ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Влияние посторонних элементов на результаты измерений из "Атомно-абсорбционный спектральный анализ" Целью настоящего раздела является рассмотрение влияния посторонних элементов на результаты атомноабсорбционных измерений в пламенах. Такая постановка вопроса не означает, что присутствие посторонних элементов всегда и неизбежно ведет к искажению результатов определений. Наоборот, в большинстве случаев метод избавлен от этого влияния. Тем не менее, как показывает обширный опыт, в этом отношении обнаруживается и некоторая переоценка возможностей пламенного варианта метода. С другой стороны, детальное рассмотрение фактов, связанных с проявлением влияния состава на результаты определений, позволяет глубже разобраться в механизме процесса атомизации в пламени и правильно выбрать пути для устранения или учета влияния. [c.247] НИИ удельного веса, вязкости и поверхностного натяжения раствора. В табл. 34 приведены величины вязкости и поверхностного натяжения для 5%-ных растворов некоторых наиболее распространенных неорганических веществ. [c.248] Изменения величины вязкости в некоторых случаях составляют до 30%- Увеличение вязкости растворов пропорционально уменьплает скорость протока жидкости через капилляр распылителя, что в результате сказывается на количестве раствора, поступающего в пламя. Влияние изменения вязкости на размер капель распыляемого раствора мало существенно (см. 27). [c.249] Наконец, влиянием плотности растворов в пределах от 1 до 1,05 г/сл1 на процесс распыления в большинстве случаев также можно пренебречь. [c.249] Таким образом, влияние посторонних веществ на процесс поступления растворов в пламя проявляется в основном в изменении количества распыляемой жидкости в результате изменения ее вязкости. Наиболее радикальное средство для устранения этого эффекта состоит в замене распылителей с засасывающим капилляром распылителями с принудительной подачей раствора, например, с помощью поршневого устройства ( 26). [c.249] Первые две стадии процесса происходят в течение очень короткого промежутка времени, поскольку температура кипения растворителей и температура плавления большинства солей значительно ниже температуры пламени. Наиболее длительной стадией является испарение вещества из расплава. [c.249] продолжительность испарения капель пропорциональна поверхности капель и обратно пропорциональна упругости паров вещества над поверхностью капли. Интересно отметить, что в соотношение (32.9) не входят удельная теплота испарения жидкости /-и теплопроводность газа Л. [c.252] Для примера оценим продолжительность испарения капель Л Оз в воздушно-ацетиленовом восстановительном пламени. Максимальная температура этого пламени (над внутренним конусом) по данным работы [22] составляет 2125° С. При введении в пламя 0,5 мл НгО в минуту температура пламени должна уменьшаться до 2075° С. Давление насыщенных паров А Оз при температуре 2075°С составляет - 3-10 3 мм рт. ст. [49], так что различием в температуре капли и пламени можно пренебречь. [c.252] Размер капель расплава А12О3 легко определить, предполагая размер водных капель равным 20 мк (см. 27) и концентрацию алюминия в растворе равной, например, 0,01%. С учетом удельного веса АЬОз около 4 г/см и концентрации алюминия в пересчете на АЬОз около 0,02% получаем для диаметра капель А Оз величину б= 1 мк. В табл. 36 указаны основные параметры для расчета продолжительности испарения А Оз при выбранных условиях. [c.252] Согласно (32.9) получаем т=4-10 сек. [c.252] Таким образом, продолжительность испарения AI2O3 из растворов, содержащих 0,01% алюминия, на три порядка больще времени пребывания капель внутри аналитической зоны. Это обстоятельство объясняет неудачные попытки атомно-абсорбционного определения алюминия в воздущно-ацетиленовом пламени. [c.253] Более того, неполное испарение AI2O3, по-видимому, может сказываться и при измерениях с высокотемпературным кислородно-ацетиленовым пламенем. Рассмотрим в качестве примера результаты работы И. В. Вейц и Л. В. Гурвича [52, 53], в которой измерялась константа равновесия реакции диссоциации АЮ при предположении полного испарения солей, вводимых в кислород-но-ацетиленовое пламя с температурой 3100° К (максимальная температура пламени по расчетам авторов составляет 3150°К). Алюминий вводили в пламя в виде водных растворов солей КА1 (804)2 и AI I3. [c.253] Согласно (32.9) получаем величину т=5,6-10 сек. [c.254] Таким образом, время испарения оказывается одного порядка с продолжительностью пребывания капель внутри измеряемой зоны пламени (на щель спектрографа, применяемого для регистрации излучения пламени, отображался в натуральную величину участок пламени, лежащий на 1—5 мм выше зоны реакции). В этих условиях нельзя быть уверенным в полном испарении А Оз. Неполное испарение А Оз при введении алюминия в виде раствора квасцов могло привести к завышению содержания АЮ, рассчитываемого при предположении полного испарения аэрозоля в пламени, в результате чего константа равновесия для реакции АЮ— -А1- -0 должна была оказаться заниженной. [c.254] Действительно, константа равновесия, измеренная при введении алюминия в виде квасцов, оказалась вдвое меньше константы, измеренной для полностью испаряющейся в пламени соли А1С1з [53]. Представляется совершенно оправданным отнести расхождение в измеренных величинах констант в случае различных солей, отмеченное, но не объясненное авторами работы [52], за счет неполного испарения А1аОз в пламени. [c.254] Приведенные расчеты продолжительности испарения капель имеют ориентировочный характер, ибо вывод основного уравнения (32.9) был основан на весьма упрощенном механизме испарения. В частности, совершенно не учитывалась полидисперсность аэрозоля, которая вследствие различной скорости движения капель в потоке газа приводит к сталкиванию и сливанию капель. При выводе уравнения не учитывалась также потеря тепла каплями за счет теплового излучения, влияние кривизны поверхности капель на упругость паров вещества и пр. Наконец, некоторые параметры, необходимые для расчета продолжительности испарения, в частности коэффициенты диффузии молекул испаряющегося вещества в газовой среде пламени, отсутствуют. Поэтому при расчете приходится прибегать к данным измерений для близких по составу сред. [c.255] Тем не менее нет оснований считать описанный способ расчета продолжительности испарения неприемлемым для полуколичественных выводов. [c.255] Оценим продолжительность полного испарения концентрированных растворов в кислородно-ацетиленовом пламени с температурой около 3000° К. Как и раньше, будем предполагать, что время пребывания аэрозоля в аналитической зоне пламени составляет около 3 10 сек. Поэтому полное испарение капель должно происходить не более чем за 3-10 сек (8,3 10 часа). [c.255] Этому условию удовлетворяет больщинство хлоридов металлов. С другой стороны, многие окислы металлов АЦОз, ВеО, СаО, ЬагОз, MgO, МпО, SrO, ТЬОг, 2гОг, НЮг, образующие капли расплава при введении в пламя растворов сернокислых или азотнокислых солей этих металлов, имеют недостаточную для полного испарения упругость паров. Вследствие неполного испарения вводимого в пламя вещества результаты определения концентрации какого-либо элемента, содержащегося в этом веществе, оказываются заниженными. Этот тип влияния посторонних элементов на результаты анализа в пламенах (как при эмиссионных, так и при абсорбционных измерениях) встречается чаще всего. [c.256] Рассмотрим, каким образом должна меняться чувствительность измерений при неполном испарении аэрозоля в зависимости от концентрации основного вещества в растворе. Согласно (32.4) количество испарившегося в пламени вещества Ат пропорционально квадрату диаметра капель, т. е. [c.256] Вернуться к основной статье