Основні методи спектрального аналізу

Отже,коло питань, які вирішуються методами спектрального аналізу, досить великий: аналіз особливо чистих речовин, бездефектний контроль готових виробів, експрес-аналіз металургійного лиття, розвідка рудних родовищ, аналіз місячного ґрунту і складу зоряного речовини, контроль промислових і побутових стічних вод, забруднення повітряного басейну і повітряного середовища виробничих приміщень. У відповідності з цим методи спектрального аналізу беруть собі на озброєння фахівці різних галузей знань: металурги, хіміки, біологи, астрономи, працівники сільського господарства і медицини, фізики і ін.

Одним з головних переваг спектрального аналізу є його неперевершено висока експресивність. В лічені секунди за допомогою найпростішого переносного стилометра проводиться маркувальний аналіз для контролю хімічного складу сировини, що надходить і матеріалів. Застосування квантометра для експрес-аналізу плавки металу, наприклад, у великих конвертерах, де весь процес закінчується за 30 хв, дозволяє протягом однієї хвилини зробити визначення 10 - 12 елементів, що дає можливість своєчасно ввести необхідну коригування в процес плавки. Подібні приклади підтверджують необхідність знань основ і методів спектрального аналізу сучасного інженера.

Основними перевагами спектроскопії перед іншими методами аналізу є:

- висока чутливість (10^-5...10^-7%) - практично чутливість спектрального аналізу завжди вище чутливості вагового хімічного аналізу;

- досить хороша точність (3...5%) - при малих концентраціях точність спектрального аналізу перевершує точність хімічного аналізу і може дещо поступатися йому при великих концентраціях;

- багатокомпонентність - методами спектрального аналізу можливе одночасне визначення 20 і більше елементів, у той час як при хімічному аналізі можливо тільки роздільне визначення кожного елемента, для чого потрібне проведення окремих специфічних реакцій;

- контроль виробів без їх руйнувань - спектроскопія залишається єдиним доступним методом аналізу великогабаритних виробів і предметів, що не допускають пошкодження їх поверхонь;

- вимога малого кількості аналізованого зразка - у багатьох випадках для проведення спектрального аналізу досить сотих часток грама досліджуваного речовини;

- універсальність - практично одні і ті ж методи спектрального аналізу придатні для визначення різних елементів і в найрізноманітніших об'єктах - від природного сировини до живої клітини;

- документальність - при фотографічному варіанті методу (отримання фотопластинки) або при фотоелектричної реєстрації (стрічка самописця або роздруківка) результати аналізу можуть зберігатися тривалий час і бути документом, за яким можна багаторазово провести перевірку правильності і точності аналізу.

ВИСНОВОК

Спектр - це розкладання світла на складові частини, промені різних кольорів. Метод дослідження хімічного складу різних речовин по їх лінійчатим спектрами випромінювання або поглинання називають спектральним аналізом. Для спектрального аналізу незначна кількість речовини. Швидкість і чутливість зробили цей метод є незамінним як в лабораторіях, так і на практиці. Так як кожен хімічний елемент таблиці Менделєєва випромінює характерний тільки для нього лінійчатий спектр випускання і поглинання, то це дає можливість досліджувати хімічний склад речовини. Для точного дослідження спектрів такі прості пристосування, як вузька щілина, що обмежує світловий пучок, і призма, вже недостатні. Необхідні прилади, які дають чіткий спектр, тобто прилади, які добре розділяють хвилі різної довжини і не допускають перекривання окремих ділянок спектра. Такі прилади називають спектральними апаратами. Найчастіше основною частиною спектрального апарата є призма або дифракційна решітка. Спектральний склад випромінювання речовин досить різноманітний. Але, незважаючи на це, всі спектри, як показує досвід, можна розділити на кілька типів: безперервні спектри, лінійчаті спектри, смугасті спектри, спектри поглинання.

Існують безперервні, секторні та смугасті спектри випромінювання і стільки ж видів спектрів поглинання. Лінійчаті спектри відіграють особливо важливу роль, тому що їх структура прямо пов'язана з будовою атома. Адже ці спектри створюються атомами, не зазнають зовнішніх впливів На даний час відомі наступні види спектральних аналізів - атомний спектральний аналіз - визначає елементний склад зразка з атомним (іонним) спектрами випромінювання і поглинання), емісійний - за спектрами випромінювання атомів, іонів і молекул, порушених різними джерелами електромагнітного випромінювання в діапазоні від g-випромінювання до мікрохвильового, атомно-абсорбційний - здійснюють за спектрами поглинання електромагнітного випромінювання аналізованими об'єктами (атомами, молекулами, іонами речовини, що знаходиться в різних агрегатних станах), атомно-флуоресцентний, молекулярний спектральний аналіз - молекулярний склад речовин за молекулярними спектрами поглинання, люмінесценції і комбінаційного розсіювання світла, якісний молекулярний - досить встановити наявність або відсутність аналітичних ліній обумовлених елементів. По яскравості ліній при візуальному перегляді можна дати грубу оцінку змісту тих або інших елементів в пробі, кількісний молекулярний - здійснюють порівнянням інтенсивностей двох спектральних ліній у спектрі проби, одна з яких належить визначається елементу, а інша (лінія порівняння) - основного елементу проби, концентрація якого відома, або спеціально вводиться у відомій концентрації елементу).

Найточнішим з перерахованих аналізів є атомно-абсорбційний спектральний аналіз. Методика проведення порівняно з методами значно простіше, для нього характерна висока точність визначення не тільки малих, а й великих концентрацій елементів у пробах. Спектральний метод з успіхом замінює трудомісткі і тривалі хімічні методи аналізу, не поступаючись їм у точності. Спектральний аналіз застосовується майже у всіх найважливіших сферах людської діяльності. Завдяки порівняльній простоті й універсальності спектральний аналіз є основним методом контролю складу речовини в металургії,. широко застосовуються в промисловості, сільському господарстві, геології та багатьох інших галузях народного господарства і науки. Значну роль грає в атомній техніці, виробництві чистих напівпровідникових матеріалів, надпровідників, застосовується для охорони навколишнього середовища і аналізу ґрунтів, в криміналістиці, медицині, геології морського дна і дослідженні складу верхніх шарів атмосфери, при розділення ізотопів і визначенні віку і складу геологічних і археологічних об'єктів. Таким чином, спектральний аналіз є одним з найважливіших аспектів розвитку не тільки наукового прогресу, але і самого рівня життя людини. Размещено на Allbest.ru