Elektrotermická atomizace v AAS

Podobné dokumenty
ELEKTROTERMICKÁ ATOMIZACE. Electrothermal atomization AAS (ETA-AAS)

ATOMOVÁ ABSORPČNÍ SPEKTROMETRIE

ATOMOVÁ ABSORPČNÍ SPEKTROMETRIE

ATOMOVÁ ABSORPČNÍ SPEKTROMETRIE

Aplikace AAS ACH/APAS. David MILDE, Úvod

ATOMOVÁ SPEKTROMETRIE (v UV a Vis oblasti spektra)

GENEROVÁNÍ TĚKAVÝCH SLOUČENIN V AAS

Porovnání metod atomové spektrometrie

Atomová spektrometrie

Experimentální metody

Průtokové metody (Kontinuální měření v proudu kapaliny)

Jednotné pracovní postupy zkoušení krmiv STANOVENÍ OBSAHU SELENU METODOU ICP-OES

Atomová absorpční spektrometrie (AAS)

Autokláv reaktor pro promíchávané vícefázové reakce

Metody gravimetrické

Třífázové trubkové reaktory se zkrápěným ložem katalyzátoru. Předmět: Vícefázové reaktory Jméno: Veronika Sedláková

Atomová spektrometrie

Počet atomů a molekul v monomolekulární vrstvě

VYUŽITÍ TEPELNÉHO ZMLŽOVAČE V AAS

Kovy a metody jejich výroby

MINIATURIZACE PRŮTOKOVÝCH ELEKTROCHEMICKÝCH CEL PRO GENEROVÁNÍ TĚKAVÝCH SLOUČENIN. Jakub Hraníček

C5060 Metody chemického výzkumu

ÚSTAV ANALYTICKÉ CHEMIE

PŘÍKLADY APLIKACÍ AAS

4. Spektrální metody pro prvkovou analýzu léčiv optická atomová spektroskopie

Atomová absorpční spektroskopie (AAS) spektroskopie (AAS) spektroskopie (AAS) r Wolaston pozoroval absorpční čáry ve slunečním spektru

Název opory DEKONTAMINACE

ATOMOVÁ SPEKTROMETRIE VALENČNÍCH ELEKTRONŮ (UV a Vis oblast spektra)

VYUŽITÍ A VALIDACE AUTOMATICKÉHO FOTOMETRU V ANALÝZE VOD

TECHNOLOGICKÉ PROCESY PŘI VÝROBĚ POLOVODIČOVÝCH PRVKŮ III.

Aplikace ICP-OES (MS)

nano.tul.cz Inovace a rozvoj studia nanomateriálů na TUL

Separační metody v analytické chemii. Plynová chromatografie (GC) - princip

Jednotné pracovní postupy zkoušení krmiv Vydání 1 STANOVENÍ OBSAHU KADMIA A OLOVA METODOU AAS-ETA

ATOMOVÁ SPEKTROMETRIE

ANALÝZA EXTRAKTU PODLE MEHLICHA 3 METODOU ICP-OES

Střední odborná škola a Střední odborné učiliště, Hradec Králové, Vocelova 1338, příspěvková organizace

Fosfor a sloučeniny fosforu. Suroviny. Sloučeniny. kalcinace pro oddělení organických. Kyselina trihydrogenfosforečná H3PO4

Chemické metody přípravy tenkých vrstev

Principy chemických snímačů

Spektroskopické é techniky a mikroskopie. Spektroskopie. Typy spektroskopických metod. Cirkulární dichroismus. Fluorescence UV-VIS

Radiační odstraňování vybraných kontaminantů z podzemních a odpadních vod

Prvek Značka Z - protonové číslo Elektronegativita Dusík N 7 3,0 Fosfor P 15 2,2 Arsen As 33 2,1 Antimon Sb 51 2,0 Bismut Bi 83 2,0

DOUTNAVÝ VÝBOJ. Další technologie využívající doutnavý výboj

Výzkum vlivu přenosových jevů na chování reaktoru se zkrápěným ložem katalyzátoru. Petr Svačina

VÝROBKY PRÁŠKOVÉ METALURGIE

Opakování

Sekundární elektrochemické články

Návod pro laboratorní úlohu: Komerční senzory plynů a jejich testování

REAKTIVNÍ MAGNETRONOVÉ NAPRAŠOV. Jan VALTER HVM Plasma s.r.o.

