II.2.-Spectroscopie Atomica -33

8/19/2019 II.2.-Spectroscopie Atomica -33

1/36

II.2.2. Spectroscopia de emisie atomică (AES)

Analiza colorării flăcării. Analiza vizuală a colorării flăcării este o metodărapidă şi ieftină folosită pentru identificarea elementelor chimice încă de la inceputurilechimiei şi folosită şi astăzi în chimia analitică. Principiul constă în compararea spectruluivizibil (al culorii) emis de o probă, excitată intr-o flacără, cu diferite spectre luminoaseale unor elemente cunoscute. ezultatul compara!iei este o decizie de "enul substan!a,#con!ine (nu con!ine) elementul..$. %u toate că intensitatea emisiei luminoase a probeiaduse în flacără este propor!ională cu concentra!ia elementului sau ionului, în substan!ade analizat este "reu să se facă aprecieri ale concentra!iei pe calea analizei vizuale aemisiei luminoase. &xplica!ia ştiin!ifică a fenomenului de emisie atomică constă înmodificarea raporturilor ener"etice ale straturilor electronice exterioare ale atomilor subinfluen a aportului de ener"ie termică dat de flacără. &lectronii exteriori (electronii dețvalen!ă) ai unui atom pot fi deplasa!i prin aport de ener"ie (în acest caz ener"ie termicăde la flacără) pe straturi ene"etice mai îndepărtate de nucleul atomului, neocupate deal!i electroni, unde ei se vor "ăsi într-o aşa zisă stare excitată. Aceşti electroni posedă oener"ie poten!ială ridicată, iar la fluctua!ii ale aportului de ener"ie termică, sau la

încetarea acestuia, ei revin pe stratul electronic de unde au plecat şi emit ener"iaexcedentară sub forma unui foton de o anumită lun"ime de undă (o anumită culoare).evenirea pe nivelul ener"etic de bază se poate face şi în trepte. 'a parcur"ereafiecărei trepte de la un nivel ener"etic superior către un nivel ener"etic inferior seemite radia!ie luminoasă de o anumită culoare. &ner"ia luminoasă emisă depinde dediferen!a nivelului ener"etic ΔE . Această diferen!ă caracterizează fiecare element.

&ner"ia fotonilor determină lun"imea de undă λ şi prin aceasta culoarea emisă de cătreelement sau ion

f h

λ

c h ΔE ⋅=⋅=

(.*+)

unde c - viteza luminii

h - constanta lui Plan

Atunci cînd un anumit element prezintă o colorare a flăcării şi maoritatea ionilor lui dincombina!i chimice prezintă de re"ulă aceeaşi colora!ie a flăcării. &xistă şi excep!ii, aşade exemplu sulfatul de bariu prezintă o culoare verde a flăcării pe cînd fosfatul de bariunu prezintă colorare a flăcării. ulte elemente emit la temperaturi ridicate linii spectralevizibile. /ehnica de lucru este relativ simplă 0îrful unei sîrme de platină este introdus

1


2/36

pe rînd în apă distilată, în sarea unui cation şi pe urmă în flacăra unui bec 1unsen cu"az. n fi"ura .23 sînt prezentate cîteva colora!ii specifice ale flăcării pentru elementeşi ioni.

Antimoniu Arsen Plumb Bor Calciu Potasiu

Alte coloraţii specifice

Bariu! "erde palid

Cadmiu ! ro#u

Cesiu ! albastru

$ubidiu ! ro#u

profund

%triu & ro#uCupru 'itiu Sodiu Stronţiu

2


3/36

i.II.*+. colora!ii specifice ale flăcării pentru diferite elemente

4 serie de elemente chimice poartă denumirea după culoarea flăcării astfel cesiulprezintă o culoare albastră, (în latină cesium 5 albastru), rubidiul prezintă o culoareroşie a flăcării (în latină rubidium 5 roşu). 6nele colora!ii ale flăcării sînt cu adevăratfeerice, astfel clorura de cupru prezinta o culoare albastru azur minunată. n fi"ura..27sint prezentate culorile flăcării alături de spectrele de linii ale emisiei în flacără pentruciteva elemente chimice cu eviden!ierea culorii, nuan!elor şi tonurilor reprezentative aleliniei (liniilor) de identificare

Culoare

reprezentati"ă ,uanţe #i tonuri Element c-imic

$o#u P portocaliu Ca

Spectrul flăcării de

Calciu

alben intens ,a

Spectrul flăcării

de ,atriu

/erde albăstrui P

Spectrul flăcării de osfor

/erde albăstrui 0n

Spectrul flăcării de 0inc

/erde palid Pb

3

http://webmineral.com/chem/Chem-Ca.shtmlhttp://webmineral.com/chem/Chem-P.shtmlhttp://webmineral.com/chem/Chem-Zn.shtmlhttp://webmineral.com/chem/Chem-Pb.shtmlhttp://webmineral.com/chem/Chem-Na.shtmlhttp://webmineral.com/chem/Chem-P.shtmlhttp://webmineral.com/chem/Chem-Zn.shtmlhttp://webmineral.com/chem/Chem-Pb.shtmlhttp://webmineral.com/chem/Chem-Ca.shtml


4/36

Spectrul flăcării de Plumb

/iolet palid 1

Spectrul flăcării de Potasiu

i.II.*. 8pectrele de emisie in flacăra a cîtorva elemente elemente chimice

%u autorul flacării este posibilă o analiza calitativă şi a metalelor "rele. 9n acestsens se foloseşte aşa numita perlă de borax (:a*1;43) sau perla de sare de fosfor (:a:


5/36

n*@ violet fără culoare

%o*@ albastru albastru

:i*@ "alben -roşu aro

%r 2@ verde smarald verde smarald

Pentru unele elemente, (cele uşor excitabilepartea de început a sistemuluiperiodic) temperatura flacării unui arzător cu "aze este suficientă pentru a produceemisia specifică, motiv pentru care acest tip de analiză se face de obicei cu un bec detip 1unsen. Pentru elemente mai "reu excitabile sînt necesare surse ener"etice maiputernice decît flacăra de "az precum arcul electric, plasma, laserul, aparatura deanaliză fiind în aceste cazuri mai complexă. 4dată cu dezvoltarea analizeiinstrumentale, tehnicile de analiză ale radia!iei luminoase specifice emisă de elemente şiioni au trecut de la analiza vizuală cu ochiul şi creierul, la analiză spectroscopică. %uautorul spectroscopiei se pot localiza mult mai bine pozi!iile radia!iilor emise pe scaralun"imilor de undă şi prin aceasta identificarea calitativă precisă a elementelor. =easemenea, prin măsurători fotometrice efectuate pe anumite se"mente specifice alespectrului (linii sau benzi) se poate determina concentra!ia elementului sau ionului dinintensitatea emisiei luminoase. Prin intermediul senzorilor optoelectronici specifici,spectroscopia permite explorarea domeniului ultraviolet (60) şi a domeniului infraroşu(), domenii de lun"imi de undă inaccesibile ochiului omenesc.

