Физико-химические основы расчета элементного состава природных и техногенных объектов

• Автор: Билевич, Ольга Викторовна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 189 с. : ил.

Введение
Глава 1. Распространенность и распределение элементов в техногенных и природных образцах аналитический обзор

Высокочистые вещества и их применение

Классификации веществ по степени чистоты. Соотношения между способами выражения концентрации

Методы анализа примесного состава высокочистых веществ

База данных по примесному составу высокочистых веществ на примере образцов Всероссийской Выставки коллекции высокочистых веществ

Массивы данных элементного состава образцов природных объектов

Понятие распространенности химических элементов. Методы изучения состава объектов окружающей среды
Распространенность и распределение химических элементов законы ГольдшмидтаФерсмана и КларкаВернадского Современные теории образования элементов

Феноменологическая модель распространенности химических элементов

Связь между распространенностью химических элементов и строением электронных оболочек
Статистические закономерности распространенности химических элементов в различных объектах
Метод проверки гипотез с использованием критерия Пирсо на
Глава 2. Распространенность элементов в объектах окружающей среды
Физикохимические основы решения задачи
Вывод функциональной зависимости распространенности химических элементов от заряда ядра
3.
3.
3.
3.
4.1.
4.1.
4.1.
Альтернативные гипотезы, описывающие распространенность химических элементов в объектах окружающей среды
Глава 3. Вычисление параметров химикотермодинамиеской модели распространенности химических элементов
Группировка данных в статистических методах анализа
Расчет параметров р, А0, В1 модели для образцов природных объектов и техногенных объектов
Соотношение числа протонов и нейтронов в ядрах химических элементов
Связь начальных и конечных значений параметра р в модели образования элементов
Интерпретация смысла параметра А0
Интерпретация смысла параметра В1
Исследование полноты и точности параметров р, А0, В1 для массива рассматриваемых систем
Глава 4. Метод расчета суммарной концентрации примесей в высокочистых простых веществах
Расчет суммарной концентрации примесей в высокочистых простых веществах
Расчет суммарной концентрации примесей в простых веществах 1а группы натрий, калий, рубидий, цезий
Расчет суммарной концентрации примесей в простых веществах группы медь, серебро, золото
Расчет суммарной концентрации примесей в простых веществах IIа группы бериллий, магний, кальций, стронций, барий
Расчет суммарной концентрации примесей в простых веществах Иб группы цинк, кадмий, ртуть
Расчет суммарной концентрации примесей в простых веществах Ша группы бор, алюминий, галлий, индий, таллий Расчет суммарной концентрации примесей в простых веще
4.1.
4.1.
4.1.
4.1.
4.1.
ствах Шб группы скандий, иттрий, лантан, церий, празеодим, неодим, прометий, самарий, европий, гадолиний, тербий, диспрозий, гольмий, эрбий, тулий, иттербий и лютеций Расчет суммарной концентрации примесей в простых веществах 1Уа группы углерод, кремний, германий, олово, сви
Расчет суммарной концентрации примесей в простых веществах IV6 группы титан, цирконий, гафний
Расчет суммарной концентрации примесей в простых веществах V группы фосфор, мышьяк, сурьма, висмут
Расчет суммарной концентрации примесей в простых веществах V6 группы ванадий, ниобий, тантал
Расчет суммарной концентрации примесей в простых веществах Vi группы сера, селен, теллур
Расчет суммарной концентрации примесей в простых веществах VI6 группы хром, молибден, вольфрам
Расчет суммарной концентрации примесей в простых веще 4 ствах Vi группы иод
Расчет суммарной концентрации примесей в простых веществах VII6 группы марганец, рений
Расчет суммарной концентрации примесей в простых веществах Vi группы железо, кобальт, никель
Расчет суммарной концентрации примесей в простых веществах VIII6 группы рутений, родий, палладий, осмий, иридий, платина
Способы проверки достоверности метода расчета суммарной 6 концентрации
Заключение
Выводы
Библиографический список
Приложение
Введение