Fakulta chemicko technologická Katedra analytické chemie licenční studium Management systému jakosti Kalibrace a limity její přesnosti

ZŠ ÚnO, Bratří Čapků 1332

12. Elektrochemie základní pojmy

Chemie povrchů verze 2013

Otázka: Kovy. Předmět: Chemie. Přidal(a): tinab

Fyzikální chemie. ochrana životního prostředí analytická chemie chemická technologie denní. Platnost: od do

DESINFEKCE A VYUŽITÍ CHLORDIOXIDU PŘI ÚPRAVĚ BAZÉNOVÉ VODY

ZÁKLADNÍ EXPERIMENTÁLNÍ

DOKUMENTACE K PILOTNÍ JEDNOTCE SONOLÝZY OZONU

Pilotní aplikace Fentonova činidla v prostředí se směsnou kontaminací. Pavel Hrabák, Hana Koppová, Andrej Kapinus, Miroslav Černík, Eva Kakosová

Požadavky na vzorek u zkoušek OVV a OPTE (zkoušky č. 37, 39-75)

Modulace a šum signálu

Osvědčily se požadavky 30. BImSchV. v praxi?

Přehled metod depozice a povrchových

Třífázové trubkové reaktory se zkrápěným ložem katalyzátoru. Roman Snop

Dodávka rozhraní a měřících senzorů

Problematika využití mikrovlnného ohřevu v sanačních technologiích Ing. Jiří Kroužek

OES S BUZENÍM V PLAZMATU

Mikroskopie rastrující sondy

Koroze. Samovolně probíhající nevratný proces postupného narušování a znehodnocování materiálů chemickými a fyzikálněchemickými vlivy prostředí

Platinové kovy. Obecné vlastnosti. Ruthenium a osmium. Jméno: Jana Homolková UČO:

Pracovní list: Opakování učiva 8. ročníku

OPTICKÁ EMISNÍ SPEKTROMETRIE

J.Kubíček 2018 FSI Brno

VYUŽITÍ AKTIVÁTORŮ ABSORPCE MIKROVLNNÉHO ZÁŘENÍ PŘI TERMICKÉ DESORPCI

1. Okalibrujte pomocí bodu tání ledu, bodu varu vody a bodu tuhnutí cínu:

VÝUKOVÝ MODUL MEMBRÁNOVÝCH PROCESŮ TÉMATA PŘEDNÁŠEK

Uhlíkové struktury vázající ionty těžkých kovů

Vybrané technologie povrchových úprav. Metody vytváření tenkých vrstev Doc. Ing. Karel Daďourek 2008

Přednáška 3. Napařování : princip, rovnovážný tlak par, rychlost vypařování.

Vakuové metody přípravy tenkých vrstev

Potenciál vyuţití ferrátů v sanačních technologiích

E ŘEŠENÍ KONTROLNÍHO TESTU ŠKOLNÍHO KOLA

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

Jedno z možných rozdělení

Vyjmenujte tři základní stavební částice látek: a) b) c)

ABSORPČNÍ A EMISNÍ SPEKTRÁLNÍ METODY

Hmotnostní spektrometrie - Mass Spectrometry (MS)

MÍSENÍ MÍSENÍ JE REVERZIBILNÍ PROCES. Mísení a segregace sypkých hmot INŽENÝRSTVÍ FARMACEUTICKÝCH

ROZDĚLENÍ SNÍMAČŮ, POŽADAVKY KLADENÉ NA SNÍMAČE, VLASTNOSTI SNÍMAČŮ

Sol gel metody, 3. část

PRVKOVÁ ANALÝZA KLINICKÝCH MATERIÁLU - APLIKACE ELEKTROTERMICKÉ ATOMOVÉ ABSORPČNÍ SPEKTROMETRIE

Tepelná technika. Teorie tepelného zpracování Doc. Ing. Karel Daďourek, CSc Technická univerzita v Liberci 2007

Kapaliny Molekulové vdw síly, vodíkové můstky

Výfukové plyny pístových spalovacích motorů

Hmotový spektrometr s indukčně vázaným plasmatem (ICPMS) II (opakovaná)

Struktura a vlastnosti kovů I.

Transkript:

Elektrotermická atomizace v AAS Electrothermal atomization AAS ETA-AAS AAS C W FA nedosahuje detekčních mezí potřebných pro chemickou praxi (FA mg/l, ETA μg/l). ETA: atomizátor obvykle ve tvaru trubičky (Massmannova konstrukce) je zahříván na teplotu potřebnou pro vznik volných atomů pomocí elektrického proudu: Odporově vyhřívané vkládá se napětí na konce atomizátoru. Kapacitně vyhřívané vkládají se opačné elektrické náboje. Indukční využívá se indukce elektromagnetického pole. Jako materiál atomizátoru se používají zejména různé modifikace grafitu a okrajově některé těžkotavitelné kovy, např. Ta a W. Max. teplota 3000 C 3200 C Max. rychlost ohřevu 2000 K/s 10000 K/s Měrný el. odpor 2,0 W.cm.10-3 0,005 W.cm.10-3 1

