OPTICKE METODE U ANALITICKOJ HEMIJI

DownloadOPTICKE METODE U ANALITICKOJ HEMIJI

Advertisement
Download Presentation
Comments
sevilen
From:
|  
(108) |   (0) |   (0)
Views: 153 | Added: 24-05-2012
Rate Presentation: 0 0
Description:
IZVORI DISKONTINUALNOG ZRACENJAKod emisionih optickih metoda izvor zracenja je sama analizirana supstancaIzvor zracenja kod ovih metoda je analizirana supstanca sa izvorom za pobudivanjeIzvori za pobudivanje mogu biti termicki (plamen), elektricni (luk, vranica, pranjenje pri snienom pri
OPTICKE METODE U ANALITICKOJ HEMIJI

An Image/Link below is provided (as is) to

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use only and may not be sold or licensed nor shared on other sites. SlideServe reserves the right to change this policy at anytime. While downloading, If for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.











- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -




1. OPTICKE METODE U ANALITICKOJ HEMIJI

2. IZVORI DISKONTINUALNOG ZRACENJA Kod emisionih optickih metoda izvor zracenja je sama analizirana supstanca Izvor zracenja kod ovih metoda je analizirana supstanca sa izvorom za pobudivanje Izvori za pobudivanje mogu biti termicki (plamen), elektricni (luk, vranica, pra?njenje pri sni?enom pritisku, plazmeni akceleratori, indukcino spregnuta plazma, lampa sa ?upljom katodom, HCL itd.) i fotoelektronski (laseri)

3. Plamen Plamen je najstarija tehnika pobudivanja i dobijanja spektra Palmen se dobija me?anjim goriva i oksidacionog sredstva Plamenove delimo, prema njihovoj prosecnoj temperaturi na: niskotemperaturske (1000-2000 K), srednjetemperaturske (2000-3000 K) i visokotemperaturske (>3000 K) Za temperaturu plamena su bitne reakcije koje se de?avaju u toku sagorevanja.

4. Sastav i temperatura plamena razlicitih gasnih smesa

6. C2H2 ? CO + H2 + Q Spolja?nji konus je plavo-ljubicaste boje gde se de?ava potpuno sagorevanje-oksidacije do CO2 i H2O: CO + H2 + O2 ? CO2 + H2O + Q ili do CO2 i N2 ako je gorivo dicijan na racun kiseonika iz okolnog vazduha. C2N2 + 2 O2 ? 2 CO2 + N2

7. Oblast maksimalnih temperatura je na granici oksidacione i redukcione zone i o tome se mora voditi racuna kada se plamen postavlja ispred razreza spektrografa Raspodela temperatura po zonama plamena smese gasa za osvetljenje i vazduha i acetilena i vazduha.

8. Pored navedenih reakcija de?avaju se i reakcije disocijacije nastalih proizvoda koji ogranicavaju temperaruru plamena jer se deo toplote oslobodene sagorevanjem tro?i na disocijaciju nastalih molekula Temperatura koja se posti?e u ugljovodonicnim plamenicima ne prelazi 3000 K Visoka temperatura pri sagorevanju dicijana u kiseoniku, obja?njava se pojavom disocijacije CO i N2 tek na temperaturama vi?im od 4000 K.

9. Velicinu i oblik plamena uglavnom odreduju dva faktora: brzina rasprostiranja plamena i brzina isticanja gasa Pri radu brzina isticanja obicno treba da bude 2-3 puta veca od brzine prostiranja plamena, jer u protivnom plamen mo?e da bude uvucen u gorionik (flash back) ?to mo?e da dovede do eksplozije Brzina rasprostiranja plamenova je razlicita za razlicite smese a najveca je kod smese acetilan-kiseonik i vodonik-kiseonik kod kojih je opasnost od uvlacenja plamenika najveca

10. Ova opasnost se mo?e izbeci ako se koriste plamenici kod kojih se gasovi me?aju pre paljenja na izlazu iz plamenika-difuzioni plamenovi Brzina isticanja gasova najveca je u sredini plamenika, a opada prema rubu zbog cega plamen ima oblik konusa Kod AAS kada se acetilen koristi kao gorivo boca se ne sme prazniti ispod 1 atm.

11. Elektricni luk Razlikujemo lukove jednosmerne i naizmenicne struje Kod luka jednosmerne struje pra?njenje se sa elektricne tacke gledi?ta mo?e okarakterisati kao pra?njenje koje se odigrava pri relativno visokim jacinama struje (do 15 A) i maloj potencijalskoj razlici (40-80 V) Luk kao i vecna drugih oblika gasnog pra?njenja ima negativnu volt-ampersku karakteristiku (sa porastom struje smanjuje se razlika potencijala).

