فرمول ساختاری نادف عملکردهای بیولوژیکی

آنالیز طیفی(با استفاده از طیف انتشار) تقریباً در تمام بخش های اقتصاد استفاده می شود. به طور گسترده در صنعت فلز برای تجزیه و تحلیل سریع آهن، فولاد، چدن، و همچنین انواع فولادهای ویژه و محصولات فلزی نهایی، برای تعیین خلوص فلزات سبک، غیر آهنی و گرانبها استفاده می شود. برنامه عالیآنالیز طیفی در ژئوشیمی در مطالعه ترکیب کانی ها دارد. در صنایع شیمیاییو صنایع مرتبط، تجزیه و تحلیل طیفی برای تعیین خلوص محصولات تولید شده و استفاده شده، تجزیه و تحلیل کاتالیزورها، باقیمانده های مختلف، رسوبات، کدورت ها و آب های شستشو استفاده می شود. در پزشکی - برای کشف فلزات در انواع مختلف بافت های ارگانیک. تعدادی از مسائل خاص که حل آنها دشوار است یا به هیچ طریق دیگری قابل حل نیستند با استفاده از تحلیل طیفی به سرعت و با دقت حل می شوند. این شامل، برای مثال، توزیع فلزات در آلیاژها، مطالعه سولفید و سایر اجزاء در آلیاژها و مواد معدنی است. این نوع تحقیق گاهی اوقات به عنوان تجزیه و تحلیل محلی.

انتخاب یک یا نوع دیگری از دستگاه طیفی از نقطه نظر کفایت پراکندگی آن بسته به هدف و اهداف تجزیه و تحلیل طیفی انجام می شود. طیف‌نگارهای کوارتز با پراکندگی بیشتر، برای طول موج‌های 4000-2200 Ӑ نواری از طیف حداقل 22 سانتی‌متر می‌دهد از دستگاه هایی استفاده می شود که طیف هایی به طول 7-15 سانتی متر تولید می کنند. از این میان، ابزارهای ترکیبی مناسب هستند (به عنوان مثال، از شرکت های Hilger و Fuss)، که در صورت تمایل می توان از آنها به عنوان طیف سنجی و طیف نگار استفاده کرد. برای بدست آوردن طیف از منابع انرژی زیر استفاده می شود. 1) شعله مخلوط سوختن- هیدروژن و اکسیژن، مخلوطی از اکسیژن و گاز روشن کننده، مخلوطی از اکسیژن و استیلن یا در نهایت هوا و استیلن. در حالت دوم، دمای منبع نور به 2500-3000 درجه سانتیگراد می رسد. شعله برای بدست آوردن طیف های فلزات قلیایی و قلیایی خاکی و همچنین برای عناصری مانند Cu، Hg و Tl مناسب ترین است. 2) قوس ولتایی. الف) معمولی، چ. arr دی سی، با نیروی 5-20 A. با موفقیت فراوان برای تحلیل کیفیمواد معدنی که به شکل قطعات یا پودرهای ریز آسیاب شده به قوس وارد می شوند، به سختی ذوب می شوند. برای تجزیه و تحلیل کمی فلزات، استفاده از قوس ولتایی معمولی یک اشکال بسیار مهم دارد، یعنی اینکه سطح فلزات مورد تجزیه و تحلیل با یک فیلم اکسید پوشیده شده و احتراق قوس در نهایت ناهموار می شود. دمای قوس ولتایی به 5000-6000 درجه سانتیگراد می رسد. ب) قوس متناوب (Abreissbogen) جریان مستقیم با توان 2-5 A در ولتاژ حدود 80 ولت با استفاده از دستگاه خاصسوزش قوس 4-10 بار در ثانیه قطع می شود. این روش تحریک باعث کاهش اکسیداسیون سطح فلزات آنالیز شده می شود. در ولتاژهای بالاتر - تا 220 ولت و جریان 1-2 A - از قوس متناوب نیز می توان برای تجزیه و تحلیل محلول ها استفاده کرد. 3) ترشحات جرقه، با استفاده از یک سیم پیچ القایی یا اغلب ترانسفورماتور جریان مستقیم یا (ترجیحا) متناوب با توان حداکثر 1 کیلو وات به دست می آید که در مدار ثانویه 10000-3000 ولت می دهد، الف) تخلیه جرقه بدون خازن و اندوکتانس در مدار ثانویه، گاهی اوقات در یک قوس نامیده می شود ولتاژ بالا(Hochspannungsbogen). تجزیه و تحلیل مایعات و نمک های مذاب با استفاده از چنین تخلیه ها بسیار حساس است. ب) تخلیه جرقه با ظرفیت خازنی و اندوکتانس در مدار ثانویه که اغلب نیز نامیده می شود جرقه های متراکم، نشان دهنده یک منبع انرژی جهانی تر است که برای برانگیختن طیف تقریباً همه عناصر (به جز فلزات قلیایی) و همچنین گازها مناسب است. نمودار اتصال در شکل نشان داده شده است. 1،

که در آن R رئوستات در مدار اولیه، Tr ترانسفورماتور جریان متناوب، C 1 ظرفیت در مدار ثانویه I، S کلید تغییر اندوکتانس L 1، U قطع کننده سنکرون، LF جرقه گیر است. ، F شکاف جرقه کاری است. مدار ثانویه II با استفاده از اندوکتانس و ظرفیت متغیر C 2 به رزونانس با مدار ثانویه I تنظیم می شود. نشانه وجود رزونانس است بزرگترین قدرتجریان نشان داده شده توسط میلی‌متر A. هدف مدار ثانویه II قطع‌کننده سنکرون U و جرقه‌گیر LF این است که تخلیه‌های الکتریکی را تا حد امکان یکنواخت کند، هم از نظر کاراکتر و هم از نظر تعداد در یک دوره زمانی معین. در طول کار عادی چنین دستگاه های اضافی معرفی نمی شوند.

هنگام مطالعه فلزات در مدار ثانویه، ظرفیت 6000-15000 سانتی متر مکعب و اندوکتانس تا 0.05-0.01 نیوتن برای تجزیه و تحلیل مایعات، گاهی اوقات یک رئوستات آب با مقاومت تا 40000 اهم وارد مدار ثانویه می شود. . گازها بدون اندوکتانس با ظرفیت کوچک مورد مطالعه قرار می گیرند. ج) تخلیه جریان تسلا که با استفاده از مدار نشان داده شده در شکل انجام می شود. 2،

که در آن V یک ولت متر، A آمپرمتر، T یک ترانسفورماتور، C یک ظرفیت، T-T یک ترانسفورماتور تسلا است، F شکاف جرقه ای است که ماده مورد تجزیه و تحلیل وارد می شود. جریان های تسلا برای مطالعه موادی که نقطه ذوب پایینی دارند استفاده می شود: انواع فرآورده های گیاهی و آلی، رسوبات روی فیلترها و غیره. در تجزیه و تحلیل طیفی فلزات، در مورد تعداد زیادی از آنها، معمولاً خود الکترود هستند به آنها شکلی داده می شود، برای مثال، از شکل های نشان داده شده در شکل. 3،

که در آن a یک الکترود ساخته شده از سیم ضخیم مورد تجزیه و تحلیل است، b از قلع است، c یک سیم نازک خم شده است، d یک دیسک است که از یک میله استوانه ای ضخیم بریده شده است، e شکلی است که از آن جدا شده است. قطعات بزرگریخته گری در تجزیه و تحلیل کمی، لازم است همیشه شکل و اندازه سطح الکترود در معرض جرقه یکسان باشد. اگر مقدار فلز مورد تجزیه و تحلیل کم است، می توانید از یک قاب ساخته شده از مقداری فلز خالص، به عنوان مثال، طلا و پلاتین استفاده کنید که در آن فلز تجزیه شده ثابت است، همانطور که در شکل نشان داده شده است. 4.

