ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Анализ порошков из "Эмиссионный спектральный анализ нефтепродуктов" Наиболее простым и распространенным способом введения порошкообразной пробы в зону разряда является испарение из канала нижнего электрода. Очень часто для этой цели используют электроды формы а или б (рис. 2), которые привлекают простотой изготовления. Однако эта простота в ряде случаев не компенсирует недостатков таких электродов. Из-за большого теплоотвода проба в канале нагревается слабо и подвергается заметному фракционированию, испарение протекает вяло. Большой диаметр электрода способствует сильному блужданию разряда, а также утечкам паров вещества мимо столба дуги. [c.19] Значительно сильнее и равномернее нагревается проба в канале электродов с шейкой формы в (см. рис. 2). При этом испарение протекает энергичнее и полнее, фракционирование заметно уменьшается, сокращ,ается время экспозиции. Все это благоприятно сказывается на чувствительности анализа. Пользоваться такими электродами рекомендуется особенно для определения малолетучих элементов. Обычно применяют электроды следующих размеров (в мм)-, диаметр канала 1,5—4 глубина 3—8 толщина стенок 0,5—1 диаметр шейки 2—3 длина 1,5—8. [c.20] При использовании электродов формы г (см. рис. 2) испарение вещества происходит лишь в зоне непосредственного воздействия дугового разряда при очень высокой температуре, достаточной для испарения самых тугоплавких соединений фракционирование значительно ослабляется, проба поступает в зону разряда более равномерно. Из-за малой теплопередачи более глубокие слои нагреваются слабо. При испарении вещества из глубокого узкого канала начинает сказываться струйный эффект (см. гл. 5). Вместе с тем вследствие увеличения глубины и уменьшения диаметра канала требуется больше внимания на поддержание правильного аналитического промежутка жь время экспозиции из--аа быетрог г рш1й электрода с пробой. Диаметр канала таких электродов обычно бывает 1—3 мм, глубина достигает 15 мм, толщина стенок 0,25—1 мм. Если количество вещества ограничено, используют неглубокий канал (рис. 2, д). [c.20] Для полного исключения фракционирования иногда [65] электроды изготовляют в виде соломинки с капиллярным каналом диаметром 0,8 мм и длиной 70—80 мм при толщине стенок 0,05 мм. Посредством специального механизма электрод подается в зону разряда и полностью сгорает. Однако изготовлять и применять такие электроды очень сложно. Кроме того, при использовании электродов с очень глубоким каналом чувствительность анализа снижается из-за увеличения фона, которое, в свою очередь, объясняется, во-первых, удлинением экспозиции и, во-вторых, увеличением количества вещества электрода (угля), приходящегося на единицу массы пробы. [c.20] Для уменьшения блуждания разряда и повышения воспроизводимости анализа применяют электроды с центральным стержнем (рис. 2, е, ж). Однако применять такие электроды целесообразно только в сочетании с искровым возбуждением. При дуговом возбуждении воспроизводимость результатов не улучшается, а чувствительность даже несколько снижается (табл. 1). [c.20] Влияние формы электрода на чувствительность и воспроизводимость анализа при дуговом возбуждении. [c.21] Очень сильно нагревается проба в электроде формы з (см. рис. 2) из-за плохой теплопередачи от электрода к стержню. [c.21] С увеличением толщины стенок повышается интенсивность-сплошного фона [66, 67]. Поэтому желательно, по возможности, толщину стенок уменьшить. Нецелесообразно, например, применять электроды формы и (см. рис. 2). Однако при стенках слишком малой толщины они сгорают раньше, чем успевает испариться проба, особенно малолетучая. Это приводит к потере части пробы. Поэтому при выборе формы и размеров электродов необходимо убедить-J ся в том, что электрод обеспечивает полное испарение пробы. В общем случае с увеличением диаметра канала толщину стенок увеличивают. [c.21] Для анализа вещества высокой чистоты, а также для использования фракционирования применяют камерные электроды (рис. 3). [c.21] В работе [68] применяют электроды, показанные на рис. 4. Раствор вносят в углубление нижнего электрода и после испарения растворителя производят съемку спектра при дуговом возбуждении. Разница в величине углов нижнего и верхнего конусов в 10° предотвращает блуждание разряда. [c.22] При анализе с дугой постоянного тока полярность электродов оказывает влияние на температуру и скорость испарения пробы. Температура