Широкое распространение в анализе высокочистых веществ получил химикоспектральный метод. Он основан на сочетании концентрирования элементовпримесей химическими или физикохимическими методами с последующим атомноэмиссионным или атомноабсорбационным анализом концентрата. Этот метод разработан для простых веществ, обеспечивает одновременное определение элементов примесей с пределами обнару
жения ат. Химикоспектральный метод многостадийный процесс. Искровая и лазерная массспектроскопия считаются самыми информативными методами анализа твердых высокочистых веществ. Методом массспектрометрии удается одновременно определить до примесей с пределами обнаружения КГат. Субмиллиметровая спектроскопия позволяет определять примеси полярных молекул в летучих веществах. При использовании ИКспектроскопии и релаксационной спектроскопии глубоких уровней пределы обнаружения примесей составляют 8 1 ат. В г. Отделении физикохимии и технологии неорганических материалов Академии Наук СССР на базе Института химии в настоящее время Института химии высокочистых веществ РАН создана постоянно действующая Выставка коллекция веществ особой чистоты 2,. Основная задача Выстакиколлекции получение объективной картины состояния проблемы получения и анализа высокочистых веществ у нас в стране и за рубежом. Одной из важнейших проблем при аттестации образцов высокочистых веществ является оценка их уровня чистоты. В основу оценки степени чистоты поступающих на выставку образцов положено суммарное содержание примесей Се. Однако провести такой анализ сложно. Принцип отбора примесей элементов, положенный в основу аттестации выставочных образцов, базируется на определении в первую очередь примесей, которые могут присутствовать в образцах с наибольшей долей вероятности и в наибольших концентрациях . В основе отбора таких примесей лежит распространенность элементов в природе и близость их по свойствам к основе. Это касается образцов простых твердых веществ и летучих соединений в части примесей, определяемых в элементной форме. Поэтому в первую очередь определяются примеси элементов с наибольшими значениями кларка и примеси наиболее распространенных элементов из каждой подгруппы Периодической системы, примеси элементов, являющихся электронными аналогами атомов, составляющих основу и их соседи но периоду. Например, при анализе высокочистого цезия из предполагаемых примесей удалось определить экспериментально только , по оставшимся примесям приводится только возможная верхняя граница содержания. Таблица 1. Примесь х,ат. Примесь х,ат. Примесь х, ат. К 1. Г2 БЬ 5. Ре 3. В1 4. Сг 5. РЬ 3. Ю 5. V 5. Мп 2. Са Г1 1 О О Т1 2. Ч 1. А1 4. Бп 8. С 7. Ва 6. Анализ массива данных по примесному составу выставочных образцов высокочистых веществ это сложный и трудоемкий процесс. Даже используя несколько методов анализа для контроля примесей, удается установить концентрацию или верхнюю ее границу только для части примесей. Контроль примесей в образцах простых веществ, примесей в летучих соединениях можно считать рекордным на настоящее время. Для получения количественных оценок степени точности и правильности экспериментальных данных по примесному составу используются теоретиковероятностные подходы, позволяющие рассчитать величины интегральных характеристик 2, 5, 6. Для разработки теоретических моделей, описывающих элементный состав объектов, необходимы большие массивы данных. Такие массивы данных можно получить, исследуя состав природных объектов. Например, элементный состав каменных метеоритов представлен данными, что существенно отличается от имеющихся сводок по составу высокочистых образцов. Таблица 1. Элементный состав каменных метеоритов хондритов, КГЧат. Водород 0 Ниобий 3. Гелий 0 Молибден 6. Литий 3. Рутений 1. Бериллий 3. Родий 1. Бор 2. Палладий 1. Углерод 4. Серебро 9. Азот 1. Кислород 3. Индий 1. Фтор 2. Олово 1. Неон 0 Сурьма 1. Натрий 7. Теллур 5. Магний 1. Иод 4. Алюминий 1. Кремний 1. Цезий 1. Фосфор 5. Барий 6. Сера 2. Лантан 3. Хлор 7. Церий 5. Аргон 0 Празеодим 1. Калий 8. Самарий 2.