روش‌های زیادی برای معرفی محلول‌ها به منبع نور ارائه شده است. هنگام کار با شعله، از اتمایزر Lundegaard استفاده می شود که به طور شماتیک در شکل نشان داده شده است. 5 همراه با مشعل مخصوص.

هوای دمیده شده از طریق سمپاش BC مایع آزمایش را گرفته و به مقدار 3-10 سانتی متر مکعب در حفره C ریخته و آن را به صورت گرد و غبار ریز به مشعل A می برد و در آنجا با گاز مخلوط می شود. برای وارد کردن محلول ها به قوس و همچنین جرقه، از کربن تمیز یا الکترودهای گرافیتی استفاده می شود که روی یکی از آنها یک شکاف ساخته شده است. البته لازم به ذکر است که پختن زغال سنگ کاملاً تمیز بسیار دشوار است. روش های مورد استفاده برای تمیز کردن - جوشاندن متناوب در اسیدهای هیدروکلریک و هیدروفلوئوریک و همچنین کلسینه کردن در اتمسفر هیدروژن تا دمای 2500-3000 درجه سانتیگراد - زغال سنگ عاری از ناخالصی های Ca، Mg، V، Ti، Al باقی می ماند )، Fe، Si، B. زغال‌سنگ‌هایی با خلوص رضایت‌بخش نیز با کلسینه کردن آن‌ها در هوا با استفاده از جریان الکتریکی به دست می‌آیند: جریانی در حدود 400 A از یک میله کربنی به قطر 5 میلی‌متر عبور می‌کند و تابش قوی در آن حاصل می‌شود. این روش (تا 3000 درجه سانتیگراد) کافی است تا در عرض چند ثانیه بیشتر ناخالصی های آلوده کننده زغال سنگ تبخیر شود. همچنین روش هایی برای وارد کردن محلول ها به یک جرقه وجود دارد که در آن محلول خود الکترود پایینی است و جرقه به سطح آن می پرد. الکترود دیگر می تواند هر فلز خالص باشد. نمونه ای از چنین دستگاهی در شکل نشان داده شده است. 6 الکترود مایع Gerlyach.

شکافی که محلول آزمایش در آن ریخته می شود با ورق پلاتین پوشیده شده است یا با یک لایه ضخیم طلا پوشانده شده است. در شکل 7 یک دستگاه هیچن را نشان می دهد که برای وارد کردن محلول ها به یک جرقه نیز خدمت می کند.

از مخزن A، محلول آزمایش در یک جریان ضعیف از طریق لوله B و نازل کوارتز C به حوزه عمل تخلیه جرقه جریان می یابد. الکترود پایینی که به یک لوله شیشه ای لحیم شده است، با استفاده از یک لوله لاستیکی E به دستگاه متصل می شود. پیوست C، که در شکل نشان داده شده است. 7 به طور جداگانه، دارای یک برش در یک طرف برای محلول است. د - ظرف ایمنی شیشه ای که در آن یک سوراخ گرد برای خروج ایجاد شده است اشعه ماوراء بنفش. ساختن این ظرف کوارتز بدون سوراخ راحت تر است. الکترود بالایی F، گرافیت، کربن یا فلز نیز دارای صفحه ضد پاشش است. برای یک "قوس ولتاژ بالا" که به شدت مواد مورد تجزیه و تحلیل را گرم می کند، Gerlach هنگام کار با محلول ها از الکترودهای خنک شده استفاده می کند، همانطور که در شکل شماتیک نشان داده شده است. 8.

یک قیف شیشه ای G با استفاده از درپوش K به یک سیم ضخیم (قطر 6 میلی متر) متصل می شود که قطعات یخ درون آن قرار می گیرد. در انتهای بالای سیم، یک الکترود گرد آهنی E به قطر 4 سانتی متر و ارتفاع 4 سانتی متر ثابت می شود که یک فنجان پلاتین P روی آن قرار می گیرد. دومی باید به راحتی برای تمیز کردن قابل جابجایی باشد. الکترود بالایی نیز باید استفاده شود. ضخیم برای جلوگیری از ذوب شدن هنگام تجزیه و تحلیل مقادیر کمی از مواد - رسوبات روی فیلترها، پودرهای مختلف و غیره - می توانید از دستگاه نشان داده شده در شکل استفاده کنید. 9.

یک توده از ماده آزمایش و کاغذ صافی ساخته می شود که برای هدایت بهتر با محلولی مانند NaCl که روی الکترود پایینی قرار می گیرد، مرطوب می شود، گاهی اوقات شامل کادمیوم خالص است که در یک لوله کوارتز (شیشه بدتر) محصور شده است. الکترود بالایی نیز مقداری فلز خالص است. برای همان تجزیه و تحلیل هنگام کار با جریان های تسلا، از طرح شکاف جرقه ویژه استفاده می شود که در شکل نشان داده شده است. 10 a و b.

در لولای گرد K یک صفحه آلومینیومی E در موقعیت مورد نظر ثابت می شود که روی آن صفحه شیشه ای G قرار می گیرد و روی دومی - آماده سازی P روی کاغذ صافی F. آماده سازی با مقداری محلول اسید یا نمک مرطوب می شود. کل این سیستم یک خازن کوچک است. برای مطالعه گازها از ظروف شیشه ای یا کوارتز بسته استفاده می شود (شکل 11).

برای تجزیه و تحلیل کمی گازها، استفاده از الکترودهای طلا یا پلاتین راحت است که می توان از خطوط آنها برای مقایسه استفاده کرد. تقریباً تمام دستگاه های ذکر شده در بالا برای وارد کردن مواد به جرقه و قوس در حین کار در پایه های مخصوص نصب می شوند. به عنوان مثال سه پایه Gramont نشان داده شده در شکل. 12:

با استفاده از پیچ D، الکترودها به طور همزمان از هم جدا می شوند و از هم جدا می شوند. پیچ E برای حرکت الکترود بالایی به موازات نیمکت نوری استفاده می شود و پیچ C برای چرخش جانبی الکترود پایینی است. پیچ B برای چرخش جانبی کل قسمت بالایی سه پایه استفاده می شود. در نهایت، با استفاده از پیچ A، می توانید کل را بالا یا پایین بیاورید قسمت بالاسه پایه; N - پایه مشعل، شیشه و ... انتخاب منبع انرژی برای یک هدف تحقیقاتی خاص می تواند بر اساس جدول تقریبی زیر انجام شود.