II.2.2.7. Spectroscopia de emisie atomică 5n flacăra (8ES)

8pre deosebire de spectroscopia de absorb!ie atomică unde elementul analizattrebuie să se "ăsească numai în stare atomizată, la spectroscopia de emisie atomicăelementul analizat trebuie să fie adus în prima fază în stare atomizată, iar în faza adoua în stare excitată (ionizată). ?olosirea acestei metode spectrale la analiza calitativăare la bază le"ătura ce există între natura elementului chimic i prezen!a liniilor saleșcaracteristice în spectrul de linii ale substan!ei de analizat. n domeniul analizeicantitative, metoda are la bază dependen!a le"ică ce există intre intensitatea liniilor spectrale specifice unui anumit element şi concentra!ia acelui element în proba deanalizat. ?lacăra este o sursă de excitare relativ slabă motiv pentru care poate asi"ura

5


6/36

pentru un număr relativ mic de elemente chimice ( în special cele alcalino-pămîntoase)un aport de ener"ie suficient de mare pentru a realiza atît atomizarea cît şi excitareaatomilor. =in motivele prezentate mai sus în locul spectroscopiei dispersive calitativepe un spectru lar" de lun"imi de undă cu folosirea de monocromatoarelor de scanare,la ora actuală se practică în special analiza cantitativă nedispersivă fotometrică

utilizîndu-se filtre de culoare specifice pentru fiecare element analizat. 9n felul acestapre!ul aparatelor scade mult fără a afecta detectabilitatea şi precizia. 8pectroscopia deemisie atomică cu flacără cu filtre are extinderea cea mai mare la determinareaelementelor :a, B, 'i, %a., mai ales din lichide şi !esuturi biolo"ice. 9n fi"ura .2> esteprezentată schema bloc pentru un spectrofotometru dispersiv de emisie atomică cuflacără

i. II.*4. 8cheme bloc pentru spectrofotometre de emisie atomică cu flacără i filtreș

8pectroscopia de emisie atomică în flacără (?4&8) este o tehnică de spectroscopie încare ener"ia termică eliberată în procesul de combustie este folosită pentru atomizareaşi excitarea probei distribuită în flacără sub formă de aerosol. &xcita!ia este în principalde tip termic, atomii şi moleculele trec în stare excitată prin coliziune cu moleculele de"az ale flăcării. 4 parte din atomii excita!i (C) pierd ener"ia de excitare (&) prin

coliziune, o altă parte se reîntoarce la starea fundamentală () prin cedarea ener"iei deexcitare prin emiterea unui foton de frecven!ă dată ( )

M * = M+ hν (.*D)

&ner"ia de excitare şi lun"imea de undă a luminii emise este caracteristică naturiiatomilor şi moleculelor fiind folosită pentru analiza calitativă în scopul identificăriielementelor chimice dintr-o probă supusă analizei. ntensitatea luminii emise de linia deemisie spontană poate fi scrisă ca fiind

I em = Aij hν ij N

KT

E

j j

eg

g −⋅

+ ( .**)

unde- Ai - este probabilitatea tranzi!iei- h - constanta lui Planc

6


7/36

- ijν

- frecven!a liniei- : - numărul total de atomi în zona de observa!ie a flăcării care este în

corela!ie directă cu concentra!ia solu!iei- "+ şi "i - "reută!ile statistice ale stării fundamentale şi excitate

- B - constantă- /- temperatura flăcăriintensitatea de emisie atomică este dependentă de temperatură. 9n condi!iile în care prinmăsuri tehnice (constan!a debitelor de "aze şi de substan!ă de analizat) se asi"urăconstan!a temperaturii şi a celorlal!i parametri din ecua!ia (.**) cu excep!ia lui (:),aceasta devine

I em = K e . N = K e. K F .C S (.*2)

unde

- Be - constanta procesului de excitare - B? - constanta procesului de introducere în flacără şi de atomizare a probeicare este sub formă de solu!ie .

- %s - concentra!ia solu!iei

%înd se utilizează concentra!ii scăzute ale atomilor (autoabsorb!ia este ne"liată),intensitatea de emisie este propor!ională cu concentra!ia probei. 'a concentra!ii ridicateale probei, autoabsorb!ia este pronun!ată şi are influen!ă însemnată asupra curbei decalibrare.

II.2.2.7.7. Spectrometre #i fotometre

%onstruc!ia spectrometrelor de emisie atomică în flacără este asemănătoare cucea a spectrometrelor de absorb!ie atomică în flacără. =eosebirea esen!ială constă înfaptul că cele de emisie atomică nu necesită surse de radia!ie auxiliare, specifice fiecăruielement, sursa de radia!ie pentru aceste aparate fiind chiar flacăra de atomizare şiexcitare. 'a ora actuală, sînt utilizate la scară mai mare spectrofotometrele nedispersivede emisie atomică cu flacără folosind filtre, realizindu-se cu un set de filtre identificareaunui număr satisfacător de specii chimice precum i determinarea concentra ieiș ț

acestora. Analiza nedispersivă se utilizează în mod obişnuit pentru elemente (:a, B,'i,%a). =acă se apelează la flacără de temperatură ridicată (acetilenă- oxizi de azot)este posibilă extinderea domeniului emisiei în flacără pentru analiza unui număr maimare de elemente decît la flacăra obişnuită. 8chema prezentată în fi"ura .;+ estereprezentativă pentru spectrofotometre multielement nedispersiv pentru determinareasimultană a potasiului, litiului şi sodiului. 8olu!ia de analizat este pulverizată sub formăde aerosol prin intermediul unui pulverizator în flacăra oxiacetilenică simplă (sau in

7


8/36

flacără cu oxizi de azot). %u autorul unui filtru, specific unui anumit element chimic,este

i.II.9:. 8chema de principiu a unui spectrometru de emisie atomică cu flacără. D-pulverizator,*-flacără de excitare, 2-filtru optic, ;-lentilă colimatoare, E-detector, F-unitate electronică

lăsată să treacă numai radia!ia monocromatică corespunzătoare elementului cercetat. 9ncontinuare, radia!ia monocromatică cade pe un "rup de lentile codensatoare, iar dupătraversarea lor radia!ia monocromatică paralelă cade pe suprafa!a unei fotoceluleinte"ratoare, al cărei fotocurent este propor!ional cu concentra!ia elementului analizatdin probă. &ste evident că şi la aceste spectrofotometre este nevoie de calibrare carese execută cu solu!ii etalon de concentra!ii cunoscute, iar curba de etalonare seintroduce în memorie. 'a aparatele moderne este afişată direct concentra!ia probeianalizate. mpunerea tot mai pronun ată pe pia ă a sistemelor dispersive cu determinareț ț

concomitentă multielement, cu detectoare şir de fotodiode, deschide o perspectivădeosebit de economică pentru construc!ia spectroscoapelor de emisie atomică cuflacără.

