ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Влияние матрицы при определении редкоземельных элементов из "Методы оптической спектроскопии и люминесценции в анализе природных и сточных вод" Разработан экспрессный метод одновременного определения микроэлементов в природных водах различной минерализации с минимальной химической подготовкой проб при достаточно высокой чувствительности и точности [167]. Метод использован в двух вариантах. В первом варианте раствор вещества наносили на торец электрода диаметром 4 мм с небольшим углублением в форме лунки. Электрод предварительно обрабатывали 0,5%-ным раствором полистирола в бензоле. Во втором варианте раствор вещества наносили на смоченный этанолом угольный порошок, заполняющий электрод глубиной 4 мм, диаметром 6 мм в форме чашечки, предварительно также обработанный раствором полистирола в бензоле. Использовали спектрографы ИСП-28 и Р05-2 с дугой постоянного тока в качестве источника возбуждения спектра и фотопластинки типа микро чувствительностью 65 ед. ГОСТ. [c.50] Исследована возможность применения этого метода для определения Со, Сг, Си, Ре, Мп, Мо, N1, РЬ, 5п, Та, V, 2п в природных водах различной минерализации (от 2-10 2 до 36 г/л). Использовали растворы, имитирующие состав речной воды с содержанием 1всех микропримесей от 10 до 10 мг/л и основных макрокомпонентов (Са, К, Mg, Ыа) в виде хлоридов с концентрацией от О до 100 г/л, а также природные воды. [c.50] Установлено, что изменение природы аниона (С1 , СОз , N03 , 5042-) незначительно влияет на относительное стандартное отклонение (от 0,8 до 0,2). Оптимальные условия спектрального анализа сухих остатков природных вод создаются при переводе макрокомпонентов в хлориды. Относительное стандартное отклонение в данном случае не превышает 0,25. [c.50] Таким образом, при анализе сухих остатков растворов на торце электрода или на электроде с чашечкой для достижения наиболее высокой чувствительности определения микропримесей следует проводить концентрирование природной воды частичным упариванием в 6—30 раз в зависимости от минерализации вод (если имеется природная вода с минерализацией 300— 1500 мг/л), а не упариванием до сухого остатка, как это обычно принято. [c.52] В этом случае достигается область содержания суммы макрокомпонентов от 1 до 5 г/л, отвечающая оптимальным условиям определения микропримесей. [c.52] Разработанный метод позволяет достичь следующих пределов обнаружения при испарении с торца электрода от 0,0002 до 0,09 мг/л, из чашечки — от 0,003 до 1,0 мг/л (табл. 2.3). При испарении пробы с торца электрода (при одинаковом количестве наносимого вещества) по сравнению с испарением из чашечки пределы обнаружения микропримесей несколько ниже, так как при использовании чашечки предел обнаружения несколько завышен из-за значительного роста уровня фона. Однако применение электродов в форме чашечки уменьшает механическое разбрызгивание вещества при подсушивании под инфракрасной лампой и при включении дуги и позволяет более надежно закрепить образец на поверхности электрода. Поэтому данный метод удобно применять для вод с минерализацией более 5 г/л кроме того, имеется возможность анализировать большее количество вещества. [c.54] При испарении пробы из чашечки электрода оптимальные результаты получены при использовании нитрата бария. В его присутствии температура плазмы составляет 5300—4900 К при суммарном содержании макрокомпонентов от 1 до 5 г/л. [c.55] Влияние изменения концентрации носителей в пределах от 0,5 до 10% па интенсивность линий микропримесей изучено на модельных растворах с суммарным содержанием макрокомпонентов 1 г/л и концентрацией микрокомпопентов 0,25 мг/л. [c.55] При определении всех рассматриваемых элементов, кроме молибдена, минимальный предел обнаружения получен при концентрациях сульфата индия 0,5—2% и нитрата бария 1—2%. Для молибдена минимум предела обнаружения соответствует 2—5%-ной концентрации носителя. В табл. 2.3 