13. Opadajuca karakteristika govori o unutra?njoj nestabilnosti luka, ?to znaci da je nemoguce gorenje luka bez ukljucivanja spolja?njeg otpora Bez ovog otpora koji ogranicava jacinu struje koja protice kroz luk, re?im gorenja ne bi bio stabilan

14. Promene u du?ini stuba luka, koji se javlja tokom gorenja luka, mogu se smatrati kao promene otpora luka, Jacina struje luka mo?e se izraziti pomocu Ohmovog zakona: Iz ove jednacine sledi ce jedna ista promena uticati manje na jacinu struje ukoliko je veci balastni otpor Pad napona u luku nije konstantan jer u blizini ekektroda postoji sloj od oko 1 mm sa dosta velikim padom napona-prianodni i prikatodni sloj.

16. Napon na elektrodama luka zavisi: - od materijala elektroda, - jacine struje koja protice kroz luk, - meduelektrodnog rastojanja, - sastava i pritiska gasova (atmosfera u kojoj gori luk)

17. Maksimalna jacina struje, potrebna za odr?avanje pra?njenja zavisi od rastojanja elektroda, njihove velicine i materijala od koga su napravljene Zracenje luka je odredeno temperaturom plazme, koja zavisi od materijala elektroda (sastava uzorka), jacine struje, jonizacionog potencijala gasa koji ispunjava meduelektrodni prostor Temperatura luka sa ugljenim elektrodama, u vazduhu je 7000 K, sa bakarnim 5100 K, a sa aluminijumskim 4000 K

18. Temperetura plazme realnih lucnih izvora nije konstantna po celoj zapremini luka (katodna i anodna mrlja) Luk se mo?e napajati i naizmenicnom strujom, ali se u ovom slucaju lucno pra?njenje mo?e odr?ati samo izmedu ugljenicnih elektroda i to pri jacinama struje od 8-10 A Napon u mre?i se menja periodicno 50 Hz, ?to znaci da on 100 puta u sekundi padne na nulu

19. Kod ugljenicnih elektroda visoke temperature anodne i katodne mrlje, taode i mala toplotna provodljivost uglenika obezbeduje dovoljnu emisiju elektrona pri prolasku napona kroz nulu i luk se posle pauze sam ponovo pali. Metalne elektrode se hlade tako brzo da u momentu prolaska kroz nulu termoelektroska emisija elektrona se prakticno prekida i luk se gasi U ovom slucaju potrebno je povcati napon napajanja na 1000 do 3000 V ili frekvenciju.

20. Najbolje je zadr?ati (220 V i 50 Hz) a luk paliti u svakoj poluperiodi pomocu visokofrekventnog impulsa visokog napona i male snage, koji probijaju meduelektrodni prostor i stvara provodni kanal jonizovanog gasa du? koga se ostvaruje lucno pra?njenje Spektar ovog luka je bogatiji varnicnim linijama jer mu je temperatura plazme vica od temperature luka jednosmerne struje

22. Varnica Varnica je ?najtopljiviji? izvor u spektrohemiji. U plazmi se pobuduju ne samo atomske linije svih metala nego i jonske linije te?ko jonizujucih elemenata, pa zbog toga pri radu sa vrnicom imamo naj?iri izbor linija Velika gustina struje karakteristicna za varnicno pra?njenje posti?e se ukljucivanjem kondenzatora paralelno sa vranicarem Elektricna energija W koja se nagomilava na kondenzatoru zavisi od njegovog kapaciteta C, i razlike potencijala, na njegovim oblogama

23. Prema tome povecanje snage se mo?e postici povecanjem kapaciteta kondenzatora i povecanjem napona.

24. Kondenzator se puni sve dotle dok napon na elektrodama ne bude dovoljan da probije meduelektrodni prostor. Kao rezultat proboja meduelektrodnog prostora gas se jonizuje i obrazuje provodni kanal koji omogucava dalje pra?njenje Za vreme proboja i pra?njenja kondenzatora materijal elektrode u vidu struje pare, koja se naziva ?buktinja? velikom brzinom (nekoliko km/h) ulazi u meduelektrodni prostor.

26. Lampa sa ?upljom katodom Lampa se sastoji od staklenog omotaca sa prozorom od kvarca u kome se nalaze katoda i anoda Anoda je u obliku ?tapica ili ?ice od cirkonijuma ili volframa Katoda ima oblik ?upljeg cilindra i obicno je napravljena od odgovarajuceg elementa

28. Precnik cilindra je 2-5 mm a du?ina 15-20 mm. Lampa se puni inertnim gasom, obicno argonom ili neonom na niskom pritisku (200 ? 1000 Pa). Da bi se pra?njenje usmerilo u unutra?njost katode i povecao intenzitet emitovane svetlosti, oko ktode se postavlja ekran u obliku cevi ili plocice napravljene od izolatorskog materijala-keramika ili staklo. Lampa se napaja jednosmernom strujom ili modulisanom jednosmernom strujom, a za pocetak pra?njenja je dovoljno 200 ? 300 V a struja pra?njenja je od 2 do 20 mA i reguli?e se otpornikom

29. Maksimalno dozvoljena struja zavisi od vrste katode i tipa cevi i uvek je jasno oznacena na telu lampe Lampe sa ?upljom katodom mogu se koristiti i kao izvori pobudivanja i predstavljaju jedan od najosetljivijih izvora pobudivanja kod emisionih metoda Kada se ove lampe koriste kao izvori pobudivanja onda se katoda izraduje od ispitivanog materijala ili se ovaj nanosi na nju. Danas se proizvode i multi-elementne lampe sa ?upljom katodom koje emituju krakteristicne linije vi?e elemenata i koriste se u AAS ali imaju niz ogranicenja.