تحلیل کیفی. در تحلیل طیفی کیفی، کشف یک عنصر به عوامل زیادی بستگی دارد: ماهیت عنصر تعیین شده، منبع انرژی، قدرت تفکیک دستگاه طیفی و همچنین حساسیت صفحات عکاسی. با توجه به حساسیت سنجش، می توان دستورالعمل های زیر را ارائه داد. هنگام کار با تخلیه جرقه در محلول ها، می توانید 10 -9 -10 -3٪ و در فلزات 10 -2 -10 -4٪ از عنصر مورد مطالعه را باز کنید. هنگام کار با قوس ولتایی، حدود باز شدن حدود 10-3٪ است. مقدار مطلقی که می تواند باشد باز هنگام کار با شعله، 10 -4 -10 -7 گرم و با تخلیه جرقه 10 -6 -10 -8 گرم عنصر مورد مطالعه است. بیشترین حساسیت کشف مربوط به فلزات و متالوئیدها است - B، P، C. حساسیت کمتر برای متالوئیدهای As، Se و Te. هالوژن ها و همچنین S, O, N در ترکیبات آنها به هیچ وجه قابل استفاده نیستند. باز و m.b. فقط در برخی موارد در مخلوط های گازی کشف شده است.

برای تحلیل کیفی بالاترین ارزش"خطوط آخر" داشته باشید، و هنگام تجزیه و تحلیل، این کار برای اکثر افراد است تعریف دقیقطول موج خطوط طیفی در مطالعات بصری، طول موج در طول درام طیف سنج اندازه گیری می شود. این اندازه‌گیری‌ها را می‌توان فقط تقریبی در نظر گرفت، زیرا دقت معمولاً ±(2-З)Ӑ است و در جداول قیصر این فاصله خطا می‌تواند با حدود 10 خط طیفی متعلق به عناصر مختلف برای λ 6000 و 5000Ӑ و حدود 20 خط طیفی برای λ ≈ 4000 Ӑ. طول موج با تجزیه و تحلیل طیف شناسی بسیار دقیق تر تعیین می شود. در این حالت، در طیف‌نگارها، با استفاده از میکروسکوپ اندازه‌گیری، فاصله بین خطوط با طول شناخته شدهامواج و تعریف شده; از فرمول هارتمن برای یافتن طول موج دومی استفاده می شود. دقت چنین اندازه‌گیری‌هایی هنگام کار با ابزاری که یک نوار طیفی به طول حدود 20 سانتی‌متر تولید می‌کند، ± 0.5 Ӑ برای λ ≈ 4000 Ӑ، ± 0.2 Ӑ برای λ ≈ 3000 Ӑ و ± 0.1 Ӑ برای λ ≈ 0.1 است. عنصر مربوطه در جداول بر اساس طول موج یافت می شود. فاصله بین خطوط در طول کار معمولی با دقت 0.05-0.01 میلی متر اندازه گیری می شود. این تکنیک گاهی اوقات به راحتی با طیف های تیراندازی با شاترهای هارتمن ترکیب می شود که دو نوع آن در شکل نشان داده شده است. 13، a و b; با کمک آنها می توان شکاف طیف نگار را از ارتفاعات مختلف ساخت. شکل 13c به طور شماتیک مورد تجزیه و تحلیل کیفی ماده X - شناسایی عناصر A و B در آن را نشان می دهد. 13، d نشان می دهد که در ماده Y، علاوه بر عنصر A که خطوط آن با حرف G مشخص شده است، ناخالصی وجود دارد که خطوط آن z مشخص شده است. با استفاده از این تکنیک، در موارد ساده می توانید بدون توسل به اندازه گیری فواصل بین خطوط، یک تحلیل کیفی انجام دهید.

تحلیل کمی. برای تجزیه و تحلیل طیفی کمی، خطوطی که بیشترین حساسیت غلظت ممکن را دارند dI/dK بیشترین اهمیت را دارند، جایی که I شدت خط و K غلظت عنصری است که به آن می دهد. هر چه حساسیت غلظت بیشتر باشد، تجزیه و تحلیل دقیق تر. با گذشت زمان توسعه یافت یک سری کاملروشهای تحلیل کمی طیفی این روش ها به شرح زیر است.

من روش های طیف سنجی(بدون عکاسی) تقریباً همه روشهای فتومتریک هستند. این موارد عبارتند از: 1) روش بارت. در عین حال، طیف دو ماده - آزمایش و استاندارد - در میدان دید طیف‌سنجی در کنار هم و یکی بالای دیگری برانگیخته می‌شوند. مسیر پرتوها در شکل نشان داده شده است. 14،

که در آن F 1 و F 2 دو شکاف جرقه ای هستند که نور از منشورهای نیکلاس N 1 و N 2 می گذرد و پرتوها را در صفحات متقابل عمود بر هم قطبی می کند. با استفاده از منشور D، پرتوها وارد شکاف S طیف‌سنجی می‌شوند. سومین منشور نیکلاس، یک آنالایزر، در تلسکوپ او قرار می گیرد، که در حال چرخش است که شدت دو خط مقایسه شده را به یکسان می دهد. قبلاً هنگام مطالعه استانداردها، یعنی موادی با محتویات مشخص عناصر، رابطه بین زاویه چرخش آنالایزر و غلظت برقرار می شود و نموداری از این داده ها ترسیم می شود. هنگام تجزیه و تحلیل با زاویه چرخش آنالایزر، مقدار مورد نظر از این نمودار پیدا می شود درصد. دقت روش 10% است. 2) . اصل روش این است که پرتوهای نور پس از منشور طیف سنجی از یک منشور ولاستون عبور می کنند، جایی که به دو پرتو واگرا می شوند و در صفحات متقابل عمود بر هم قطبی می شوند. نمودار مسیر پرتو در شکل نشان داده شده است. 15،

که در آن S شکاف، P منشور طیف سنجی، W منشور ولاستون است. در میدان دید، دو طیف B 1 و B 2 به دست می آیند که در کنار یکدیگر قرار دارند. L - ذره بین، N - آنالایزر. اگر منشور ولاستون را بچرخانید، طیف ها نسبت به یکدیگر حرکت می کنند، که به شما امکان می دهد هر دو خط آنها را ترکیب کنید. به عنوان مثال، اگر آهن حاوی وانادیوم مورد تجزیه و تحلیل قرار گیرد، خط وانادیوم با برخی از خطوط آهنی تک رنگ مجاور ترکیب می شود. سپس با چرخاندن آنالایزر به همان روشنایی این خطوط می رسند. زاویه چرخش آنالایزر، مانند روش قبلی، معیاری برای سنجش غلظت عنصر مورد نظر است. این روش به ویژه برای تجزیه و تحلیل آهن مناسب است که طیف آن دارای خطوط زیادی است که باعث می شود همیشه خطوط مناسب برای تحقیق پیدا شود. دقت روش ± (3-7)٪ است. 3) روش اوکیالینی. اگر الکترودها (به عنوان مثال، فلزات مورد تجزیه و تحلیل) به صورت افقی قرار گیرند و تصویر از یک منبع نور بر روی شکاف عمودی طیف سنجی پخش شود، در این صورت هم در حین تخلیه جرقه و هم در جریان قوس، خطوط ناخالصی ممکن است ظاهر شوند. بسته به غلظت در فاصله کمتر یا بیشتر از الکترودها باز می شود. منبع نور با استفاده از بر روی شکاف پخش می شود لنز مخصوصمجهز به پیچ میکرومتری در حین تجزیه و تحلیل، این عدسی حرکت می کند و تصویر منبع نور به همراه آن حرکت می کند تا جایی که هر خط ناخالصی در طیف ناپدید شود. معیار غلظت ناخالصی، قرائت در مقیاس عدسی است. در حال حاضر این روش برای کار با قسمت فرابنفش طیف نیز توسعه یافته است. لازم به ذکر است که لاکیر از همین روش برای روشن کردن شکاف یک دستگاه طیفی استفاده کرد و روشی را برای تجزیه و تحلیل طیفی کمی ایجاد کرد که به اصطلاح نامیده می شود. روش "خطوط کوتاه و بلند". 4) نورسنجی مستقیم طیف ها. روش هایی که در بالا توضیح داده شد، بصری نامیده می شوند. به جای مطالعات بصری، لوندگارد از یک فوتوسل برای اندازه گیری شدت خطوط طیفی استفاده کرد. دقت تعیین فلزات قلیایی هنگام کار با شعله به ± 5٪ رسید. برای تخلیه جرقه، این روش قابل استفاده نیست، زیرا آنها نسبت به شعله ثابت هستند. همچنین روش هایی مبتنی بر تغییر اندوکتانس در مدار ثانویه و همچنین استفاده از تضعیف مصنوعی نور ورودی به طیف سنجی تا زمانی که خطوط طیفی مورد مطالعه در میدان دید ناپدید شوند وجود دارد.