Atomizační hlavice Modifikace a úpravy grafitu Polykrystalický elektrografit chemicky odolný a mechanicky pevný; velká viskozita povrchu umožňuje vsakování vzorku do struktury grafitu paměťové efekty. Dále dochází ke tvorbě karbidů s některými prvky (Ti, Zr,W, Ta ty nelze stanovit). Elektrografit potažený pyrolytickou vrstvou vrstva je téměř neporézní, je snížena reaktivita povrchu, paměťové efekty i tvorba karbidů. Problémy způsobuje prokorodování pyrolytické vrstvy zejména působením kyselin. TPC kyvety zhotoveny z pyrolytického grafitu, jejich rozšíření brání vysoká cena. Kromě dobrých vlastností povrchu mají také delší životnost. Kyvety s prodlouženou životností silnější pyrolytická vrstva. Karbidování elektrografit je pokryt karbidy, např. Ti,W. 2

Wolframové atomizátory WETA Ochranná atmosféra: Ar + H 2 zabránění oxidace povrchu. Netvoří se karbidy, eliminace paměťových efektů, nenasákavý povrch, nízká cena atomizátorů. Atomizátor poškozuje organická matrice, rekrystalizace W; vysoká rychlost ohřevu vyžaduje spektrometry s vysokou frekvencí snímaní signálu (přechodové signály) vysoká cena. Dávkování vzorků do ETA Kapalné vzorky: V = 5-100 μl, automatické podavače lepší RSD, depozice aerosolu do ETA, Suspenzní technika: (Slurry sampling) pevný vzorek se namele na definovanou velikost a dávkuje se v podobě homogenní suspenze pomocí automatického podavače. Komplikace s kalibrací. 3

Dávkování vzorků do ETA Pevné vzorky: Tento způsob není příliš běžný zejména kvůli problematické kalibraci vhodné kalibrační standardy. Časový průběh absorbance atomizační pík T ap teplota objevení signálu τ 1 doba atomizace, τ 2 střední doba setrvání atomů vyhodnocení absorbance plocha či výška píku 4

Základní pochody při atomizaci v ETA 2 skupiny dějů: děje vedoucí ke vzniku volných atomů, děje vedoucí k zániku nebo odstranění atomů z optické osy. Dělení z hlediska časové posloupnosti: 1. Vypařování analytu v molekulární a atomární formě. 2. Disociace molekulárních forem analytu v plynné fázi a následné reakce volných atomů se složkami atmosféry v atomizátoru. 3. Reakce mezi povrchem atomizátoru a složkami plynné atmosféry. 4. Fyzikální transportní děje v atomizátoru. Mechanismy atomizace grafit (ad 1 a 2) 1. Vypaření jako oxid, následná disociace: M X O Y (s,l) M X O Y (g) xm(g) + yo(g) 2. Termický rozklad v pevné fázi: MO (s) M (g) + O (g) 3. Redukce na kov v kondenzované fázi, následné vypaření: M X O Y (s,l) + yc xm(s,l) + yco(g) xm(g) 4. Vypaření halogenidu a jeho následná disociace: MX Y (s,l) MX Y (g) M(g) + yx(g) 5

Mechanismy atomizace wolfram (ad 1 a 2) 1. Redukce oxidu wolframem v Ar atmosféře: 3 MO(s,l) + W(s) 3M(s,l,g) + WO 3 (s,g) 2. Mechanismy za přítomnosti H 2 vatmosféře: MO(s,l) + H 2 (g) M(s,l,g) + H 2 O(g) 2 MO(s,l,g) + 1/3 W + H 2 2M(s,l,g)+1/3 WO 3 (s,g) + H 2 O(g) 3. Vypaření oxidu a jeho následná disociace v plynné fázi: M x O y (s,l) M x O y (g) xm (g) + yo (g) INTERAKCE ANALYTU S MATERIÁLEM ATOMIZÁTORU (ad 3) Povrch grafitu je za vysokých teplot vysoce reaktivní, je pravděpodobná celá řada reakcí s analytem i složkami matrice vzorku. Sorpce kyslíku tvoříse různé oxidy stabilní do 950 o C. Chemisorpce a tvorba termicky stabilních sloučenin. Interakce grafitu s analytem za tvorby lamelárních sloučenin reagující složka vstupuje mezi jednotlivé acénové vrstvy grafitu. VÝSTUP VOLNÝCH ATOMŮ Z ATOMIZÁTORU (ad 4) Zánik atomů ve vnitřním prostoru atomizátoru. Výstup atomů na koncích atomizátoru či dávkovacím otvorem: Konvekce uplatňuje se, proudí-li ve fázi atomizace vnitřní inert. Expanze tepelná nebo vývin plynů vznikajících při rozkladu matrice. Difúzní transport je rozhodující u gas stop programů; vzniká díky koncentračním gradientům v atomizátoru a jeho okolí. 6

