Эффекты влияния матрицы при атомно-эмиссионном определении примесей токсичных и лимитируемых элементов в соединениях бора, мышьяка, селена, железа и марганца

• Автор: Лебедева, Регина Валерьевна
• Шифр специальности: 03.00.16, 02.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 185 с. : ил.

Введение
1. Эффекты взаимного влияния элементов при атомноэмиссионном анализе с использованием дуговой плазмы литературный обзор.

1.1. Интенсивность спектральной линии как функция содержания элементов в пробе

1.2. Общие закономерности влияния состава на интенсивность линий элементов при возбуждении спектра

1.2.1. Влияние электронной концентрации и температуры разряда на интенсивность линий

1.2.2. Аксиальная и радиальная неоднородность столба дуговой плазмы при изменении ее состава.

1.2.3. Изменение процессов массопереноса и среднего времени

пребывания частиц в плазме дугового разряда.

1.3. Влияние состава пробы на интенсивность линий примесей на стадии парообразования

1.3.1. Термохимические реакции в кратере электрода

1.3.2. Фракционное испарение

1.4. Устранение влияния состава на интенсивность линий примесей
1.5. Заключение
2. Метод исследований и техника эксперимента.
2.1. Основные положения и общая схема проведения атомноэмиссионного спектрального анализа
2.2. Способы измерения аналитического сигнала и температуры дуговой плазмы.
2.3. Аппаратура, материалы и условия проведения эксперимента.
2.4. Подготовка электродов.
2.5. Подготовка аналитических смесей и проб к анализу
2.6. Подготовка проб к анализу.
3. Исследование матричного эффекта при атомноэмиссионном определении микропримесей токсичных элементов в боре и его соединениях
3.1. Постановка аналитической задачи. Характеристика спектра бора
3.2. Изучение положения градуировочных зависимостей при определении примесей в присутствии переменных количеств бора.
3.3. Изучение закономерностей изменения интенсивности спектральных линий примесных элементов при вариации содержания в пробе борной кислоты
3.4. Исследование особенностей парообразования примесных элементов в присутствии борной кислоты.
3.5. Исследование температурных условий в плазме дугового разряда при возбуждении спектра в присутствии различных количеств бора.
3.6. Изучение влияния основного компонента в пробах, содержащих переменные количества борного ангидрида
3.7. Исследования по устранению влияния матричного компонента на результаты атомноэмиссионного определения примесей
3.8. Атомноэмиссионное определение примесей тяжелых металлов в диметиламинборане с использованием концентрирования
4. Изучение влияния матрицы при атомноэмиссионном определении лимитируемых микропримесей в селене, мышьяке и их соединениях
4.1. Постановка аналитической задачи. Характеристика спектров мышьяка и селена.
4.2. Изучение влияния переменных содержаний селена и мышьяка на интенсивность линий примесных элементов
4.3. Исследование процессов парообразования примесных элементов при варьируемых содержаниях мышьяка в бинарных системах с порошковым графитом
4.4. Исследование температурного режима дуговой плазмы в присутствии мышьяка.
4.5. Исследование влияния легкоионизирующей добавки на результаты атомноэмиссионного анализа селена и мышьяка
4.6. Определение примесного состава в металлическом мышьяке с
использованием концентрирования
5. Изучение эффектов влияния железа и марганца при атомноэмиссионном анализе их соединений.
5.1. Постановка аналитической задачи Характеристика спектров железа и марганца
5.2. Изучение влияния варьируемых содержаний матрицы на положение градуировочных зависимостей при определении примесей
5.3. Исследование матричного влияния при атомноэмиссионном определении примесей в системах на основе оксидов железа марганца с порошковым графитом.
5.4. Изучение температурных условий в процессе возбуждения спектра при вариации содержания матрицы.
5.5. Исследование кинетики парообразования примесей в условиях варьирования содержания матрицы.
5.6. Исследование по устранению влияния матричного эффекта при определении примесей в оксиде железа
5.7. Разработка методики атомноэмиссионного определения токсичных примесей в отходах электросталеплавильного производства.
Заключение.
Выводы.
Литература