II. روش های طیف نگاری. با این روش ها عکس های عکاسی از طیف ها بررسی می شود و معیار شدت خطوط طیفی، سیاه شدن آنها بر روی صفحه عکاسی است. شدت یا با چشم یا فتومتریک ارزیابی می شود.

الف. روش های بدون نورسنجی. 1) روش خطوط آخر. هنگامی که غلظت هر عنصر در طیف تغییر می کند، تعداد خطوط آن تغییر می کند، که این امکان را فراهم می کند که در شرایط عملیاتی ثابت، غلظت عنصر تعیین شده را قضاوت کنیم. مجموعه‌ای از طیف‌های مواد با محتوای مشخص جزء مورد علاقه عکس‌برداری می‌شود، تعداد خطوط آن بر روی طیف‌نگارها تعیین می‌شود و جداول نشان می‌دهد که کدام خطوط در غلظت‌های معین قابل مشاهده هستند. این جداول بیشتر برای تعاریف تحلیلی. هنگام تجزیه و تحلیل طیف‌نگار، تعداد خطوط عنصر مورد نظر تعیین می‌شود و درصد محتوای آن از جداول پیدا می‌شود، و این روش یک رقم بدون ابهام را نشان نمی‌دهد، اما محدودیت غلظت، یعنی "از به" را نشان می‌دهد. با اطمینان بیشتر می توان غلظت هایی را که با ضریب 10 با یکدیگر متفاوت هستند، به عنوان مثال از 0.001 تا 0.01٪، از 0.01 تا 0.1٪ و غیره تشخیص داد. جداول تحلیلی فقط برای شرایط عملیاتی بسیار خاص مهم هستند، که ممکن است متفاوت باشد. تا حد زیادی بین آزمایشگاه ها؛ علاوه بر این، رعایت دقیق شرایط کاری ثابت مورد نیاز است. 2) روش طیف مقایسه ای. چندین طیف از ماده مورد تجزیه و تحلیل A + x% B عکس گرفته می شود که در آن محتوای x عنصر B تعیین می شود و در فواصل بین آنها در همان صفحه عکاسی - طیف مواد استاندارد A + a% B، A + b تعیین می شود. ٪ B، A + c٪ B، که در آن a، b، c درصد شناخته شده B هستند. در طیف نگارها، شدت خطوط B تعیین می کند که مقدار x بین کدام غلظت قرار دارد. معیار ثبات شرایط عملیاتی برابری شدت در تمام طیف‌نگارهای هر خط نزدیک A است. هنگام تجزیه و تحلیل راه‌حل‌ها، به آنها اضافه می‌شود. همان مقدارهر عنصری که خطی نزدیک به خطوط B ایجاد کند و سپس ثبات شرایط عملیاتی با برابری شدت این خطوط قضاوت می شود. چگونه تفاوت کمتربین غلظت های a، b، c، ... و هرچه برابری شدت خطوط A دقیق تر باشد، آنالیز دقیق تر است. الف- مثلاً برنج از غلظت های a، b، c، ... مرتبط با یکدیگر به صورت 1: 1.5 استفاده می کرد. در مجاورت روش طیف های مقایسه ای، روش "انتخاب غلظت ها" (Testverfahren) مطابق گوتیگ و تورنوالد قرار دارد که فقط برای تجزیه و تحلیل محلول ها قابل استفاده است. این شامل این واقعیت است که اگر در دو محلول حاوی a% A و x% A (x بزرگتر یا کوچکتر از a است) که اکنون می توان از طیف آنها تعیین کرد، به هر یک از این محلول ها چنین مقدار n اضافه کنید. عنصر A به طوری که شدت خطوط آن در هر دو طیف یکسان شود. این غلظت x را تعیین می کند که برابر با (a ± n)٪ خواهد بود. همچنین می توانید مقدار دیگری از عنصر B را به محلول مورد تجزیه و تحلیل اضافه کنید تا زمانی که شدت خطوط خاص A و B برابر شود و بر اساس مقدار B، مقدار A را تخمین بزنید. روش جفت همولوگ. در طیف ماده A + a% B خطوط عناصر A و B به یک اندازه شدید نیستند و در صورت وجود تعداد کافی از این خطوط، می توانید دو خط A و B را پیدا کنید که شدت آنها خواهد بود. همینطور باشد برای ترکیب دیگری A + b% B، سایر خطوط A و B از نظر شدت و غیره برابر خواهند بود. این دو خط یکسان جفت همولوگ نامیده می شوند. غلظت B که در آن یک یا جفت همولوگ دیگر رخ می دهد نامیده می شود نقاط ثابتاین زوج برای کار با استفاده از این روش، جمع آوری مقدماتی جداول جفت های همولوگ با استفاده از مواد با ترکیب شناخته شده مورد نیاز است. چگونه جدول کامل تر، یعنی بیشتر شامل جفت های همولوگ با نقاط ثابت هستند که تا حد امکان متفاوت هستند. کمتر دوستاز یکدیگر، تجزیه و تحلیل دقیق تر است. تعداد کمی از این جداول گردآوری شده است تعداد زیادیو می توان از آنها در هر آزمایشگاهی استفاده کرد، زیرا شرایط ترشحات در حین تهیه آنها کاملاً مشخص است و می توان از این شرایط استفاده کرد. کاملاً دقیق تکثیر شده است. این با استفاده از موارد زیر حاصل می شود ترفند ساده. در طیف ماده A + a% B دو خط عنصر A انتخاب می شود که شدت آنها بسته به مقدار خود القایی در مدار ثانویه بسیار متفاوت است، یعنی یک خط قوس (متعلق به اتم خنثی) و یک خط جرقه (متعلق به یون). این دو خط نامیده می شوند ثابت کردن جفت. با انتخاب مقدار خود القایی، خطوط این جفت یکسان می شوند و کامپایل دقیقاً در این شرایط انجام می شود که همیشه در جداول نشان داده شده است. در شرایط یکسان، تجزیه و تحلیل انجام می شود و درصد بر اساس اجرای یک یا یک جفت همولوگ دیگر تعیین می شود. چندین اصلاح در روش جفت همولوگ وجود دارد. از این میان مهمترین روش روش است طیف کمکی، در مواردی استفاده می شود که عناصر A و B نداشته باشند مقدار کافیخطوط در این حالت، خطوط طیفی عنصر A به روشی خاص با خطوط عنصر G دیگر و مناسب‌تر مرتبط می‌شوند و نقش A توسط عنصر G شروع می‌شود. روش جفت‌های همسانی توسط Gerlyach و شوایتزر. هم برای آلیاژها و هم برای محلول ها قابل استفاده است. دقت آن به طور متوسط ​​حدود 10% است.