II.2.2.7.2. Comparaţie 5ntre spectroscopia de emisie atomică #ispectroscopia de absorbţie atomică

n tabelul .D+ este prezentată o compara!ie după diferite criterii întrespectroscopia de emisie atomică şi spectroscopia de absorb!ie atomică

3ab. II.7:. %ompara!ie între spectroscopia de emisie atomică şi spectroscopia de absorb!ieatomică

8


9/36

Criteriul de

comparaţie

spectroscopia atomică de emisie cu

flacără (8ES)

spectroscopia atomică de absorbţie

cu flacără (AAS)

Aparate

Are avantaul că flacăra cu substan!aatomizată constituie totodată şi sursade radia!ie în schimb monocromatorultrebuie să aibă rezolu!ie foarte mare

Are dezavantaul că necesită pentrufiecare element o altă lampă cilindricăcu catod "ol în schimbmonocromatorul nu trebuie să aibă

rezolu!ie foarte mare deorace lampaprezintă o selectivitate ridicată aspectrului

%unoştin!e despecialitate alepersonalului dedeservire

ai ridicate fa!ă de AA8 datorităsitua!iilor critice la ale"erea şi re"larealun"imii de undă şi a raportului între"azul combustibil şi "azul oxidant

ai scăzute fa!ă de ?4&8 datorităsimplită!ii aparatului şi a situa!iilornecritice de re"lare

%orec!ia fondului

%orec!ia fondului datorită benzilorspectrale cu ori"ine în componenteor"anice ale probelor se face mai uşorşi mai exact decît la AA8

%orec!ia fondului datorită benzilorspectrale cu ori"ine în componenteor"anice ale probelor se face mai "reuşi cu precizie mai scăzută fa!ă de?4&8

eproductibilitate şiprecizie

'a personal cu acelaşi nivel despecializare, abaterea relativă adeterminărilor este aproximativ e"alăcu G +,E-DH. 'a o specializare maislabă a personalului ?4&8 este înavanta

'a personal cu acelaşi nivel despecializare, abaterea relativă adeterminărilor este aproximativ e"alăcu G +,E-DH. 'a o specializare maislabă a personalului AA8 este îndezavanta

Perturba!ii

'a ambele metode apar perturba!iichimice asemănătoare. Aparinterferen!e ale liniilor spectrale cuinfluen!e asupra măsurătorilor.nterferen!ele pot fi însă recunoscuteuşor şi eliminate. nfluen!e prin benzi

moleculare ale matricii se elimină laambele metode prin corec!ia de fond

'a ambele metode apar perturba!iichimice asemănătoare. Aparinterferen!e ale liniilor spectrale,acestea nu au însă o influen!ă aşa demare asupra măsurătorilor ca la?4&8. nfluen!e prin benzi moleculare

ale matricii se elimină la ambelemetode prin corec!ia de fond

'imite de detectare'imitele de detectabilitate comparativeprezentate în tabelul l.DD.

'imitele de detectabilitate comparativeprezentate în tabelul l.DD.

3ab.II.77. 'imitele de detectabilitate la spectroscopia de emisie atomică şi spectroscopia deabsorb!ie atomică pentru diferite elemente chimice IDJ.

'imita de detectabilitate mai

scăzută la spectroscopia

atomică de emisie cu flacără

(8ES)

'imite de detectabilitate

apro6imati" eale

'imita de detectabilitate mai

scăzută la spectroscopia

atomică de absorbţie cu

flacără (AAS)

Al, 1a, %a,&u,Ka,


10/36

.*.*.*. 8pectroscopia de emisie atomică cu plasmă

Plasma termică este un "az ionizat, de temperatură inaltă ce poate aun"e la

D++++B, care pe lîn"ă atomi con!ine electroni şi ioni. ?olosirea plasmei ca sursă deener"ie în spectroscopia de emisie atomică prezintă o serie de avantae. &misia estefunc!ie exponen!ială de temperatura absolută, de aceea folosirea plasmei detemperatură înaltă are ca efect scăderea limitei de detec!ie pentru multe elementecomparativ cu flacăra chimică. ai mult decît atît, un număr de elemente, care nu pot fideterminate prin alte tehnici de spectroscopie atomică, se pot determina prin emisie cuplasmă. Printre elementele ce se pot analiza în plasmă se numără metaloide, arsenic,bor, seleniu. 8pre deosebire de flacăra chimică de combustie, reac!iile chimice cu "azulnobil în plasmă sînt practic inexistente. ai mult decît atît, temperaturile foarte înalte aleplasmei nu permit formarea de le"ături chimice între speciile analizate. %a rezultat,

tipurile de reac!ii chimice şi interac!iuni comune multor surse de flacără atomică sînt într-adevăr absente din plasmele cuplate inductiv.

=omeniul principal de aplicare a spectroscopiei de emisie atomică cu plasmăeste analiza urmelor şi analiza apei. =e asemenea, metoda este adecvată şi pentruanaliza probelor cu radioactivitate ridicată deoarece în partea de analiză optică nu intrăradioactivitate, iar "azele din plasmă sînt absorbite D++H. 8e poate spune că mareleavanta al spectroscopiei cu plasmă este acela că datorită temperaturii mari a plasmeieste cea mai performantă metodă de analiză spectroscopică multielement cuposibilitatea analizei concomitente a peste 3+ elemente dintr-o probă, de asemenea încazul analizei urmelor metoda prezintă limitele de detec!ie oase.