30. Pra?njenje kod lampi sa ?upljom katodom je tinjajuce pra?njenje, ali se po izgledu i karakteristikama razlikuje od obicnog tinjajuceg pra?njenja Razlika potice od oblika i dimenzija katode jer svetlenje u ?upljoj katodi nastaje samo pri odredenom odnosu izmedu dimenzija katode i pritiska inertnog gasa u cevi Kada se primeni dovoljno visok potencijal inertni gas se jonizuje i tako nastali pozitivni joni bombarduju katodu pri cemu dolazi do isparavanja atoma elemenata od koga je katoda napravljena.

32. Induktivno spregnuta plazma U poslednje vreme se kao izvor pobudivanja sve ce?ce se koristi induktivno spregnuta plazma ili skraceno ICP (Inductively Coupled Plasma). To je bezelektrodna argonska (rede azotna) plazma koja radi na atmosferskom pritisku, a odr?ava se induktivnim sprezanjem sa radiofrekventnim elektromagnetskim poljem

34. Plazmenik se satoji od tri koncentricne cevi Kroz untra?nju cev se uvodi uzorak, najce?ce u obliku rastvora koji se prevodi u fini aerosol pomocu struje argona Argon za formiranje plazme uvodi se kroz srednju cev dok se termicka izolacija (neophodna da bi se izbeglo topljenje kvarcne cevi) posti?e tangencijonalnim uvodenjem struje argona kroz spolja?nju cev gorionika Ova struja hladi zidove kvarcne cevi ali takode i stabilizuje i centrira plazmu

35. Oko spolja?nje kvarcne cevi obmotana su 3-4 navoja indukcionog kalema vezanog za radiofekventni generator najce?ce frekvencije 27,12 MHz i snage 1-3 kW Visokofrekventna struja koja protice kroz indukcioni kalem stvara oscilatorno magnetno polje H koje indukuje elektrone u gasu koji protice unutar kvarcne cevi Oni se ubrzavaju vremenski promenjivim elektricnim poljem, ?to dovodi do zagrevanja i dodatne jonizacije

36. Kako u pocetku u argonu nema naelektrisanih cestica plazma se ukljucuje kratkim ukljucivanjem Teslinog pra?njenja

37. Zbog visokih temperatura u ICP izvorima dobijaju se dosta slo?eni spektri Razlikujemo nekoliko zona: zona prethodnog zagrevanja, pocetna zona pra?njenja koja je u obliku metka sa intenzivnom atomskom emisijom, normalna analiticka zona koja se nalazi 15-20 mm iznad indukcionog kalema a eksitaciona temperatura u njoj je oko 6500 K U ovoj zoni je jako smanjen intenzitet kontinualnog zracenja tako da plazma nije vi?e transparentna i u njoj nastaje glavna jonska emisija Iznad ove zone temperatura u plazmenoj baklji opada i javlja se atomska i molekulska emisija

38. Plazma izvori imaju nekoliko prednosti Atomizacija nastaje u hemijski inertnoj sredini ?to produ?ava vreme ?ivota uzorka Nasuprot plamenim izvorima, temperaturski presek plazme je relativno jednolican Kalibracione krive su uglavnom linearne za nekoliko redova opsega koncentracija

39. Argonska plazma jednosmernom strujom Sapnica plazma-izvor sastoji se iz tri elektrode sme?tene u ubliku obrnute Y-konstrukcije Grafitna anoda je sme?tena u svakom kraku Y, a volframova katoda u obrnutoj bazi Argon protice kroz dva anodna bloka prema katodi Plazma sapnica se formira kada se katoda dovede u trenutni dodir sa anodom.

41. Dolazi do jonizacije argona i razvijena struja (oko 14 A) generi?e dodatne jone, cime se beskonacno podr?ava. Temperatura iznosi pribli?no 10 000 K, a oko 5 000 K u vidljivom podrucju Uzorak se raspr?uje u podrucje izmedu dva kraka Y, gde se pobuduje i gde se posmatra njegov spektar Spektri koji nastaju plazma-sapnicom imaju manje linija od onih koje nastaju ICP, a linije poticu uglavnom od atoma, a ne od jona

42. Osetljivosti dobijene palzma-sapnicom prote?u se od verdnosti koje su znatno ni?e od ICP pa do verdnosti pribli?no istog reda kao i kod ICP Za plazmu sa jednosmernom strujom potrebno je mnogo manje argona, a spolja?nji uredaji za napajenje su jednostavniji i jeftiniji Reproduktivnost je pribli?na ICP, ali se grafitne elektrode moraju menjati svakih nekoliko sati, dok ICP ne zahteva nikakvo odr?avanje


Other Related Presentations

Copyright © 2014 SlideServe. All rights reserved | Powered By DigitalOfficePro