Однако изменения интенсивности линий могут возникать не только при варьировании содержания элемента в пробе, но и при реализации других механизмов. Полная совокупность всех процессов, происходящих в источнике излучения, очень сложна и многообразна. Ниже мы рассмотрим влияние изменяющегося состава пробы на величину интенсивности спектральных линий так называемые эффекты взаимного влияния элементов. В практике атомноэмиссионного анализа эффекты взаимного влияния элементов проявляется в искажении зависимости интенсивности линий определяемого элемента от содержания его в пробе. Эти искажения обусловлены неадекватностью условий возбуждения вещества в плазме разряда и перевода его в газовую фазу для проб с изменяющимся составом. Как видно из приведенного соотношения, интенсивность спектральной линии зависит от концентрации электронов п Поэтому, первая причина возникновения эффектов взаимного влияния элементов состоит в том, что при одинаковой температуре 1л элементов испытывает на себе влияние всех других компонентов плазмы изза изменения концентрации электронов 3. Сложность решения проблемы взаимного влияния элементов проявляется в том, что температура плазмы связана с концентрацией электронов в

1. А 4. Все изменения концентрации электронов обязательно повлияют на величину температуры дугового разряда. Вторая причина эффектов взаимного влияния элементов заключается в том, что и температура газового облака меняется при изменении состава плазмы. Влияния такого рода отмечены авторами ряда работ . Основным фактором, определяющим температуру плазмы, является эффективный ионизационный потенциал. V кТ1п
где к константа Больцмана Ун, Vц, . Уцп ионизационные потенциалы атомов элементов общая концентрация атомов пь П2, пт концентрация атомов отдельных элементов в зоне дуги Хь хг, . Указанное соотношение позволяет сделать заключение об относительной роли различных компонентов пробы и их влияния на процессы ионизации в дуговом разряде, которые определяют концентрацию различных частиц, участвующих в излучении. Как следует из 1. Уэфф определяется преимущественно концентрацией элемента с наименьшим ионизационным потенциалом . Поэтому присутствие в анализируемых образцах таких элементов, как Ыа, К, Ы, даже в небольшом количестве 0. Влияние элементов со средним потенциалом ионизации начинает проявляться при более высоких содержаниях . Таким образом, состав анализируемых веществ оказывает существенное влияние на интенсивность спектральных линий, так как его особенностями в значительной мере определяется величина температуры плазмы и степень ионизации элементов. П концентрация однозарядных ионов. В этом соотношении Э степень диссоциации химических
соединений, прочность которых определяется величиной энергии связи между составляющими их атомами. Как показано в , энергия диссоциации многих молекул не превышает 4 эВ. Вследствие этого они весьма непрочны и диссоциирует в высокотемпературной зоне дугового разряда. Однако имеются и устойчивые соединения, энергия диссоциации которых соотносится с энергией ионизации атомов металлов. К ним относятся и радикалы ВО, ВтОт, которые могут лишь частично разлагаться в условиях дуговой плазмы, что оказывает существенное влияние на концентрацию свободных атомов и интенсивность атомных линий. Гу,. Механизм этого влияния различен при определении элементов с разными потенциалами ионизации. Для элементов I группы характерна значительная ионизация и, соответственно, основным механизмом влияния является изменение относительной концентрации атомов и ионов каждого из этих элементов при варьировании состава дуговой плазмы изза изменения состава анализируемой пробы. Для трудноионизуемых элементов в условиях плазмы дугового разряда ионизация невелика и, поскольку в этом случае в качестве аналитических выступают атомные линии, основной механизм влияния состава пробы заключается в изменении эффективности возбуждения именно атомной линии. В этом случае при поступлении в разряд труднодиссоциируемых соединений, степень диссоциации часто является решающим фактором, определяющим интенсивность линий.