SU808869A1 - Способ атомизации пробы в атомно-флуОРЕСцЕНТНОМ АНАлизЕ и уСТРОйСТВОдл ЕгО ОСущЕСТВлЕНи - Google Patents

Description

биды, окислы, ши другие тугоплавкие нелетучие соединени , не разлагающиес  до атомов при термическом воздействии, проводить невозможно.

Наиболее близки к предлагаемому саособ агомизации пробы в агомно-флуоресценгном анализепугем нагревани  и подачи паров анализируемого вещества в реактор-смеситель потоком итертного газа , и устройство, содержащее испаритель анализируемого вещества, нагреватель инертного газа, реактор-смеситель и измерительную камеру 12,

Недостатками предложенного способа  вл етс  недостаточна  точность и чувствигельность , что вызвано следующими причинами.

Действием гор чего инертного газа в атомарное состо ние можно перевести только соединени  с температурами атомизации , не превышающими , при более высоких температурах известные конструкционные материалы станов тс  газопроницаемыми, в результате этого инертный газ, диффундиру  сквозь стенки аппаратуры, уносит с собой часть атомов определ емого элемента. Невозможно определение тугоплавких элементов, образующих устойчивые при высокой температуре , не атомизируемые термическим воздействием соединени . Кроме того, требующа с  дл  атомизации.соединений р да э.лементов высока  температура преп тствует применению простых бездисперсионных систем регистрации атомной флуоресценции и существенно удорожает приборы.

Цель изобретени  - повышение чувствительности и точности анализа и измерений .

Указанна  цель достигаетс  тем, что в реактор-смеситель одновременно с инертным газом подают поток водорода, нагретого до температуры на 2ОО-50О С превышающей температуру начала взаимодействи  паров анализируемого вещества с вод родом, что осуществл етс  с помощью устройства, в которое дополнительно введен индукционный нагреватель дл  водорода, выполненный в виде вольфрамовой трубки с внутренними перегородками , нагреваемую током высокой частоты , соединенный с реактфом-смесителем .

При проведении реакции водородного восстановлени  в газовой фазе, в потоке смеси гор чего водорода с инертным газом при малом порциальном давлении паров соединени  определ емого элемен-

та, восстановленный элемент получаетс  на первой стадии в виде отдельных свободных атомов, т.е. в виде атомного пара . За врем , необходимое дл  прохождени  продуктов реакции через измерительную кювету, атомы не успевают соединитс  друг с другом и образовать частицы, не дающие сигнала атомной флуоресцен- ции. Температура такого атомного пара может быть существенно ниже температуры кипени  и даже температуры плавлени  определ емого элемента. Получаетс  так называемый холодный ,пар - метастабильное состо ние вещества, близкое по характеристикам к состо нию пересыщенного пара.

При этом ,концентраци  атомов в газовой фазе во много раз превосходит их равновесную концентрацию дл  данной темпратуры . Благодар  этому  влению обеспечиваетс  высока  чувствительность опре. делени .

Р д элементов, образующих устойчивые , не атомизируемые термическим воздействием соединени ,легко и быстро восстанавливаютс  водородом до свободного состо ни . Предлагаемый способ атомизации обеспечивает возможность их определени  методом атомно-флуорес- центной спектроскопии (например, осми , рени , вольфрама).

Образуемые этими элементами соединени  устойчивы, не атомизируютс  действием обычно примен емых в атомнофлуоресцентном анализе температур. Продуктом разложени  соединений  вл ютс  металлы с исключительно высокими температурами кипени  (выше 6ООО С), и термическим воздействием перевести эти элементы в атомный пар не удаетс . Восстановление соединений этих элементов в газовой фазе действием водорода позвол ет получить холодный атомный пар, концентраци  свободных атомов в котором достаточна шг  точного и чувствительного атомно-флуоресцентного определени  этих элементов.

Claims (2)