در. روش های استفاده از نورسنجی. 1) روش بارت. شکل 16 ایده ای از روش ارائه می دهد.

F 1 و F 2 دو شکاف جرقه هستند که به کمک آنها طیف استاندارد و ماده مورد تجزیه و تحلیل به طور همزمان برانگیخته می شوند. نور از دو بخش دوار S 1 و S 2 عبور می کند و با کمک منشور D، طیف هایی را تشکیل می دهد که یکی بالای دیگری قرار دارند. با انتخاب برش‌های بخش، خطوط عنصر مورد مطالعه به همان شدت داده می‌شوند. غلظت عنصر تعیین شده از نسبت مقادیر برش محاسبه می شود. 2) مشابه است، اما با یک شکاف جرقه (شکل 17).

نور F به دو پرتو تقسیم می شود و از بخش های S 1 و S 2 می گذرد، با استفاده از لوزی Hüfner R، دو نوار از طیف یکی بالای دیگری به دست می آید. Sp - شکاف طیف نگار. برش های بخش تا زمانی تغییر می کنند که شدت خط ناخالصی و هر خط نزدیک ماده اصلی برابر شود و درصد درصد عنصر تعیین شده از نسبت مقادیر برش محاسبه می شود. 3) هنگامی که به عنوان نور سنج استفاده می شود بخش لگاریتمی دوارخطوط در طیف نگارها ظاهری گوه ای شکل به خود می گیرند. یکی از این بخش ها و موقعیت آن نسبت به طیف نگار در حین کار در شکل 1 نشان داده شده است. 18، a و b.

برش بخش از معادله تبعیت می کند

- log Ɵ = 0.3 + 0.2l

که در آن Ɵ طول قوس در قسمت‌هایی از یک دایره کامل است که در فاصله I قرار دارد و بر حسب میلی‌متر در امتداد شعاع انتهای آن اندازه‌گیری می‌شود. اندازه گیری شدت خطوط طول آنها است، زیرا با تغییر در غلظت یک عنصر، طول خطوط گوه ای شکل آن نیز تغییر می کند. ابتدا، با استفاده از نمونه هایی با محتوای شناخته شده، نموداری از وابستگی طول یک خط به درصد محتوا ساخته می شود. هنگامی که بر روی یک طیف نگار تجزیه و تحلیل می شود، طول همان خط اندازه گیری می شود و درصد آن از نمودار پیدا می شود. چندین اصلاح مختلف در این روش وجود دارد. شایان ذکر است که اصلاح Scheibe، که از به اصطلاح استفاده کرد. بخش لگاریتمی دوگانه نمای این بخش در شکل نشان داده شده است. 19.

سپس خطوط با استفاده از دستگاه مخصوص بررسی می شوند. دقت قابل دستیابی با استفاده از بخش های لگاریتمی، ± (10-15)٪. اصلاح Scheibe دقت ± (5-7)٪ را ارائه می دهد. 4) غالباً از نورسنجی خطوط طیفی با استفاده از اسپکتروفتومترهای نور و ترموالکتریک با طرح های مختلف استفاده می شود. فتومترهای ترموالکتریک که به طور خاص برای تجزیه و تحلیل کمی طراحی شده اند، مناسب هستند. به عنوان مثال در شکل. شکل 20 نموداری از فتومتر را مطابق شیبه نشان می دهد:

L یک منبع نور ثابت با کندانسور K است، M یک صفحه عکاسی با طیف مورد مطالعه است، Sp یک شکاف است، O 1 و O 2 عدسی هستند، V یک شاتر است، Th یک عنصر حرارتی است که به گالوانومتر متصل است. . اندازه گیری شدت خطوط، انحراف سوزن گالوانومتر است. گالوانومترهای خودثبت شونده کمتر مورد استفاده قرار می گیرند که شدت خطوط را به صورت منحنی ثبت می کنند. دقت آنالیز هنگام استفاده از این نوع نورسنجی ± (5-10)٪ است. هنگامی که با روش های دیگر تجزیه و تحلیل کمی ترکیب می شود، دقت ممکن است افزایش یافت؛ بنابراین، برای مثال، روش سه خطی Scheibe و Schnettler که ترکیبی از روش جفت همولوگ و اندازه‌گیری‌های فتومتریک است، در موارد مطلوب می‌تواند دقت ±(1-2)٪ را ارائه دهد.

وزارت آموزش و پرورش و علوم
جمهوری قزاقستان

کاراگاندا دانشگاه دولتی
به نام E.A. بوکتوا

دانشکده فیزیک

گروه اپتیک و طیف سنجی

کار درسی

در موضوع:

طیف. با تحلیل طیفی و کاربرد آن

تهیه شده توسط:

دانشجوی گروه FTRF-22

اختریف دیمیتری.

بررسی شد:

معلم

کوسنوا آسیا سابیرگالیونا

کاراگاندا - 2003 برنامه ریزی کنید

مقدمه

1. انرژی در طیف

2. انواع طیف

3. تحلیل طیفی و کاربرد آن

4. دستگاه های طیفی

5. طیف تابش الکترومغناطیسی

نتیجه گیری

فهرست ادبیات استفاده شده

مقدمه

مطالعه طیف خط یک ماده به ما این امکان را می دهد که مشخص کنیم از چه عناصر شیمیایی تشکیل شده است و هر عنصر در یک ماده معین به چه مقدار است.

محتوای کمی یک عنصر در نمونه مورد مطالعه با مقایسه شدت خطوط منفرد در طیف این عنصر با شدت خطوط یک عنصر دیگر تعیین می شود. عنصر شیمیایی، که محتوای کمی آن در نمونه مشخص است.

روش تعیین کیفیت و ترکیب کمیتجزیه و تحلیل یک ماده توسط طیف آن را آنالیز طیفی می گویند. آنالیز طیفی به طور گسترده ای در اکتشاف مواد معدنی برای تعیین ترکیب شیمیایی نمونه های سنگ معدن استفاده می شود. در صنعت، تجزیه و تحلیل طیفی امکان کنترل ترکیب آلیاژها و ناخالصی های وارد شده به فلزات را برای به دست آوردن مواد با خواص مشخص می دهد.

مزایای آنالیز طیفی عبارتند از حساسیت بالاو سرعت به دست آوردن نتایج با استفاده از آنالیز طیفی می توان وجود طلا را در یک نمونه با وزن 6*10-7 گرم با جرم آن 10-8 گرم تشخیص داد ده ها ثانیه

تجزیه و تحلیل طیفی به شما امکان می دهد تعیین کنید ترکیب شیمیایی اجرام آسمانی، از زمین در فواصل میلیاردها سال نوری فاصله دارد. ترکیب شیمیایی اتمسفر سیارات و ستارگان، گاز سرد در فضای بین ستاره ای از طیف های جذبی تعیین می شود.

با مطالعه طیف ها، دانشمندان توانستند نه تنها ترکیب شیمیایی اجرام آسمانی، بلکه دمای آنها را نیز تعیین کنند. با جابجایی خطوط طیفی می توان سرعت حرکت یک جرم سماوی را تعیین کرد.