приведены также пределы обнаружения метода с применением носителя. [c.55] Плазматрон работал в режиме низкотемпературной дуги постоянного тока [169]. Оптимальные условия работы плазматрона следующие расход охлаждающего газа 0,8, распыляющего— 0,4, дополнительного —0,1 л/мин сила тока дуги 16 А. [c.57] Условия работы сушильного аппарата следующие мощность нагревателя 600—800 Вт расход раствора — не более 3 мл коэффициент освобождения от паров воды 70—80% отношение количества вещества в распыленном объеме раствора к количеству вещества, вводимому в струю плазмы — 40—50% время освобождения сушильного аппарата от аэрозоля предыдущего опыта — 20—30 с размер частиц твердой фазы (67% всех частиц) — 1—3 мкм. [c.57] Были измерены температура электронов Т , температура атомов Га и концентрация электронов Пе и их распределение по радиусу струи в плазме без щелочного и со щелочным элементами. Температуру электронов измеряли по относительным интенсивностям линий Zn [175], а температуру атомов — по полосам ОН серии 4Q—15Q [176]. Концентрацию электронов Пе в радиальных зонах струи оценивали путем измерения уширения линии лития [177]. Ввиду того, что обратная дисперсия спектрографа ИСП-30 в области линии лития составляет 4,2 ям/мм, в результаты определения уширения линии лития вносили поправку на аппаратурную функцию. Поправку находили из разницы значений ширины линии, полученной в условиях возбуждения спектров, подобных условиям в работе [177] на спектрографе ИСП-30. [c.58] Градуировочные графики строили по спектрам микроэлементов для растворов сравнения и для растворов сравнения с добавкой в каждый раствор макрокомпонентов до содержания их 1 г/л. На рис. 2.11 в качестве примера приведены градуировочные графики для Мо — 313,25 нм и Zn — 334,5 нм. Из рисунка видно, что добавки щелочных макрокомпонентов увеличивают интенсивность линий. Подобные зависимости были получены для всех исследуемых микроэлементов. Можно было предположить, ЧТО наблюдаемый эффект обусловлен изменением условий возбуждения микроэлементов в струе плазмы при добавках щелочных макрокомпонентов. Для выяснения этого измеряли температуру электронов, атомов и концентрацию электронов. [c.58] В то же время график для плазмы со щелочным элементом линеен, температура электронов составила 5600+150 К. [c.59] Сопоставление значений температур электронов и атомов для плазмы со щелочным элементом указывает на то, что эта плазма близка к термически равновесному состоянию (АГ = = 7 э—Га мало). [c.59] Результаты исследований радиального распределения температуры электронов и атомов в струе плазмы, изображенные на рис. 2.13, показывают, что плазма с щелочным элементом однородна по температуре. Значения 7а и 7а постоянны для каждого из параметров по радиусу струи в пределах погрешностей измерения. Результаты измерения Пе в различных радиальных зонах струи изображены на рис. 2.13. Минимум на кривой 3 указывает на то, что в струе плазмы без щелочного элемента распределение концентраций электронов (температуры) неоднородно. Плазма характеризуется областями незначительного изменения Пе в центральной части, где проходят процессы ионизации, и существенными изменениями на периферии, где преобладают процессы диссоциации. В связи с этим интенсивность линий микроэлементов /л в центре струи падает, а интенсивность фона /ф максимальна. На перифер ии же наоборот — интенсивность линии растет, а интенсивность фона уменьшается. Между этими областями концентрация электронов резко падает. Плазма со щелочным элементом увеличена в объеме и однородна по концентрации электронов (кривая 4) и температуре (рис. 2.13, а). [c.59] Из результатов экспериментов следует, что для достижения низких пределов обнаружения элементов и подавления ионизационной составляющей влияний различной минерализации воды необходимо к растворам сравнения и образцам воды добавлять щелочной элемент (Ыа или К) в концентрации 1—2 г/л. [c.61] Вернуться к основной статье