ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Источники атомизации и возбуждения из "Методы спектрального анализа" Определение элементного состава вещества с помощью спектральных методов, основанных на излучении спектров индивидуальных атомов, предполагает их существование в свободном состоянии. [c.32] Если анализируемое вещество находится при обычных температурах и давлениях в конденсированной фазе, то его спектральные свойства сильно отличаются от свойств составляющих его индивидуальных атомов. Наиболее отчетливо все свойства индивидуальных атомов проявляются, если они находятся в газовой фазе прн небольших давлениях. Для перевода веществ нз конденсированной фазы в газообразную их нагревают до высоких температур (порядка нескольких тысяч градусов). При этом происходит нх плавление (если первоначально вещества были твердыми) м испарение. Возможны также процессы непосредственного испарения вещества из твердой фазы. Устройства, в которых вещество переводится в газообразное состояние, в аналитической химии называются атомизаторами. [c.32] Если вещество в атомизаторе находится при известных температуре и давлении, то его состав будет определяться законами термодинамики. Это справедливо в том случае, если в газовой фазе существуют термодинамически равновесные условия Если в качестве атомизаторов применяют иламена, нагреваемые печи, различные типы электрических разрядов и т. п. при давлениях, близких к атмосферному, то как показывают исследования, в них осуществляются условия, близкие к равновесным. Часто состояние неш,ества н высокотемпературных атомизаторах указанного тииа соответствует состоянию локального термодинамического равновесия (ЛТР), поскольку все функции распределения являются термодинамически равновесными (за исключением функции распределения лучистой энергии, так как отсутствует равновесие излучения с веществом). [c.33] Определив температуру атомизатора и общее давление (на практике предпочитают работать с атомизаторами при атмосферном давлении), можио рассчитать состав газовой фазы, если известны соотношения между химическими элементами, находящимися в виде отдельных атомов и молекулярных соединений. Так, расчет дает распределение интересующего нас элемента по различным формам, т. е. позволяет оценить, какая его доля будет находиться в виде атомов. [c.33] Существуют различные способы расчета равновесного состава, многие из них реализованы в виде алгоритмов на ЭВМ. В общем случае ценность результатов таких расчетов для спектрального анализа заключается в том, что становится возможным выбор той формы, в которой интересующий нас элемент содержится в наибольших количествах при данных условиях получения высокотемпературного пара. В атомно-спектральных методах стараются подбирать такие условия, чтобы максимальная концентрация определяемого элемента находилась в виде атомов. [c.33] При понижении давления, т. е. при уменьшении столкновений частиц друг с другом, наблюдаются значительные отклонения от ЛТР. При давлениях порядка нескольких миллиметров ртутного столба отклонения бывают столь значительны, что ЛТР вообще не существует, и для описания системы необходимо использовать несколько температур, например температура электронов, отдельно температура атомов и ионов, колебательная температура и т. п. [c.33] Использование высоких температур приводит к тому, что атомы претерпевают возбуждение, так как другие частицы, обладающие высокой кинетической энергией, при столкновении передают им энергию, т. е. кинетическая энергия одних частиц переходит во внутреннюю энергию других. Схематично данный процесс изображают следующим образом A+M- A -t-M, где А — атом какого-либо вещества, А — атом в возбужденном состоянии, М — любая частица, обладающая запасом кинетической энергии.. Такое соударение называется ударами I рода. Если, в своЮ очередь, возбужденный атом А передает при очередном соударении свою энергию другому атому, например С, и возбудит его,, т. е. А + С- А + С. то такие соударения, когда происходит обмен внутренней энергией, называются ударами II рода. Процесс передачи энергии атомом А атому С может рассматриваться как процесс дезактивации атома А. [c.34] Вернуться к основной статье