.*.*.*.D. 8pectroscopia de emisie atomică cu plasmă cuplatăinductiv (%P- 4&8)

8pectroscopia de emisie atomică cu plasmă cuplată inductiv, cunoscută în modobişnuit prescurtat ca %P-4&8 (InductivelN Coupled Plasma 8ptical EmissionSpectrometrN, foloseşte pentru excitare în vederea producerii emisiei optice aelementelor analizate plasmă fierbinte de ar"on. =atorită ener"iei sale de ionizare mari(DE,3Fe0), fa!ă de ener"ia de ionizare a elementelor ce se analizează, a caracteruluichimic inert, a lipsei benzilor spectrale, în cazul spectroscopiei de emisie atomică cuplasmă cuplată inductiv este folosit ca "az plasma"en ar"onul. 8peciile conducătoaresînt in acest caz ionii de ar"on i electronii corespunzători la care se adau"ă cationiișelementelor chimice din proba analizată. n fi"ura .;D este prezentată schema de

10


11/36

.

i.II.97. 8chema de principiu a unui spectrometru %P-4&8 clasic. D-flacără de plasmă, *- "enerator electronic de inaltă frecven ă, 2-bobină electrică, ;-"eneratorul de plasmă cuplată inductiv, E-spectrometruțoptic cu detector fotomultiplicator, F-unitate de calcul, 3-butelie de ar"on pur, 7-"eneratorul de aerosol, >-pompă peristaltică, D+-vas cu solu ia de analizat, DD-vas cu refluxț

principiu a unui spectrometru %P- 4&8 clasic. &lementele cele mai importante ale unuispectroscop de emisie atomică cu plasmă cuplată inductiv sînt "eneratorul electronic 2 de înaltă frecven!ă, "eneratorul 4 de plasmă, "eneratorul 8 de aerosol, spectrometruloptic 5 , unitatea 6 de calcul. 9n ce priveşte locul de aplicare a radia!iilor

electroma"netice de înaltă frecven!ă acestea se pot aplica axial sau radial (din lateral)fa!ă de axa "eneratorului de plasmă.

II.2.2.2.7.7. eneratorul de 5naltă frec"en ă.ț

11


12/36

Analiza spectroscopică de emisie atomică cu plasmă datează de la începuturile secolului trecut cînd se utiliza in exlusivitate plasmă de ar"on ob inută înțcurent continuu. 'a aceste "eneratoare se ob ine un arc electric de mare intensitateț

între doi electrozi de "rafit în mediu de ar"on. /emperatura plasmei rezultate estecrescută prin trecerea sub presiunea ar"onului a plasmei rezultate din arc printr-unorificiu in"ust de platină. =in cauza limitei de detectie mai slabe, la ora actuală, s-arenun at aproape în totalitate la acest tip de "enerare de plasmă fiind folosită numaițplasmă ob inută în cîmp de înaltă frecven ă care pe lîn"ă o limită de detec ie mai înaltăț ț țasi"ură i o stabilitate mare a plasmei in timp. Keneratoarele de înaltă frecven ă sîntș țunită i electronice cu tiristoare care alimentează bobina "eneratorului de plasmă cuțfrecven!a de *3


13/36

8e ob in avantae nete, în ce prive te limita de detec ie, dacă în locul unor ț ș țparticule lichide fine sub formă de aerosoli în plasmă se introduc direct vapori aisubstan ei de analizat. &fectele pozitive se datorează în acest caz faptului că aportul deț

atomi de analizat in etul de plasmă este mai mare precum i faptului că temperaturașplasmei nu este afectată prin absorb ia de către probă a temperaturii de vaporizarețdeoarece aportul termic pentru vaporizare se realizează din altă sursă ener"etică. 'aora actuală, sînt folosite diferite surse pentru ob inerea de vapori, precumț

eneratoare de "apori cu folosirea de Cuptoare electrotermice de rafit.%uptoarele cu "rafit, fi"ura .;*. sînt incinte închise, inundate cu o u oarășsuprapresiune de ar"on pur, în care se "ăse te montat a a numitul cuptor de "rafit. nș șcuptorul de "rafit o cantitate mică de probă, de ordinul cîtorva ml, este evaporată peo tiă cilindrică de "rafit, ce are în centru un loca pentru probă, încălzită prin efectș

electrorezistiv prin două inele metalice fixate la capetele tiei de "rafit i alimentateșelectric de înfă urarea secundară a unui transformator electric reducător de tensiune.ș

13


14/36

i.II.92. 8chema de principiu a unui spectrometru %P-4&8 echipat cu cuptor de "rafit a) sau cu"enerator de hidruri b), D-flacără de plasmă, *- "enerator electronic de inaltă frecven ă, 2-bobină electrică,ț;-"eneratorul de plasmă cuplată inductiv, E-spectrometru optic cu detector fotomultiplicator, F-calculator, 3-butelie de ar"on pur, 7,DD-probă de analizat, >-bară de "rafit, D+,D*-incinte etan e, /r-transformator electricșscăzător de tensiune

eneratoare de "apori cu folosirea de 'asere de abla ieț . 'asere cu

densitate ener"etică ridicată fi"ura .;2. sînt miloace tehnice excelente princare se pot ob ine vapori atomici din probe solide supuse analizei. 'aserele dețabla ie sînt surse termice cu puteri de ordinul sutelor de mL în domeniulțspectral de lucru situat în 60 sau

14


15/36

i.II.9*. 8chema de principiu a unui spectrometru %P- 4&8 echipat cu laser de abla ie.D-flacără dețplasmă, *- "enerator electronic de inaltă frecven ă, 2-bobină electrică, ;-"eneratorul de plasmă cuplatăținductiv, E-spectrometru optic cu detector fotomultiplicator, F-calculator, 3-butelie de ar"on pur, 7-probasolidă de analizat, >-cameră etan ă de vapori, D+-'aser :dMAK *FFnm, DD cameră video, D*-o"lindășsemitransparentă, D2-optică de focalizare, D;- masă de deplasare în coordonate x-N

. 'aserele 1 de abla ie evaporă punctiform suprafa a unor probeț ț 8 solide plasate peo masă 14 de deplasarea automată în coordonate -M a probei. n felul acesta poate fievaporată o suprafa ă prestabilită prin pro"ram.ț %amera de evaporare este etan ă iș ș

inundată cu ar"on la oasă presiune, fluxul laminar de cur"ere realizat de ar"ontrimi înd vaporii atomici în etul de plasmă a spectrometrului.ț

eneratoare de -idruri. &lementele chimice precum arsen, antimoniu, staniu,seleniu, bismut i plumb dau hidruri volatile ceea ce permite introducerea acestor șelemente direct sub formă "azoasă in plasmă.


16/36

pe traiectorii circulare în interiorul acesteia crescînd prin ciocniri cu atomii întîlni ițtemperatura plasmei. %re terea de temperatură este atît de mare încît este necesarășizolarea termică a cilindrului exterior de cuar prin răcirea cu un flux de ar"on trimisțtan"en ial prin intersti iul dintre primul i cel de-al doilea cilindru de cuar . Prinț ț ș țcomprimarea

i.II.99. 8chema de principiu a "eneratorului de plasma cuplată inductiv utilizat pentru spectroscopia de emisie atomică.

etului de plasmă la un diametru mai mic, fluxul tan"en ial de ar"on contribuie i laț șcre terea temperaturii in plasmă cu efect pozitiv asupra limitei de detec ie. Aerosolul ceș țcon!ine proba de analizat este condus prin tubul central de cuar unindu-se cu celelaltețdouă fluxuri de plasmă în interiorul bobinei fără a influen!a stabilitatea şi echilibrulacesteia. 9n etul de ar"on din tubul central de cuar pot fi introdu i i vapori ai probei deț ș șanalizat ob inu!i prin evaporare electrotermică într-un cuptor de "rafit, ob inu i prinț ț țevaporare într-un arc electric de înaltă tensiune (cca DF-D70) sau ob inu i prin abla iaț ț țunui strat superficial a unei probe solide cu autorul unui laser in infraro u. =eșasemenea, în fluxul de plasmă pot fi introdu i vapori de hidruri ai unor cationi care daușhidruri volatile. %onsumul de ar"on de înaltă puritate este destul de ridicat la unspectrometru %P ceea ce ridică sensibil costurile de analiză.