انرژی در طیف

منبع نور باید انرژی مصرف کند. نور امواج الکترومغناطیسی با طول موج 4*10 -7 - 8*10 -7 متر است. امواج الکترومغناطیسیکه از حرکت شتابان ذرات باردار ساطع می شود. این ذرات باردار بخشی از اتم ها هستند. اما بدون دانستن ساختار اتم، هیچ چیز قابل اعتمادی در مورد مکانیسم تشعشع نمی توان گفت. فقط واضح است که در داخل یک اتم نور وجود ندارد، همانطور که هیچ صدایی در سیم پیانو وجود ندارد. مانند ریسمانی که تنها پس از اصابت چکش به صدا در می آید، اتم ها تنها پس از برانگیختگی نور تولید می کنند.

برای اینکه یک اتم شروع به تابش کند، باید انرژی به آن منتقل شود. اتم هنگام گسیل، انرژی دریافتی خود را از دست می دهد و برای درخشش مداوم یک ماده، هجوم انرژی از بیرون به اتم های آن ضروری است.

تابش حرارتی.ساده ترین و رایج ترین نوع تابش، تابش حرارتی است که در آن انرژی از دست رفته اتم ها برای انتشار نور با انرژی حرکت حرارتی اتم ها یا (مولکول ها) جسم ساطع کننده جبران می شود. هر چه دمای بدن بالاتر باشد، اتم ها سریعتر حرکت می کنند. هنگامی که اتم های سریع (مولکول ها) با یکدیگر برخورد می کنند، بخشی از انرژی جنبشی آنها به انرژی تحریک اتم ها تبدیل می شود که سپس نور ساطع می کنند.

منبع حرارتی تابش خورشید و همچنین یک لامپ رشته ای معمولی است. لامپ یک منبع بسیار راحت، اما کم هزینه است. تنها حدود 12 درصد از کل انرژی آزاد شده در لامپ شوک الکتریکی، به انرژی نور تبدیل می شود. منبع حرارتی نور شعله است. دانه های دوده به دلیل انرژی آزاد شده در طی احتراق سوخت گرم می شوند و نور ساطع می کنند.

الکترولومینسانس.انرژی مورد نیاز اتم ها برای انتشار نور نیز می تواند از منابع غیر حرارتی تامین شود. در حین تخلیه در گازها، میدان الکتریکی انرژی جنبشی بیشتری به الکترون ها می دهد. الکترون های سریع برخورد با اتم ها را تجربه می کنند. بخشی از انرژی جنبشی الکترون ها به سمت تحریک اتم ها می رود. اتم های برانگیخته انرژی را به شکل امواج نور آزاد می کنند. به همین دلیل، تخلیه در گاز با درخشش همراه است. این الکترولومینسانس است.

کاتدولومینسانس.درخشش جامداتکه در اثر بمباران الکترونهای آنها ایجاد می شود، کاتدولومینسانس نامیده می شود. به لطف کاتدولومینسانس، صفحه نمایش لوله های پرتو کاتدی تلویزیون ها می درخشد.

لومینسانس شیمیایی.برای بعضی ها واکنش های شیمیایی، با آزاد شدن انرژی، بخشی از این انرژی مستقیماً صرف انتشار نور می شود. منبع نور خنک می ماند (در دمای محیط است). این پدیده شیمیولومینسانس نامیده می شود.

فوتولومینسانس.نور تابیده شده به یک ماده تا حدی منعکس شده و تا حدی جذب می شود. انرژی نور جذب شده در بیشتر موارد فقط باعث گرم شدن اجسام می شود. با این حال، برخی از اجسام خود مستقیماً تحت تأثیر تشعشعات وارده بر آنها شروع به درخشش می کنند. این فوتولومینسانس است. نور اتم های یک ماده را تحریک می کند (انرژی درونی آنها را افزایش می دهد) پس از آن خود آنها روشن می شوند. به عنوان مثال، رنگ های درخشان که بسیاری از تزئینات درخت کریسمس را می پوشانند پس از تابش نور از خود ساطع می کنند.

نور ساطع شده در طول نورتابی، به عنوان یک قاعده، طول موج بیشتری نسبت به نوری دارد که درخشش را تحریک می کند. این را می توان به صورت تجربی مشاهده کرد. اگر یک پرتو نوری را که از فیلتر بنفش عبور می‌کند روی ظرف حاوی فلورسیت (یک رنگ آلی) هدایت کنید، این مایع با نور سبز-زرد شروع به درخشش می‌کند، یعنی نوری با طول موج بلندتر از نور بنفش.

پدیده فوتولومینسانس به طور گسترده در لامپ های فلورسنت استفاده می شود. فیزیکدان شوروی S.I. Vavilov پوشش را پیشنهاد کرد سطح داخلیلوله تخلیه با موادی که می توانند تحت تأثیر تشعشعات موج کوتاه ناشی از تخلیه گاز به خوبی بدرخشند. لامپ های فلورسنت تقریباً سه تا چهار برابر مقرون به صرفه تر از لامپ های رشته ای معمولی هستند.

انواع اصلی تشعشعات و منابع ایجاد کننده آنها ذکر شده است. رایج ترین منابع تابش حرارتی هستند.

توزیع انرژی در طیفهیچ یک از منابع نور تک رنگ تولید نمی کند، یعنی نوری با طول موج کاملاً مشخص. ما با آزمایش‌هایی بر روی تجزیه نور به یک طیف با استفاده از یک منشور و همچنین آزمایش‌هایی روی تداخل و پراش به این موضوع متقاعد شده‌ایم.

انرژی ای که نور از یک منبع با خود حمل می کند به روشی معین روی امواج با تمام طول هایی که پرتو نور را تشکیل می دهند توزیع می شود. همچنین می توان گفت که انرژی در فرکانس ها توزیع می شود، زیرا یک رابطه ساده بین طول موج و فرکانس وجود دارد: ђv = c.

چگالی شار تابش الکترومغناطیسی، یا شدت /، با انرژی &W قابل انتساب به همه فرکانس ها تعیین می شود. برای مشخص کردن توزیع فرکانس تابش، لازم است کمیت جدیدی معرفی شود: شدت در واحد بازه فرکانس. این کمیت چگالی طیفی شدت تابش نامیده می شود.

چگالی شار تابش طیفی را می توان به صورت تجربی یافت. برای انجام این کار، باید از یک منشور برای به دست آوردن طیف تابش، به عنوان مثال، یک قوس الکتریکی استفاده کنید و چگالی شار تابشی را که در فواصل طیفی کوچکی از عرض Av می‌افتد، اندازه‌گیری کنید.

برای تخمین توزیع انرژی نمی توانید به چشم خود تکیه کنید. چشم حساسیت انتخابی به نور دارد: حداکثر حساسیت آن در ناحیه زرد-سبز طیف قرار دارد. بهتر است از خاصیت جسم سیاه برای جذب تقریباً کامل نور با تمام طول موج ها استفاده کنید. در این حالت انرژی تشعشعی (یعنی نور) باعث گرم شدن بدن می شود. بنابراین کافی است دمای بدن را اندازه گیری کنیم و از روی آن میزان انرژی جذب شده در واحد زمان را قضاوت کنیم.

یک دماسنج معمولی برای استفاده موفقیت آمیز در چنین آزمایشاتی بیش از حد حساس است. برای اندازه گیری دما به ابزارهای حساس تری نیاز است. می توانید یک دماسنج الکتریکی بگیرید که در آن عنصر حساس به شکل یک صفحه فلزی نازک ساخته شده است. این بشقاب باید پوشیده شود لایه نازکدوده، که تقریباً به طور کامل نور با هر طول موجی را جذب می کند.