Teplotní program v ETA Analýza v ETA má několik fází (teplotních kroků), které musí být důkladně optimalizovány. Teplotní krok je charakterizován: rychlostí nárůstu teploty, dobou zdržení (tj. doba, po kterou je teplota udržována), typem inertního plynu. Spojení teplotních kroků = teplotní program: 1. Fáze sušení Abs 2. Fáze termické úpravy (rozkladu) 3. Fáze atomizace 4. Fáze čištění 5. (Fáze chlazení) T Teplota atomizátoru Rozhodující faktor ovlivňující atomizační mechanismus je teplota v atomizátoru její časový průběh a rozložení v prostoru. Teplota atomizátoru na počátku atomizace po určitou dobu roste a pak je konstantní v čase ale ne v prostoru teplotní gradient podél osy atomizátoru. Neizotermičnost atomizačního děje je příčinou negativních jevů (kondenzace v chladnější části, reakce volných atomů s matricí). Odstranění neizotermičnosti: prostorová příčně vyhřívané atomizátory, časová L vovova platforma. Parametry charakterizující podmínky atomizace: teplota atomizačního povrchu a teplota plynné fáze, rychlost ohřevu atomizátoru. 7

Prostorová neizotermičnost Příčně vyhřívaný atomizátor = prostorově konstantní teplota; snížení citlivosti. Časová neizotermičnost Vzorek se vypařuje do atmosféry o konstantní teplotě platforma zpozdí vypařování, dokud stěna a plyn nejsou teplejší. Vyhřívání platformy 3 složky: zářivé teplo ze stěn atomizátoru, horký inertní plyn (má být co největší), tepelná vodivost dotykem platformy a kyvety (má být co nejmenší). 8

ETA další vývoj Slavin zavedl (80. léta) STPF koncept Stabilized Temperature Platform Furnace. Koncept zahrnuje: rychlý ohřev, zastavení vnitřního inertu během atomizace, vyhodnocování Abs pomocí plochy píku. Další vývoje atomizátorů (nezavedeny komerčně): Dvoustupňový atomizátor Grafitový atomizátor sloužící jako reaktor Atomizace ze sondy: Interference v ETA-AAS AAS Interference v kondenzované fázi: Změna rozložení analytu na atomizační podložce. Změna nasákavosti atomizační podložky koroze HClO 4. Vznik snadno těkavé sloučeniny a ztráty analytu během termické úpravy. Vznik termicky stabilní sloučeniny a její nedostatečná atomizace. Interference v plynné fázi: Posun disociační rovnováhy. Změna rychlosti výstupu analytu z atomizátoru. ELIMINACE: většinu interferencí lze eliminovat použitím modifikátorů a zvýšením izotermičnosti atomizace příp. použitím jiného atomizačního povrchu. 9

MODIFIKÁTORY MATRICE Jsou to látky, které jsou schopny ovlivnit průběh termické úpravy nebo atomizační mechanismus, přičemž nesmí obsahovat stanovovaný prvek. Principy působení modifikátorů: Pokles neselektivní absorpce během atomizace tím, že matrice je převedena na těkavější formu o vytěká z atomizátoru před atomizací. Zvýšení účinnosti atomizace pomocí stabilizace analytu do vyšších teplot. Je možné použít vyšší atomizační teplotu a lépe rozložit matrici. Př. modifikátorů: Pd, Ni ve formě NO 3-, Mg(NO 3 ) 2 NH 4 H 2 PO 4, askorbová kyselina Směsné modifikátory, např.: Pd + Mg(NO 3 ) 2 PŮSOBENÍ MODIFIKÁTORŮ a) Redukce na kov a tvorba intermetalických sloučenin: Pd + Pb Pd 3 Pb nebo Pd 3 Pb 2. b) Oxidace matrice NO 3- (např. Mg(NO 3 ) 2 ) zvyšují těkavost matrice, zvláště organických sloučenin. c) NH 4 H 2 PO 4 stabilizuje analyt tvorbou termicky stabilních solí: Pb 3 (PO 4 ) 2. d) Tvorba těkavých komponent převedení těžce těkavé matrice v lehce těkavou: NaCl + NH 4 NO 3 NH 4 Cl + NaNO 3 e) Organická činidla (askorbová kyselina, EDTA) tvorba komplexů s analytem či matricí. f) Tvorba lamelárních sloučenin s grafitem. 10