16


17/36

II.2.2.2.7.9. ;nitatea de analiză spectrală

?lacăra de plasmă constituie sursa spectrală care este analizată laspectrometrele %P-4&8 cu un spectrometru dispersiv performant cu re ea dețdifrac ie &chelle avînd ca detector un fotomultiplicator sensibilț

i. II.9


18/36

direct in plasma spectrometrului. Probele "azoase (probe de aer) sunt analizate dupăbarbotare sau absorb!ie pe un filtru şi di"estie. evenind la probele lichide, un rolimportant il au acizii de mineralizare folosi i. 6rmele diferitelor elemente chimicețexistente în acestea sub formă de impurită i pot depăsi i chiar depăse c adeseaț ș școncentra iile elementelor respective din proba urmărită ceea ce duce la erori "rave.ț

=in acest motiv se lucrează cu acizi de mineralizare de ultra înaltă puritate al căror pre este mare (cca D+++ 68=Qlitru) acesta fiind unul din motivele pre ului de costț țridicat al analizelor pe spectrometrele cu plasmă cuplată inductiv. %elălalt elementcare contribuie la un pre ridicat al analizelor este cel al ar"onului tot de inaltă puritateț(din acelea i motive )ș

II.2.2.9. Sol"en i oranici i rolul lor ț ș

ncă de la începuturile utilizării spectrometriei de absorb ie atomică i de emisieț șatomică s-a observat efectul favorabil al solven ilor or"anici cu mase moleculare miciț

precum alcooli, esteri i cetone IDJ. Prin tensiunea lor superficială mică i prin efectulș șprodus de evaporarea lor rapidă solven ii or"anici contribuie la formarea unor aerosolițde dimensiuni foarte mici. Acest lucru permite introducerea unei cantită i mai mari dețprobă în plasma termică, cu efect favorabil asupra limitei de detec ie.ț

II.2.2.


19/36

nterferen!ele spectrale iau naştere ca urmare a apari!iei liniilor de emisie aelementelor străine şi a moleculelor din matricea probei. Astfel de perturba!ii sînt- suprapunerea directă de linii- radia!ie continuă a matricei

- emisii cauzate de benzi moleculare ca -4S)ș

?olosirea unui spectrometru de masă în sistemul de detec ie a spectrometrelor țcu plasmă cuplată inductiv măre te limita de detec ie cu D-* ordine de mărime i dăș ț șposibilitatea analizei simultane aproape a tuturor elementelor chimice din sistemul

19


20/36


21/36

ICP sursa de

ionizare

Ion sampling

sample s!immer "ones

#o"usarea ionilor

$il%ru de mas&

'uadrupol

(sau magne%i" se"%or)

de%e"%or

i.II.9+. 8chema de principiu a unui spectrometru %P-8

care permite evaporarea locală a probelor solide, vaporii atomici fiind introdu iș prinintermediul unui furtun din cauciuc siliconic direct în plasma spectrometrului. Probele"azoase (probe de aer) sunt analizate după barbotare sau absorb!ie pe un filtru şidi"estie

21


22/36

i II.9. 8pectrometru %P-8 A"ilent 3E++ echipat cu 'aser, aparat din dotarea

laboratorului de Analitică instrumentală a ?acultă ii de n"inerie Alimentară 8uceavaț

n tabelul .D* este redată sintetic o comparatie între posibilită ilețspectrometriei de absorb ie cu cuptor de "rafit (ț K?-AA8), a spectrometriei de emisie cuplasmă cuplată inductiv i analiză optică (%P - 4&8) i aș ș

3ab.II.72. 8tudiu comparativ privind %P-8, %P- 4&8, K?-AA8, ?-AA8

Criteriu !AAS ICP

!8ES

ICP!>S

'imită de detec ieț ppt ppb ppb-ppt

22


23/36


24/36

4&8, plus măsurători de izotopi şi monitorizare- metode simple de prelucrare a probelor - posibilitatea de analiză a probelor solide prin

evaporare cu 'aser

II.2.2.2.*. Spectroscopia de emisie atomică cu plasmă de microunde

(>P3!AES)

Acest procedeu este folosit în special în analiza urmelor pentru analiza elementalămai pu in preten!ioasă. Avantaul principal constă în simplitatea constructivă, dețasemenea, consumul de "az este sensibil mai mic decît la spectroscopia de emisie cuplasmă cuplată inductiv, cu efecte deosebit de favorabile în ce prive te pre ul de cost aș țanalizelor.

II.2.2.*. Spectroscopia de emisie atomică descărcare

electrică cu sc5nteie sau cu arc

'a acest tip de spectroscopie atomică de emisie excitarea atomilor se realizează pecale termică prin scînteie sau printr-un arc electric, realizate între proba de analizat şiun electrod de re"ulă din "rafit de înaltă puritate (cărbune spectral), deoarece carbonulnu are linii spectrale in domeniul 60-08. Procedeul se aplică în special pentru analizametalelor şi aliaelor solide deoarece este necesară realizarea unui circuit electric în

care proba de analizat reprezintă unul din cei doi electrozi. Prin adaptări nu preacomplicate este posibilă însă şi analiza elementelor neconducătoare electric în stare depulberi sau chiar de solu!ii. Pe lîn"ă spectre sub formă de linii mai pot fi ob!inute şi altedouă tipuri de spectre, astfel- spectre continue-lipsite de linii spectrale bine definite. Asemenea spectre rezultă de la

solide incandescente (metale sau aliae înroşite)- spectre tip bandă-formate dintr-o serie de linii care devin pro"resiv mai închise pînă

cînd atin" o înne"rire difuză denumită cap de bandă. 8pectrele de tip bandă sînt înmod obişnuit emise de molecule sau fra"mente de molecule.

