Источник свободных атомов.
Атомизатор (источник
свободных атомов) переводит пробу в свободные атомы, которые
находятся
между
источником
первичного
излучения
и
диспергирующей системой. Используют атомизаторы двух типов –
пламя и электротермический атомизатор (печь).
Для формирования ламинарного пламени используется смесь
ацетилен-воздух и ацетилен-оксид азота N
2
O
. При определении хрома,
железа, кобальта, никеля и др. элементов используется пламя ацетилен-
воздух. Для определения таких элементов, как алюминий, тантал,
титан, ванадий и др., оксиды которых в пламени более стабильны,
используют пламя с более высокой температурой (› 2600 К, ацетилен-
оксид азота). Пламя в ААС выполняет функцию атомизатора и кюветы.
Чем больше толщина поглощающего слоя, тем выше чувствительность
метода. Специальные типы горелок обеспечивают большую длину
поглощающего слоя (до 10 см). Повышение эффективности атомизации
достигается регулировкой соотношения горючий газ/окислитель.
Применение органических растворителей позволяет увеличить как
эффективность распыления, так и температуру пламени.
В пламени происходит испарение компонентов пробы, их
диссоциация на свободные атомы, возбуждение атомов под действием
излучения ЛПК и ионизация атомов (нежелательный процесс). Степень
диссоциации зависит от температуры, энергии диссоциации
соединения, его концентрации. С увеличением температуры степень
диссоциации возрастает. С увеличением концентрации определяемого
212
Глава 6. Вещества, изолируемые методом минерализации
_______________________________________________________
соединения степень диссоциации уменьшается, что приводит к
искривлению градуировочной зависимости.
Летучесть мышьяка, свинца, сурьмы, олова и других элементов
повышается при добавлении тетрагидробората натрия к подкисленным
растворам.
В электротермическом атомизаторе происходит электрический
нагрев тугоплавкого металла, на который наносят анализируемую
пробу, что позволяет увеличить время пребывания свободных атомов.
Обычно
в
электротермическом
атомизаторе
используют
цилиндрическую трубку (печь) длиной 18–28 мм. В качестве материала
для изготовления печи используют вольфрам и тантал, которые имеют
высокую электропроводимость, тугоплавкие и термостойкие. Однако
они имеют большую яркость при высокой температуре.
В настоящее время наиболее широко используют графитовые
печи, которые можно нагревать до 3000 ºС и при этом не ухудшаются
механические свойства. Для изготовления графитовой печи используют
пиролитический графит, который уменьшает потери и улучшает
процесс атомизации определенных элементов.
Атомизация пробы в графитовой печи состоит из нескольких
стадий: высушивание, озоление и атомизация. Удаление растворителя
на первой стадии происходит при температуре несколько выше 100 ºС.
Удаление органической и неорганической основы (стадия озоления)
происходит при температуре 300–1500 ºС. Обычно стадии
высушивания и озоления проводят с током аргона, чтобы не допустить
окисления.
На стадии атомизации происходит диссоциация молекулярных
частиц определяемого элемента при температуре 1200–2700 ºС и
формируются свободные атомы.
Нагрев графитовых печей производится как с концов
(продольный нагрев), так и с боков (поперечный нагрев). Поперечный
нагрев позволяет уменьшить температурный градиент, характерный
для режима продольного нагрева. Основной недостаток – уменьшение
чувствительности за счет значительной потери атомного пара.
Применение концевых крышек позволяет сохранить чувствительность.
Применение графитовой кюветы Львова (рис. 6.21) в качестве
электротермического анализатора значительно понизило предел
обнаружения многих элементов.
213
Do'stlaringiz bilan baham: |