23.Атомно-абсорбционная спектроскопия. Основной закон светопоглощения. Источники излучения и атомизации. Применение метода в контроле состава веществ.

Атомно-абсорбционная спектроскопия (ААС) основана на поглощении излучения оптического диапазона невозбужденными свободными атомами. В ААС необходима предварительная атомизация пробы. В ААС аналитический сигнал формируют невозбужденные атомы.

Основной закон светопоглощения

Поглощательная способность вещества подчиняется закону Б-Л-Б. Он устанавливает связь между интенсивностями падающего и прошедшего излучения с одной стороны и толщиной поглощающего слоя с другой стороны. Математически это можно выразить так:

I = I₀ * 10^-klc

K – коэффициент поглощения

Формулировка закона: каждый слой вещества равной толщины и концентрации поглощает равную долю падающего потока излучения. Для измерения поглощательной способности вещества используют следующие измерительные сигналы:

1)пропускание (Т)

2)оптическая плотность (А)

1.При выборе источника первичного излучения необходимо учитывать закон Кирхгофа. Формулировка: элемент поглощает излучение той же длины волны, которое он испускает в возбужденном состоянии. Наиболее подходящими источниками излучения являются полые катодные лампы, в которых материалом для катода служит определяемый элемент. Поэтому для каждого элемента требуется специальная катодная лампа. Данный способ рентабелен лишь для серийных анализов. Все чаще применяют:

- многоэлементные катодные лампы

- лазеры.

2. В качестве источника атомизации можно использовать пламя. Оно выполняет функции не только

- атомизатора, но и

- кюветы.

Однако недостаточно высокая чувствительность (1 - 30 мкг/мл) и др. ограничения пламенных атомизаторов стимулировали развитие электротермических атомизаторов (ЭТА).

Они могут быть различных конструкций:

- графитовые кюветы, печи, стержни;

- тигли, проволока и др. из тугоплавких металлов, нагреваемых током

Характеристики метода

Использование ЭТА позволило понизить пределы обнаружения до 5∙10^-5 мкг/мл. Абсолютные значения пределов обнаружения при этом составляют 10^-11 – 10^-14 г. Это поставило ААС в ряд наиболее чувствительных методов. Метод позволяет определять и высокие концентрации элементов. Применение ЭТА расширило спектральный диапазон измерений (и соответственно круг определяемых элементов) до вакуумной УФ-области, что невозможно в пламенных методах.

ААС позволяет проводить количественные определения более 60 металлов и некоторых неметаллов в веществах различной природы:

- примесях и микропримесях неорганических веществ;

- технических материалах;

- нефти и нефтепродуктах;

- продуктах органического синтеза;

- пищевых продуктах,

- фармацевтических препаратах;

- объектах окружающей среды (воде, почве) и др.

ААС позволяет проводить количественные определения более 60 металлов и некоторых неметаллов в веществах различной природы:

- примесях и микропримесях неорганических веществ;

- технических материалах;

- нефти и нефтепродуктах;

- продуктах органического синтеза;

- пищевых продуктах,

- фармацевтических препаратах;

- объектах окружающей среды (воде, почве) и др.

Важным достоинством ААС является также высокая избирательность, т.к. число линий в спектре невелико и практически отсутствует их наложение. Метод экспрессен, результаты хорошо воспроизводимы — погрешность не превышает 1 — 4 %.

К недостаткам можно отнести:

- трудности осуществления многоэлементного анализа, поскольку для каждого элемента нужен свой источник излучения;

- сложность и

- высокая стоимость оборудования;

- диапазон определяемых концентраций существенно уже, чем в других методах атомной спектроскопии.

- необходимость перевода пробы в растворенное состояние, что связано с затратами времени и усилий при анализе твердых проб.