II.2.2.*.7. Analiza calitati"ă

8pectroscopia de emisie cu descărcare electrică este o tehnică de analizăcalitativă excelentă pentru multe elemente. %a urmare a unui aport de ener"ie atomiielementelor excitate trec în stare ener"etică superioară. Atunci cînd electronii revin penivelurile ener"etice de ori"ine emit cuante de lumină (fotoni) cu lun"imi de undă

24


25/36

caracteristice elementului analizat care formează liniile spectrale bine definite. =eoareceatomii unui element sînt excita!i simultan la diverse stări ener"etice spectrul probeicercetate se compune din linii numeroase. 8pectrele elementelor din aceleaşi "rupe alesistemului periodic prezintă o serie de analo"ii, ceea ce se datoreşte asemănării dintrestructurile învelişurilor electronice ale atomilor. 8pectrele cele mai complexe sînt emise

de elementele cuprinse în sub"rupele ;-3 ale sistemului periodic precum şi de metaleledin "rupa fierului, a platinei, din "rupa pămînturilor rare şi actinidelor. Aşa cum s-amen!ionat dea, cînd unui atom i se aduce aport de ener"ie electronii trec pe straturi deener"ie superioare. %eea ce se formează este o stare ionică a atomului. Această stareionică excitată în continuare emite un spectru cu totul deosebit de spectrul atomuluineionizat, în schimb acest spectru este asemănător cu spectrul atomului cu numărul deordine mai mic. 8pre deosebire de analiza chimică în care "radul de ionizare se indicăprin numere exponen!iale, ex :a@, %a@, în analiza spectrală nivelul de ionizare se indicăprin cifre romane ex. ?e , ?e . 'inia spectrală corespunzătoare tranzi!iei unui electronde pe nivelul cel mai scăzut de excitare pe cel fundamental poartă denumirea de !i"ie

#e $e%&"'"() !i"ie !,im)). ntrucît pentru excitarea ei este nevoie de o ener"ie minimă,ea are intensitate maximă şi dispare ultima din spectru la micşorarea concentra!ieielementului respectiv din proba analizată. %ele mai multe elemente emit în domeniulvizibil sînt insă şi elemente care emit în domeniul ultraviolet (beriliu, bor, carbon). 'aanaliza spectroscopică calitativă s-a încetă!enit folosirea spectrului fierului ca spectru dereferin!ă datorită bo"ă!iei sale de linii spectrale. 9n fi"ura.;>. este redat un se"ment dinspectrul fierului,

i.II.94. 8pectrul fierului (se"ment) cuprins între lun"imile de undă *;+ nm şi *E+ nmsituate in domeniul vizibil.(catalo"ul spectral al spectroscopului PK8-*, Oeiss-Tena)

situat in domeniul vizibil, cuprins între lun"imea de undă de *;+ nm şi *E+ nm. Analiza calitativă constă în indentificarea liniilor spectrale caracteristice care

definesc un anumit element. Asemenea linii caracteristice sînt liniile spectrale ultime,

25


26/36

notate cu (6D), (6*), (62), U.(6: ), cînd sînt ob!inute în arc şi (0D), (0*), (02), ..(0n ) atuncicînd liniile sînt ob!inute în scînteie. 'iniile ultime sînt linii care dispar ultimele la scădereaconcentra!iei sau care apar primele la cele mai mici concentra!ii şi se "ăsesc încataloa"e spectrale sub formă tabelară. 8in"ura dificultate care apare constă în faptul căbo"ă!ia de linii spectrale ale unor elemente inclusiv a liniilor caracteristice ultime este

foarte mare. 8ă presupunem de exemplu că, în spectrul probei cercetate apare clar liniacu lun"imea de undă de cca ;+F+ V în domeniul vizibil. Această linie poate fi linia ultimăa următoarelor elemente plumb- ;+E3,7, niobium- ;+E7,>, praseodium- ;+F*,7, fier;+F2,F. =acă se presupune de exemplu, că această linie corespunde plumbului, atuncitrebuie să se re"ăsească şi celelalte linii caracteristice ale plumbului. =acă se confirmă

prezen!a acestora (λ 5 2F72,E, λ5*722,D, λ5 *722,D etc), precum şi concordan!a cu

intensitatea relativă a acestora cu cea din tabele, atunci proba con!ine plumb.odalitatea de identificare a liniilor caracteristice depinde de mul!i factori precum naturaprobei, concentra!ia diferitelor elemente din probă, condi!iile de excitare, experien!a celuicare face analiza ş.a. Această analiză se poate face cu ochiul liber, cu microscoape de

compara!ie sau cu spectroproiectoare. &xcluzînd examinarea cu ochiul liber specificădeterminărilor curente asupra unui sin"ur alia (cum este de exemplu o!elul de rulmen!i)efectuată de specialişti cu mare experien!ă, modalitatea de lucru cea mai uzuală estecea a folosirii unui spectroproiector special şi a atlaselor spectro"rafice. Acestea sîntrealizate de către uzina producătoare a spectroscopului pe acelaşi aparat şi furnizate lalivrarea lui. 8pectrul de pe placa foto"rafică este proiectat exact deasupra spectrului dinatlas. &ste suficient să se compare vizual cele două spectre pentru a constata ceelement existent în spectrul etalon se re"ăseşte în spectrul analizat.Pentru analiza metalelor şi aliaelor se pot folosi umătoarele tipuri i combina ii deș țelectrozi

- doi electrozi metalici ascu!i!i la capăt,- un electrod metalic şi un electrod din "rafit spectral pur,- o piesă metalică şi un electrod de "rafit.

Pentru analiza pulberilor şi a solu!iilor se folosesc electrozi cilindrici speciali din "rafit.&lectrodul superior poate fi sub formă cilindrică, ascu!it la capăt, sau sub formă de discascu!it. &lectrodul inferior este cilindric drept şi are în partea superioară un crater conic

în care se introduce pulberea pentru analizat. Atunci cînd pulberea de analizat nuconduce curentul electric ea se amestecă bine cu pulbere de "rafit spectroscopic şi peurmă se introduce în cavitatea electrodului inferior. 9n felul acesta se realizează oconductivitate destul de bună a probei. 9n fi"ura .E+ sînt reprezentate diferite cupluri de

electrod.

26


27/36

i.II.


28/36

priveşte constanta de emisie a sursei. Acesta este şi motivul pentru care analizacantitativă, la spectroscopia de emisie cu arc sau scînteie, nu se plasează pe aceeaşipozi!ie cu cea calitativă. Pentru determinarea intensită!ii unei linii spectrale de pe o placăfoto"rafică se foloseşte un fotometru special numit densitometru. Pentru determinareacantitativă este nevoie de o evaluare cu cel pu!in trei probe care sînt apropiate cu

concentra!iile probei de analizat şi ale căror concentra!ii să scadă în trepte. Pentrudeterminări cantitative sînt folosite două procedee

* prin comparare* procedeul liniilor ultime.

