение, за-
ключающееся в том, что у неметаллов (S, Cl, Si)
сильные линии поглощения лежат в ультрафиоле-
товой области спектра, и, следовательно, эти эле-
менты невозможно анализировать данным мето-
дом. Другое существенное ограничение возникает
из того обстоятельства, что для проведения ана-
Рис. 5.10 Атомно-абсорбционный спектрометр

---

лиза образец должен быть растворен, в результате
чего метод может давать только валовые средние
значения концентраций.
Преимущество AAC состоит в том, что метод
обладает более низкими пределами обнаружения,
чем PMA и РФА, особенно при использовании печ-
ки. Например, предел обнаружения Cu составляет
порядка 1 ppm, a As — 0,02 ррт. Пределы обнару-
жения Be и Li равны 1 и 0,03 ррт соответственно;
к тому же эти элементы вообще не могут быть
определены с помощью PMA и РФА. В качестве
дополнительного преимущества AAC укажем на
то, что его оборудование гораздо дешевле того, ко-
торое требуется для PMA, РФА и ИВП-методов
(см. ниже).
Несмотря на свои ограничения, AAC широко
используется как обычный аналитический метод,
особенно для контроля за концентрациями одного
или двух металлов в руде.