صفحه حساس به حرارت دستگاه باید در یک مکان یا مکان دیگر در طیف قرار گیرد. کل طیف مرئی طول l از پرتوهای قرمز تا بنفش با فاصله فرکانسی از vcr تا y f مطابقت دارد. عرض مربوط به یک فاصله کوچک Av. با گرم کردن صفحه سیاه دستگاه می توان چگالی شار تابش را در هر بازه فرکانسی Av قضاوت کرد. با حرکت صفحه در امتداد طیف، متوجه می‌شویم که بیشتر انرژی در قسمت قرمز طیف است و آنطور که به نظر می‌رسد در رنگ زرد-سبز نیست.

بر اساس نتایج این آزمایش‌ها، می‌توان منحنی وابستگی چگالی طیفی شدت تابش به فرکانس را ساخت. چگالی طیفی شدت تابش توسط دمای صفحه تعیین می‌شود، و اگر دستگاهی که برای تجزیه نور استفاده می‌شود کالیبره شده باشد، یافتن فرکانس آن دشوار نیست، یعنی اگر مشخص شود که بخش معینی از طیف با چه فرکانسی مطابقت دارد. به

با ترسیم مقادیر فرکانس‌های مربوط به نقاط میانی فواصل Av و در امتداد محور ارتین چگالی طیفی شدت تابش، تعدادی نقطه به دست می‌آوریم که از طریق آنها می‌توان منحنی صاف را رسم کرد. این منحنی نمایشی بصری از توزیع انرژی و بخش قابل مشاهده از طیف قوس الکتریکی را ارائه می دهد.

از زمان کشف «تحلیل طیفی»، بحث‌های زیادی پیرامون این اصطلاح وجود داشته است. در ابتدا اصل فیزیکیتحلیل طیفیمتضمن روشی برای شناسایی ترکیب عنصرینمونه ها با توجه به طیف مشاهده شده، که در برخی از منبع شعله با دمای بالا، جرقه یا قوس برانگیخته شده است.

بعدها، تجزیه و تحلیل طیفی به عنوان روش های دیگر مطالعه تحلیلی و تحریک طیف ها شناخته شد:

• روش های پراکندگی رامان،
• روش های جذب و لومینسانس

در نهایت طیف اشعه ایکس و گاما کشف شد. بنابراین، هنگامی که از تحلیل طیفی صحبت می شود، درست است که به معنای کلیت همه باشد روش های موجود. با این حال، اغلب پدیده شناسایی توسط طیف در درک روش های انتشار استفاده می شود.

روش های طبقه بندی

یکی دیگر از گزینه های طبقه بندی، تقسیم به مطالعات مولکولی (تعیین ترکیب مولکولی یک نمونه) و ابتدایی (تعیین ترکیب اتمی) طیف است.

روش مولکولی بر اساس مطالعه جذب، پراکندگی رامان و طیف های لومینسانس است. ترکیب اتمی از طیف های تحریک در چشمه های آب گرم (مولکول ها عمدتا از بین می روند) یا از مطالعات طیفی اشعه ایکس تعیین می شود. اما چنین طبقه بندی نمی تواند سختگیرانه باشد، زیرا گاهی اوقات هر دوی این روش ها با هم منطبق هستند.

طبقه بندی روش های تحلیل طیفی

بر اساس مسائلی که با روش های شرح داده شده در بالا حل می شوند، مطالعه طیف ها به روش های مورد استفاده برای مطالعه آلیاژها، گازها، سنگ معدن و مواد معدنی تقسیم می شود. محصولات نهایی, فلزات خالصو غیره هر شیء مورد مطالعه مختص به خود را دارد ویژگی های مشخصهو استانداردها دو جهت اصلی تحلیل طیف:

1. کیفی
2. کمی

آنچه در طول آنها مطالعه می شود، ما بیشتر در نظر خواهیم گرفت.

نمودار روش های تحلیل طیفی

تحلیل طیفی کیفی

تجزیه و تحلیل کیفی برای تعیین اینکه نمونه تجزیه و تحلیل شده از چه عناصری تشکیل شده است. لازم است طیف نمونه برانگیخته شده در منبعی را بدست آوریم و از خطوط طیفی شناسایی شده مشخص کنیم که به کدام عناصر تعلق دارند. با این کار مشخص می شود که نمونه از چه چیزی تشکیل شده است. مشکل آنالیز کیفی تعداد زیاد خطوط طیفی روی طیف‌نگار تحلیلی است که رمزگشایی و شناسایی آن‌ها بسیار سخت و نادرست است.

تحلیل طیفی کمی

روش تحلیل طیفی کمی بر این اساس استوار است که با افزایش محتوای عنصر تعیین شده در نمونه، شدت خط تحلیلی افزایش می‌یابد. این وابستگی بر اساس عوامل بسیاری است که محاسبه عددی آنها دشوار است. بنابراین، برقراری رابطه بین شدت خط و غلظت عنصر عملاً غیرممکن است.

بنابراین، اندازه گیری های نسبیشدت یک خط طیفی زمانی که غلظت عنصر تعیین شده تغییر می کند. بنابراین، اگر شرایط تحریک و ثبت طیف ها بدون تغییر باقی بماند، انرژی تابش اندازه گیری شده متناسب با شدت است. اندازه گیری این انرژی (یا مقدار وابسته به آن) ارتباط تجربی مورد نیاز ما بین مقدار اندازه گیری شده و غلظت عنصر در نمونه را به ما می دهد.

تحلیل طیفی

تحلیل طیفی- مجموعه ای از روش ها برای تعیین کمی و کیفی ترکیب یک جسم، بر اساس مطالعه طیف های تعامل ماده با تابش، از جمله طیف تابش الکترومغناطیسی، امواج صوتی، توزیع جرم و انرژی ذرات بنیادی و غیره. .

بسته به اهداف تجزیه و تحلیل و انواع طیف، چندین روش تجزیه و تحلیل طیفی متمایز می شود. اتمیو مولکولیتجزیه و تحلیل طیفی امکان تعیین ترکیب عنصری و مولکولی یک ماده را به ترتیب امکان پذیر می کند. در روش های گسیل و جذب، ترکیب از طیف گسیلی و جذبی تعیین می شود.

تجزیه و تحلیل طیف سنجی جرمی با استفاده از طیف جرمی یون های اتمی یا مولکولی انجام می شود و به فرد اجازه می دهد تا ترکیب ایزوتوپی یک جسم را تعیین کند.

داستان

خطوط تاریک روی نوارهای طیفی برای مدت طولانی مورد توجه قرار گرفته اند، اما اولین مورد تحقیق جدیاین خطوط تنها در سال 1814 توسط جوزف فراونهوفر انجام شد. به افتخار او، این اثر "خطوط فراونهوفر" نامیده شد. فراونهوفر ثبات موقعیت خطوط را ایجاد کرد، جدولی از آنها تهیه کرد (او در مجموع 574 خط را شمارش کرد) و یک کد الفبایی به هر کدام اختصاص داد. نتیجه گیری او کمتر اهمیت نداشت که خطوط با مواد نوری یا جو زمین مرتبط نیستند، بلکه ویژگی طبیعی نور خورشید. او خطوط مشابهی را در منابع نور مصنوعی و همچنین در طیف زهره و سیریوس کشف کرد.