Procedeul prin comparare constă în foto"rafierea mai multor spectre a unor probeetalon cu concentra!ii cunoscute şi identificarea concentra!iei probei pe baza apropieriicelei mai mari dintre intensitatea unei linii caracteristice şi intensitatea unei linii spectralede aceeaşi lun"ime de undă din probele etalon de concentra!ii bine cunoscute. 9n cadrulprocedeelor comparate, me,' !i"ii!&$ &m&!&'ge ocupă locul cel mai important. Această

metodă se bazează pe compararea înne"ririi a două linii spectrale numite perechi de liniiomoloa"e. =intre cele două linii una este din spectrul componentului cercetat, iar cealaltă apar!ine spectrului unui element ce apare întotdeauna în cantitate constantă.

Ale"erea perechilor de linii omoloa"e trebuie să respecte condi!ia ca raportul dintreintensită!ile liniilor să fie independente de varia!iile condi!iilor de excitare. Pentru oanumită concentra!ie bine determinată, intensitatea ambelor linii este e"ală.=eterminarea acestei concentra!ii se poate face destul de exact indiferent decaracteristicile plăcii foto"rafice. 9nainte de efectuarea analizei spectroscopice prinaceastă metodă trebuie identificată măsura în care liniile sînt omoloa"e, adicăverificarea condi!iei ca raportul intensită!ilor lor să nu se modifice cu modificarea

condi!iilor de excitare. 'a ora actuală, se "ăsesc tabelate în lucrări de specialitate multeperechi de linii omoloa"e stabilite pe baze empirice. Me,' 0,'"#'$#!i i",e$" se aplicăpentru domeniile în care nu se pot stabili perechi de linii omoloa"e. Pentru aplicareaacestei metode trebuie cunoscute caracteristicile plăcii foto"rafice, deci este necesarătrasarea prealabilă a curbei de înne"rire pentru fiecare placă. 9nne"rirea linilor seexprimă sub formă de intensitate relativă pe baza căreia se trasează curba analiticădescrisă de ecua!ia 2.2>. %urba analitică se trasează pe baza spectrelor probelor etalonob!inute prin aceeaşi metodă pentru toată seria de analize. Această metodă este ceamai precisă la ora actuală.

Procedeul liniilor ultime se bazează pe faptul că odată cu scăderea

concentra!iei unui element în probă, în spectru se re"ăseşte un număr tot mai redus delinii ale acestui element. %unoscînd cu autorul spectrelor etalon concentra!iile la caredispar anumite linii din spectru se poate determina cu aproxima!ie concentra!iaelementului. Pentru a avea un "hid în scopul ale"erii optime a condi!iilor de lucru, pentruanaliza cantitativă s-au elaborat pentru maoritatea metalelor şi aliaelor tehnicecaracteristici minimale de lucru prezentate de re"ulă în fişe de analiză+

28


29/36

II.2.2.*.*. Spectrometre

6n spectrometru de emisie cu descărcare electrică în scînteie sau arc, fi"ura.ED, se compune din

-parte electrică-parte optică

i.II.


30/36

erori mari deoarece timpii scur!i de descărcare nu permit excitarea atomilor acestor substan!e. %a atare, acest tip de excita!ie nu este recomandat pentru metale pure saucu compozi!ii chimice apropiate de metale pure. /rebuie avut în vedere că în re"im descînteie catodul emite mai puternic, deci proba de analizat se lea"ă la polul ne"ativpentru a se excita mai puternic, prin asta crescînd capacitatea de a determina

satisfăcător şi concentra!ii extrem de mici din domeniul urmelor +e0c)$c'$e' e!ec,$ic) " $egim #e '$c se realizează cu intensită!i de

curent cuprinse intre E- DE A, rareori aun"îndu-se la intensită!i de *+-2+ A. %udescărcări electrice în re"im de arc continuu sau de arc întrerupt (pulsator) se pot pune

în eviden!ă toate elementele metalice, aliaele acestora precum şi unele metaloide,existînd evident diferen!ieri în ce priveşte sensibilitatea. 9ntr-o descărcare în re"im de arcsînt excita!i aproape exclusiv atomii neutri şi mai pu!in particulele ionizate. 'a lucrul înre"im de arc fondul spectral este mai clar decît la lucrul în re"im de scînteie, iar capacitatea de măsurare a urmelor mult îmbunătă!ită. 8uprafa!a probei se deteriorează

în schimb mult mai repede ea dispărînd practic sub stratul de z"ură şi de metal topit de

la suprafa!a probei. 'a electrozii cilindrici se măreşte destul de repede distan!a întreelectrozi cu efect ne"ativ asupra stabilită!ii arcului. n aceste condi!ii este destul de clar că acest tip de descărcare nu poate fi folosită pentru determinări calitative este înschimb recomandată în punerea în eviden!ă a urmelor. &xistă şi o excep!ie în cepriveşte stabilitatea arcului. &a se manifestă în cazul analizei unor probe de minereu subformă de pulberi, fără apă de hidratare. Aceste probe se amestecă cu pulbere de "rafit şise depun într-un crater conic săpat în electrodul de "rafit inferior. =at fiind faptul căambii electrozi sînt din "rafit şi că acesta sublimează la cca. 2.E++ o%, mult deasupratemperaturii de topire a metalelor şi aliaelor, arcul este mult mai stabil. 'a arcul decurent continuu şi la cel pulsator proba de analizat se lea"ă la polul pozitiv, ea fiind astfel

excitată mai puternic decît contraelectrodul. 9n tabelul .D; sînt prezentate diferitelemodalită!i de excitare in func!ie de natura şi compozi!ia probelor.

Sursa de radiaţii este reprezentată de scînteia sau arcul care se formează întredoi electrozi din care unul este cel care con!ine substan!a de analizat. &lectrozii sîntprevăzu!i cu un sistem de avans care permite deplasarea lor în timpul descărcăriielectrice astfel încît să se poată compensa mărirea distan!ei dintre electrozi ca urmare auzurii acestora prin efectul de electroeroziune care apare inevitabil. 'a ora actuală,există şi solu!ii constructive ce permit avansul automat al celor doi electrozi pe bazacăderii de tensiune dintre aceştia. 9n ce priveşte natura electrozilor, de re"ulă, electrodulinert este un electrod de "rafit pur care are un număr mic de spectre. Proba de analizat,

în cazul metalelor sau aliaelor sub formă de semifabricat, se constituie încontraelectrod. 9n cazul analizei pulberilor de minerale, minereu, deşeu etc.contraelectrodul este din "rafit şi are o cavitate conică în care se presează pulberea deanalizat. 9n ce priveşte forma electrozilor aceasta este de re"ulă cilindrică cu vîrfulascu!it. &ste posibilă însă şi folosirea altor "eometrii precum corp plan, disc, etc.,spectroscoapele dispunînd de o dispozitivare destul de lar"ă care pemite fixarea acestor electrozi de diverse tipuri şi dimensiuni.