1. Температура водорода, используемого дл  восстановлени , определ етс  параметрами реакции между водородом и соединением определ емого элемента. Дл  того , чтобы реакци  щла с доста1:очной скоростью, необходимо, чтобы температура водорода была выше температуры на чала реакции. В то же врем , -чрезмерное повышение температуры водорода ухудшает услови  определени , так каквозрастает интенсивность фонового теплового излучени . Опыт показал, что температура водорода, на 200-500 С превышает температуру начала реакции восстановлени , обеспечивает достаточную скорость реакции при невысоком уровне фонового излучени ; максимальна  температура водорода 17ОО С. Введение соединени  определ емого элемента в реактор с помощью инертного газа предотвращает возможность мгно венного (взрывного) взаимодействи  меж ду этим соединением и водсродом, способ ствует образованию и увеличению времен жизни холодного атомного пара определ емого элемента. На чертеже изображено устройство дл  осуществлени  предлагаемого способа. Анализируемое вещество в лодочке 1 помещают в испаритель, представл ющий собой трубку 2 из огнеупорной керамики, снабженную нагревательной обмоткой 3. Инертный газ, используемый дл  транспорта паров анализируемого вещества, нагревают до температуры испарени  анализируемого вещества в нагревателе, представл ющем собой трубку 4 из двуокиси циркони , внутри которой учюжена вольфрагиюва  спираль 5, нагреваема  электрическим током. Водород нагревают до требуемой температуры в индукционном нагревателе 6, представл ющем со. бой вольфрамовую трубку с внутренними перегородками, нагреваемую током высокой частоты. Инертный газ, содержащий пары определ емого вещества, н гор чий водород подают в реактор-смеситель 7, представл ющий собой инжекционный смеситель из тугоплавкого, не взаимодействующего с водородом материала. Продукты реакции из реактора-смесител  идут в измерительную «ювету 8, где произво д т возбуждение и измерение атомной флуоресценции. Нагреватели и реакгорсмеоигель установлены в кожухе 9, заполненном аргоном под избыточным давлением 5О-2ОО Па. Выбор вольфрама в качестве материа- ,ла дл  нагревателей обусловлен тем, что водород не раствор етс  в вольфраме до 17ОО С, т.е. диффузи  водорода отсутствует . Кроме того, металлический вольфра при температурах до имеет очен низкое давление пара. Пример. Дл  определени  икропримеси осми  в аффинированной пла тине по предлагаемому способу, навеску аффинированной порошкообразной платины ( ЮО мг) смешивают с трехкратным количеством безводного висмутата натри , . полученную смесь помещают в лодочку из двуокиси циркони  и устанавливают лодочку в испаритель устройства дл  атомизации . Со скоростью 50°С/с нагревают испаритель до 5ОО С, подава  в испаритель гелий, нагретый до той же температуры. Одновременно в реактсф-смеситель устройства подают водород с температурой 900 С. Скорость подачи гелн  150 мл/ /мин, скорость подачи водорода 400мл/, /мин. При нагревании с висмутом натри , содержащийс  в платине осмий превращаетс  в летучую четырехокись осми , котора  вместе с гелием поступает в реактср-смеситель . В реакторе происходит реакци  восстановлени  четьфехсжиси осми  йо металлическот;о осми , холодный пар осми  вместе с другими продуктами реакции поступает в измерительную кювету , где производ т возбуждение и измерение атомной флуоресценции. Устройство дл  атомизации устанавливают вместо блока атомизации. Источником возбуждающего излучени  служит лампа с охлаждаемым полым катодом, приемником излучени  - солнечно-слепой фотоумножитель Р-166. Аналитическим, сигналом  вл етс  интегральна  интенсивность флуоресценции, определ ема  как площадь под кривой сила фототока - врем  на диаграмме регистрирующего устройства. Калибрование установки провод т по образцам аффинированной платины с известным содержанием осми . Параллельно образцы анализируемой аффинированной платины исследуют иа содержание осми  методом иейтронного активационнс  о анализа, путем облучени  образца в атомном реакторе Норильского горнометаллургического комбината с последующим измерением наведешсой радиоактивности . Этот способ, благодар  его высокой чувствительности и надежности, берут дл  сравнительной оценки получаемых результатов. Полученные результаты представлены в таблице. Затрата времени 25 мин на 1 анализ . Предлагаемый способ превосходит способ нейтронного активационного анали за по точности и скорости определени . Обеспечиваетс  возможность атомнофлуоресцентного определени  элементов, котфые ранее этим методом анализа определ ть было нельз , в частности, осми и рени , все известные способы определе ни  микроколичеств которых, св заны с очень большими трудност ми. Предлагаемый способ может быть использован в металлургическом анализе, в геохимических исследовани х, в анализе особо чистых веществ, в анализе обье ктов окружающей среды. Предлагаемый способ газофазной атомизадии с водородным восстановлением может быть использован при разработке простых бездисперсионных приборов дл  атомно-флуфесцентного анализа. Формула изобретени  1. Способ атомизацин пробы в атомн флуоресцентном анализе путем нагревани и подачи паров анализируемого вещества в реактор-смеситель потоком инертного 96 час газа, отличающи.йс  тем, что, с целью повышени  чувствительности и точности анализа, в реактф-смеситель одновременно с инертным газом подают поток водорода, нагретого до температуры на 200-500° С превышающей температуру начала взаимодействи  паров анализируемого вещества с водородом. 2. Устройство дл  осуществлени  способа по п. 1, содержащее испаритель анализируемого вещества, нагреватель инертного газа, реактор-смеситель и измерительную камеру, отличающеес  тем, что, с целью повышени  чувствительности и точности измерений в него дополнительно введен индукционный нагреватель дл  водорода, выполненный в виде вольфрамовой трубки с внутренними перегородками , нагреваемой током высокой частоты , соединенный с реактором-смесителем . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1., 1977, т. 32, № 3, с. 596-621.
2. 2.Авторское свидетельство СССР по за вке № 2621568/25, кл.СО13 3/42, 16.11.78 (прототип).