به زودی مشخص شد که یکی از متمایزترین خطوط همیشه در حضور سدیم ظاهر می شود. در سال 1859، G. Kirchhoff و R. Bunsen، پس از یک سری آزمایش، به این نتیجه رسیدند: هر عنصر شیمیایی طیف خطی منحصر به فرد خود را دارد و از طیف اجرام سماوی می توان در مورد ترکیب ماده آنها نتیجه گیری کرد. از این لحظه به بعد، تجزیه و تحلیل طیفی در علم ظاهر شد، روشی قدرتمند برای تعیین ترکیب شیمیایی از راه دور.

برای آزمایش این روش در سال 1868، آکادمی علوم پاریس سفری به هند ترتیب داد، جایی که یک آزمایش کامل خورشید گرفتگی. در آنجا، دانشمندان کشف کردند: تمام خطوط تاریک در لحظه کسوف، زمانی که طیف گسیلی جایگزین طیف جذبی تاج خورشیدی شد، همانطور که پیش بینی می شد، در برابر پس زمینه تاریک روشن شدند.

ماهیت هر یک از خطوط و ارتباط آنها با عناصر شیمیایی به تدریج روشن شد. در سال 1860، Kirchhoff و Bunsen سزیم را با استفاده از تجزیه و تحلیل طیفی، و در سال 1861، روبیدیوم را کشف کردند. و هلیم در خورشید 27 سال زودتر از زمین (به ترتیب 1868 و 1895) کشف شد.

اصل عملیات

اتم های هر عنصر شیمیایی دارای فرکانس های تشدید دقیقی هستند که در نتیجه در این فرکانس ها است که نور ساطع یا جذب می کنند. این منجر به این واقعیت می شود که در یک طیف سنجی، خطوط (تاریک یا روشن) روی طیف ها در مکان های خاص مشخصه هر ماده قابل مشاهده است. شدت خطوط به مقدار ماده و حالت آن بستگی دارد. در تجزیه و تحلیل طیفی کمی، محتوای ماده مورد مطالعه با شدت نسبی یا مطلق خطوط یا باندها در طیف تعیین می شود.

آنالیز طیفی نوری با سهولت نسبی اجرا، عدم آماده سازی نمونه پیچیده برای تجزیه و تحلیل، و مقدار کمی ماده (10-30 میلی گرم) مورد نیاز برای تجزیه و تحلیل مشخص می شود. تعداد زیادیعناصر

طیف اتمی (جذب یا انتشار) با انتقال یک ماده به حالت بخار با حرارت دادن نمونه تا دمای 1000-10000 درجه سانتیگراد به دست می آید. جرقه یا قوس جریان متناوب به عنوان منبع تحریک اتم ها در تجزیه و تحلیل انتشار مواد رسانا استفاده می شود. در این حالت، نمونه در دهانه یکی از الکترودهای کربن قرار می گیرد. شعله یا پلاسمای گازهای مختلف به طور گسترده ای برای تجزیه و تحلیل محلول ها استفاده می شود.

برنامه

در اخیرا, بیشترین توزیعروش های طیف سنجی گسیلی و جرمی تجزیه و تحلیل طیفی بر اساس تحریک اتم ها و یونیزاسیون آنها در پلاسمای آرگون تخلیه های القایی و همچنین در یک جرقه لیزری به دست آمد.

آنالیز طیفی روشی حساس است و به طور گسترده در شیمی تجزیه، اخترفیزیک، متالورژی، مهندسی مکانیک، اکتشافات زمین شناسی و سایر شاخه های علوم استفاده می شود.

در تئوری پردازش سیگنال، تحلیل طیفی همچنین به معنی تجزیه و تحلیل توزیع انرژی یک سیگنال (به عنوان مثال، صدا) بر فرکانس ها، اعداد موج و غیره است.

همچنین ببینید

بنیاد ویکی مدیا

• 2010.
• بالتس

هان شمالی

آنالیز طیفیببینید «تحلیل طیفی» در فرهنگ‌های دیگر چیست: - فیزیکی روش های کیفی و مقادیر. تعیین ترکیب در وا، بر اساس اکتساب و مطالعه طیف های آن. اساس S. a. طیف سنجی اتم ها و مولکول ها، بر اساس هدف تجزیه و تحلیل و انواع طیف ها طبقه بندی می شود. اتمی S. a. (ASA) تعریف می کند... ...

تحلیل طیفیدایره المعارف فیزیکی - اندازه گیری ترکیب یک ماده بر اساس مطالعه طیف های آن منبع ...

تحلیل طیفیفرهنگ لغت - کتاب مرجع شرایط اسناد هنجاری و فنی - طیف سنجی را ببینید. فرهنگ لغت زمین شناسی: در 2 جلد. م.: ندرا. ویرایش شده توسط K. N. Paffengoltz و همکاران 1978. تجزیه و تحلیل طیفی ...

آنالیز طیفی- معرفی شده توسط Bunsen و Kirchhoff در سال 1860، مطالعه شیمیایی یک ماده از طریق خطوط رنگی مشخصه آن، که هنگام نگاه کردن به آن (در حین تبخیر) از طریق یک منشور قابل توجه است. توضیح 25000 کلمه خارجی... فرهنگ لغت کلمات خارجی زبان روسی

آنالیز طیفی- آنالیز طیفی، یکی از روش های تجزیه و تحلیل، که در آن از طیف هایی استفاده می شود (نگاه کنید به طیف سنجی، طیف سنجی) داده شده توسط این یا آن جسم در هنگام گرم شدن! یا هنگام عبور پرتوها از محلول ها، طیف پیوسته ای به دست می دهد. برای…… دایره المعارف بزرگ پزشکی

آنالیز طیفی - روش فیزیکیتعیین کمی و کیفی ترکیب یک ماده که با استفاده از طیف نوری آن انجام می شود. تجزیه و تحلیل طیفی اتمی و مولکولی، گسیل (بر اساس طیف نشری) و جذب (بر اساس طیف... ... بزرگ فرهنگ لغت دایره المعارفی

تحلیل طیفی- ریاضیات روش آماریتجزیه و تحلیل سری های زمانی، که در آن سری به عنوان یک مجموعه پیچیده در نظر گرفته می شود، مخلوطی از نوسانات هارمونیک که بر روی یکدیگر قرار گرفته اند. در این مورد توجه اصلی به فرکانس... ... فرهنگ لغت اقتصادی و ریاضی

آنالیز طیفی- فیزیکی روشهای تعیین کمی و کیفی مواد شیمیایی ترکیب هر ماده بر اساس بدست آوردن و مطالعه طیف نوری آنها. بسته به ماهیت طیف مورد استفاده، انواع زیر متمایز می شوند: انتشار (گسیل C ... دایره المعارف بزرگ پلی تکنیک

تحلیل طیفی- I آنالیز طیفی روشی فیزیکی برای تعیین کمی و کیفی ترکیبات اتمی و مولکولی یک ماده بر اساس مطالعه طیف های آن است. پایه فیزیکی S. a. طیف سنجی اتم ها و مولکول ها، آن... ... دایره المعارف بزرگ شوروی

تحلیل طیفی- محتویات مقاله I. درخشش بدنها. طیف انتشار طیف خورشیدی خطوط فراونهوفر طیف منشوری و پراش. پراکندگی رنگ منشور و رنده. II. طیف سنجی ها طیف سنجی زانویی و مستقیم جهت دید.…… فرهنگ لغت دایره المعارف F.A. بروکهاوس و I.A. افرون