30


31/36

Partea optică include sursa de radia!ii, monocromatorul şi sistemul devizualizare sau inre"istrare a spectrelor.

>onocromatorul realizează descompunerea radia!iei policromatice in luminămonocromatică, în acest scop folosindu-se prisme (fi"ura .E*a.) sau re!ele de difrac!ie(fi"ura .E* b,c,d). =atorită puterii mult mai mari de rezolu!ie, la ora actuală, se

realizează monocromatoare aproape exclusiv cu re!ele de difrac!ie (în prezent selucrează cu re!ele de pînă la D+.+++ linii Qmm). =intre tipurile de re!ele de difrac!ie ceamai a"reată este re!eaua de difrac!ie prin reflexie deoarece are rezisten!a mecanicăsuperioară celei prin transmisie. e!elele de difrac!ie au rezolu!ie (selectivitate) diferită îndiferite domenii ale lun"imilor de undă. Astfel, pentru domeniul lun"imilor mici de undă,respectiv în ultraviolet sînt folosite re!ele cu un număr mare de liniiQmm.

3abelul II.79. 0edere de ansamblu asupra ale"erii re"imului de descărcare electrică laspectroscopia de emisie atomică. (spectroscopul PK8-*, OeissTena)

orma de

e6istenţă a

probei de

analizat

Electrozi

Elemente de

bază #i

natura

probei

$eimul de e6citare

Sc5nteie

5naltă

tens.

Sc5ntei

e

?oasă

tens.

Arc

continuu

Arc

pulsator

Aliae tehnice uşor excitabile

electrod cilindricde "rafit

Al, ", On, 8n,Pb.

pre-feren!ial

reco-mandat

nereco-mandat

reco-mandatpentruanalizaurmelor

Aliae tehnice "reuexcitabile

electrod cilindricde "rafit

%u, ?e, :i,metale nobile.

recomandat

pre-feren!ial

eco-mandatpentruurme

mai pu!inrecoman-dat

Probe pulveru -lente aleelementelor uşorexcitabile înamestec cupulbere de "rafit

electrod cav de"rafit cucontraelectrodde "rafit

toateelementelemetalice

- -

reco-mandatpentruurme

pre-feren!ial

Probe pulveru-lente aleelementelor "reu

excitabile înamestec cupulbere de "rafitsau de bromurăde potasiu (B1r)

electrod cav de

"rafit cucontraelectrodde "rafit

roci, minereuri,minerale,materialeceramice,toateelementelemetalice

- - pre-feren!ial

reco -mandat

31


32/36

8olu!ii aleelementelor sauale compuşiloracestora , uşorexcitabile.

-electrod disc-electrod porosde "rafit-pulverizator

alcaline şialcalino -pămîntoase

reco-mandat

reco-mandat

utilizabilpentruurme

utilizabil

8olu!ii ale

elementelor sauale compuşiloracestora "reuexcitabile

-electrod disc-electrod porosde "rafit-pulverizator

metale "rele insolu!ie

reco-mandat

reco-mandat

utilizabilpentruurme

utilizabil

Pentru domeniul lun"imilor mari de undă, respectiv în infraroşu os, sînt folosite re!ele dedifrac!ie cu un număr mic de linii Qmm. Pentru domeniul vizibil sînt folosite re!ele cu unnumăr intermediar de liniiQmm (de re"ulă nu mai mult de D+++ linii Qmm).

i.II.


33/36

Sistemul de "izualizare sau inreistrare a spectrului permite vizualizarea uneipăr!i din spectru sau înre"istrarea intre"ului spectru. 'a spectrometrele simple folosite

în principal pentru analiza calitativă, denumite şi stiloscoape, se realizează vizualizareaunui se"ment din spectru într-un ocular. =e pe tamburul cu care s-a adus acel se"ment

în spectru, prin rota!ia prismei sau a re!elei de difrac!ie, se citeşte lun"imea de undă a

liniilor spectrale din vizor. 'a spectroscoapele performante înre"istrarea spectrului seface pe o placă de sticlă foto"rafică pe care se proiectează şi o scară cu lun"imile deundă. 9n felul acesta, după developare pe placă sub spectrul de linii apare şi scarapermi!înd identificări calitative de precizie. 6ltima "enera!ie de spectrometre foloseşte înlocul plăcii foto"rafice un sistem cu fotomultiplicator mobil, fi"ura .E2 sau un detector optoelectronic de tip %%=, cuplat la calculator în vederea efectuării

i.II.


34/36

sursei de radia!ie sau lentile cu distan!a focală mare, aşezată chiar lîn"ă fanta careproiectează ima"inea pe lentila colimatorului.

i. II.-unitate electronică, D+-placă foto"rafică spectrală

%aseta cu placa foto"rafică se aşază în planul focal al lentilei camerei. =in cauzaacromatismului lentilelor, un"hiul dintre planul focal al lentilei camerei 6 şi axa optică aspectroscopului este diferit pentru diferite lun"imi de undă, motiv pentru care placafoto"rafică se aşază oblic fa!ă de axa optică. 'iniile spectrale din domeniul ultraviolet se"ăsesc în partea stîn"ă a plăcii, liniile corespunzătoare infraroşului os în partea dreaptă,iar între ele se "ăseşte domeniul vizibil. Acest tip de spectrometre sînt produse la oraactuală în special pentru astronomie datorită rezolu iei deosebite a plăcilor țfoto"rafice spectrale. Pentru examinare rapidă ele sînt echipate în paralel i cușdetectoare %%= de ultimă "enera ie.ț

II.2.2.*.*.7. Spectrometre cu reţea de difracţie

8pectrometrele cu re!ea de difrac!ie 8înt aparate din ultima "enera!ie, cele maimulte fiind construite cu re!ea plană de difrac!ie ce acoperă domeniul spectral cuprins

între ultraviolet şi infraroşu os. 9n fi"ura .EE. este redată schema optică a unuiasemenea aparat (spectroscopul PK8-*, Oeiss-Tena). /raseul optic reprezentat cu liniecontinuă este cel al radia!iei purtătoare a spectrului, iar traseul reprezentat cu liniepunctată reprezintă traseul optic pentru foto"rafierea scării cu lun"imi de undă 13, peplaca foto"rafică 1 . =upă ce cad pe o"linda plană de reflexie 5 , radia!iile sînt trimisespre se"mentul inferior al o"linzii

34


35/36

i. II.


36/36

de dublă trecere apar şi spectre cu număr de treceri mai mari decît doi. 9n aceastăsitua!ie intensitatea radia!iei scade însă puternic ceea ce pune probleme la înre"istrareaşi interpretarea spectrelor.

II.2.-Spectroscopie Atomica -33

Documents

Transcript of II.2.-Spectroscopie Atomica -33