51 Основы кач-го и кол-го рентгеноспектрального анализа

Качественный анализ. Особенность рентгеновских спектров – монотонное изменение частот переходов и длин волн аналогичных линий испускания или краев поглощения при изменении пор-го номера Z элем-та. Для аналог-х линий и краев поглощения с увелич-м Z частоты постеп. повышаются (для легких эл-тов характеристический спектр лежит в длинноволновой рентгеновской области, для тяж. эл-тов К-серия линий находится в обл-ти жестких рентгеновских лучей – доли ангстрема). Т.обр. использование испуск-я или поглощ-я рентген-го излучения целесообразнее, когда надо определить эл-ты с большими атомными массами.

Частота ν характерис-го рентгеновского излучения атома хим. эл-та и его атомный номер Z связаны: ν=z²/n² (n – главное квантовое число). Это выражение закона Мозли (частота рентгеновской линии пропорциональна квадрату атомного номера элемента), кот-й лежит в основе кач-го определения эл-тов (установив эксперим. длину волн рентг-го излучения, можно рассчитать Z элем-в, входящих в пробу).

Количественный анализ. Основан на измерении интенсивности характеристических линий. Но в реальном спектре регистрируется суммарная интенсивность хар-го и тормозного излучений, кот-я пропорц. силе тока i, атомарному номеру элемента Z, ускоряющему потенциалу рентгеновской трубки V: I~iZV².

Р ентгеновский спектр испускания рентгеновской трубки с мишению из молибдена при 35 кВ, выделенный с помощью циркониевого фильтра:

1 – кривая поглощения циркония, 2 – характеристические линии молибдена на фоне тормозного излучения

При проведении колич-го анализа необх. выделить те характеристические линии, кот. в наим-й степени искажаются сплошным фоном тормозного излучения, что м.б. сделано с помощью циркониевогофильтра.

53. Схема проведения, достоинства и недостатки рентгено-флуоресцентного анализа.

Анализ по вторичным спектрам.

Подготовленная к анализу проба помещается в держатель (кювету) узла возбуждения спектра. На пробу направляется поток рентг. квантов от ист. 1А (рентгеновская трубка, радиоактивный источник). Частоты рентг. квантов соответствуют краям поглощения элементов, определяемых в пробе. Вторичное рентгеновское излучение , возбуждаемое в пробе, направляется на анализатор спектра 2, в котором происходит отделение анализируемых линий, которые дальше детектируются приемником света 3 и регистрируются электр. схемой 4. В отличие от анализа по первичным спектрам, при рентгено-флуоресцентном анализе проба, являющаяся излучателем вторичного спектра, и источник возб-го излучения отделены др. от друга.

Этап атомизации пробы отсутствует.

Достоинства:

• Универсальность (возможность определения элементов от магния до урана);

• Независимость сигнала от химической формы элемента и от агрегатного состояния анализируемого вещества;

• Широкий диапазон определения;

• Высокая точность анализа (1%);

• Экспрессность;

• Относительная простота спектра;

• Неразрушающий анализ.

Недостатки:

• Высокие пределы обнаружения (нельзя определить элементы при их содержании <10^-4-10^-5%;

• Трудность определения легких элементов;

• Матричные эффекты (влияние окружения определяемого элемента).