анода достигает 3800 °С, а катода — 3000 °С. Поэтому при определении малолетучих злементов целесо-образно электрод с пробой включить анодом. [c.22] Для предупреждения выброса пробы иногда в нижней части канала электрода сверлят боковое отверстие диаметром около 1 мм или предварительно прогревают пробу при Малой силе тока [69 ]. Некоторые авторы [70] засыпают пробу в канале небольшим количеством угольного порошка. Широко применяется метод закрепления пробы в канале каким-нибудь органическим веществом коллодием, купфероном, декстриновым клеем, раствором сахара в воде и др. Наиболь-Рис. 4. Электроды шее распространение для этой цели при анализе с различными уг- нефтепродуктов получил купферон, который пере-лами конуса. водят В жидкое состояние. Порошок купферона, проверенный на отсутствие определяемых примесей, насыпают в стеклянную бюксу на одну треть, прикрывают неплотно крышкой и медленно нагревают на электрической плитке с асбестом. При этом купферон начинает вспучиваться и заполняет собой почти весь бюкс. Внезапно вспучивание прекращается и на дне бюкса остается черная маслянистая жидкость. Зафиксировав этот момент, бюкс немедленно снимают с плитки. Если этот момент пропустить, купферон загустеет и станет непригодным к употреблению. Правильно приготовленный купферон длительное время не меняет своей консистенции, однако во избежание загрязнений рекомендуется периодически его менять. [c.22] В литературе имеются описания методов анализа порошков с испарением их из каналов двух и трех электродов. В последнем случае применяют дугу трехфазного тока [7П. При определении никеля и ванадия в нефтепродуктах кокс или полукокс, полученный после сушки пробы, истирают в порошок. Затем 100—150 мг порошка наносят на середину бумажной полоски, пропитанной 30%-ным раствором сернокислого алюминия, и заворачивают в жгутик, который вводят в межэлектродный промежуток [38, 40]. В работе [72] вещество наносят тонким слоем на плоский конец графитового электрода и закрепляют раствором бакелита. [c.22] Несмотря на Меры по повышению воспроизводимости, испарение пробы из канала электрода и возбуждение спектров все же протекают недостаточно стабильно, из-за чего ухудшается точность анализа. [c.23] Большое распространение при анализе руд и минералов получил метод просыпки — вдувания, впервые предложенный В. В. Недле-ром [73] и усовершенствованный А. К. Русановым с сотр. [74, 75]. Сущность метода заключается в следующем (рис. 5). [c.23] Исследуемый порошок непрерывно вдувается воздухом в пламя дуги, горящей между двумя электродами (обычно угольными). Струя воздуха отклоняет пламя вниз и стабилизирует его положение и режим горения в течение всей экспозиции. [c.23] Таким образом, скорость движения частиц и продолжительность их пребывания в пламени дуги определяются скоростью воздушного потока. Энергичное охлаждение концов электродов потоком воздуха препятствует прилипанию к ним частиц пробы и последующему их испарению в пламя дуги. Благодаря непрерывному и равномерному поступлению свежих порций пробы абсолютная и относительная интенсивности линий элементов в спектре сохраняются постоянными в течение всего времени горения дуги, поэтому для регистрации спектра можно выбрать любую удобную продолжительность экспозиции. Сочетание этих условий позволяет достичь высокой воспроизводимости результатов анализа. [c.23] Для анализа методом вдувания используют прибор АВР-2. Различные варианты метода просыпки — вдувания описаны в работах [78—83 и др.]. Чтобы улучшить просыпку проб с плохой сыпучестью используют вибратор [84]. [c.24] Недостатком основного метода вдувания является сравнительно большой расход пробы, доходящий до 1—2 г (при анализе руд это является его достоинством, так как уменьшаются ошибки неоднородности проб). Однако имеются описания методов [79, 84], позволяющих ограничить необходимое количество пробы несколькими десятками миллиграмм. [c.24] Еще одна разновидность метода вдувания описана в работе [85]. Вертикально расположенные электроды имеют сквозной канал. Пробу помещают. тонким слоем в желобке пластины или диска, которые медленно движутся и постепенно подводят порошок к отверстию нижнего электрода, куда он всасывается потоком воздуха и испаряется в пламени други, а пары удаляются через канал верхнего электрода. Для анализа достаточно 1—10 мг вещества [86]. Иногда порошок вдувают в пламя дуги через сквозной канал нижнего электрода [65]. [c.24] Вернуться к основной статье