ATOMOVÁ SPEKTROMETRIE

Podobné dokumenty
ATOMOVÁ SPEKTROMETRIE

ATOMOVÁ SPEKTROMETRIE

Elektromagnetické záření. lineárně polarizované záření. Cirkulárně polarizované záření

SPEKTRÁLNÍ METODY. Ing. David MILDE, Ph.D. Katedra analytické chemie Tel.: ; (c) David MILDE,

Úvod do spektrálních metod pro analýzu léčiv

ABSORPČNÍ A EMISNÍ SPEKTRÁLNÍ METODY

Spektrometrické metody. Luminiscenční spektroskopie

INSTRUMENTÁLNÍ METODY

13. Spektroskopie základní pojmy

Základy spektroskopie a její využití v astronomii

Diskutujte, jak široký bude pás spojený s fosforescencí versus fluorescencí. Udělejte odhad v cm -1.

CHARAKTERIZACE MATERIÁLU II

Úvod do laserové techniky

Emise vyvolaná působením fotonů nebo částic

ZÁŘENÍ V ASTROFYZICE

Opakování: shrnutí základních poznatků o struktuře atomu

Fyzika IV Dynamika jader v molekulách

Stručný úvod do spektroskopie

Základy Mössbauerovy spektroskopie. Libor Machala

Laserová technika prosince Katedra fyzikální elektroniky.

Zeemanův jev. 1 Úvod (1)

Od kvantové mechaniky k chemii

Přednáška IX: Elektronová spektroskopie II.

Atomové jádro, elektronový obal

Plazmové metody. Základní vlastnosti a parametry plazmatu

Hamiltonián popisující atom vodíku ve vnějším magnetickém poli:

Optické spektroskopie 1 LS 2014/15

Elektronový obal atomu

ATOMOVÁ SPEKTROMETRIE (v UV a Vis oblasti spektra)

Měření šířky zakázaného pásu polovodičů

4. Spektrální metody pro prvkovou analýzu léčiv optická atomová spektroskopie

8.STAVBA ATOMU ELEKTRONOVÝ OBAL

CHARAKTERIZACE MATERIÁLU II

Fotoelektronová spektroskopie Instrumentace. Katedra materiálů TU Liberec

Fyzika IV. 1) orbitální magnetický moment (... moment proudové smyčky) gyromagnetický poměr: kvantování: Bohrův magneton: 2) spinový magnetický moment

KOMPLEXY EUROPIA(III) LUMINISCENČNÍ VLASTNOSTI A VYUŽITÍ V ANALYTICKÉ CHEMII. Pavla Pekárková

Látka jako soubor kvantových soustav

- Rayleighův rozptyl turbidimetrie, nefelometrie - Ramanův rozptyl. - fluorescence - fosforescence

LASERY ABSORPČNÍ METODY

Zajímavé vlastnosti sluneční atmosféry: magnetická a rychlostní pole

Úvod do moderní fyziky. lekce 3 stavba a struktura atomu

Balmerova série. F. Grepl 1, M. Benc 2, J. Stuchlý 3 Gymnázium Havlíčkův Brod 1, Gymnázium Mnichovo Hradiště 2, Gymnázium Šumperk 3

Světlo x elmag. záření. základní principy

Přednášky z lékařské biofyziky Biofyzikální ústav Lékařské fakulty Masarykovy univerzity, Brno

OPVK CZ.1.07/2.2.00/

Barevné principy absorpce a fluorescence

Molekulová spektroskopie 1. Chemická vazba, UV/VIS

Vybrané spektroskopické metody

Úvod do laserové techniky KFE FJFI ČVUT Praha Michal Němec, Plynové lasery. Plynové lasery většinou pracují v kontinuálním režimu.

ELEKTRONOVÝ OBAL ATOMU. kladně nabitá hmota. elektron

NMR spektroskopie rádiové frekvence jádra spinovou rezonancí jader spinový moment lichý počet

Balmerova série, určení mřížkové a Rydbergovy konstanty

1. Kvantové jámy. Tabulka 1: Efektivní hmotnosti nosičů v krystalech GaAs, AlAs, v jednotkách hmotnosti volného elektronu m o.

Fyzika IV. -ezv -e(z-zv) kov: valenční elektrony vodivostní elektrony. Elektronová struktura pevných látek model volných elektronů

Teorie Molekulových Orbitalů (MO)

Elektronový obal atomu

Luminiscence. Luminiscence. Fluorescence. emise světla látkou, která je způsobená: světlem (fotoluminiscence) chemicky (chemiluminiscence)

Anizotropie fluorescence

Fluorescence (luminiscence)

DZDDPZ1 - Fyzikální základy DPZ (opakování) Doc. Dr. Ing. Jiří Horák Institut geoinformatiky VŠB-TU Ostrava

Ing. Pavel Hrzina, Ph.D. - Laboratoř diagnostiky fotovoltaických systémů Katedra elektrotechnologie K13113

Atom vodíku. Nejjednodušší soustava: p + e Řešitelná exaktně. Kulová symetrie. Potenciální energie mezi p + e. e =

Elektronový obal atomu

4 Přenos energie ve FS

Moravské gymnázium Brno s.r.o. RNDr. Miroslav Štefan

Balmerova série vodíku

Příklady Kosmické záření

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

Atomová fyzika plazmatu

Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/

PRAKTIKUM IV Jaderná a subjaderná fyzika

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

Polovodičové senzory. Polovodičové materiály Teplotní závislost polovodiče Piezoodporový jev Fotonové jevy Radiační jevy Magnetoelektrické jevy

Nukleární magnetická rezonance (NMR)

Fyzika IV. Pojem prvku. alchymie. Paracelsus (16.st) Elektronová struktura atomů

Zdroje optického záření

Rentgenová spektrální analýza Elektromagnetické záření s vlnovou délkou 10-2 až 10 nm

Jádro se skládá z kladně nabitých protonů a neutrálních neutronů -> nukleony

Spektroskopické metody. převážně ve viditelné, ultrafialové a blízké infračervené oblasti

Spektroskopie v UV-VIS oblasti. UV-VIS spektroskopie. Roztok KMnO 4. pracuje nejčastěji v oblasti nm

Praktikum školních pokusů Úloha č. 2: Atomová a molekulová spektra

POKUSY VEDOUCÍ KE KVANTOVÉ MECHANICE II

Barevné principy absorpce a fluorescence

SPEKTROSKOPIE NUKLEÁRNÍ MAGNETICKÉ REZONANCE

Plazma. magnetosféra komety. zbytky po výbuchu supernovy. formování hvězdy. slunce

Praktikum III - Optika

Gymnázium, Milevsko, Masarykova 183 Školní vzdělávací program (ŠVP) pro vyšší stupeň osmiletého studia a čtyřleté studium 4.

Spektroskopie subvalenčních elektronů Elektronová mikroanalýza, rentgenfluorescenční spektroskopie

Kvantová teorie atomů

SPEKTROSKOPICKÉ VLASTNOSTI LÁTEK (ZÁKLADY SPEKTROSKOPIE)

Kmity a rotace molekul

Struktura elektronového obalu

Born-Oppenheimerova aproximace

Inovace studia molekulární a buněčné biologie

Stavba atomů a molekul

12. Zhášení fluorescence

Luminiscence. emise světla látkou, která je způsobená: světlem (fotoluminiscence) fluorescence, fosforescence. chemicky (chemiluminiscence)

Transkript:

ATOMOVÁ SPEKTROMETRIE Atomová spektrometrie valenčních e - 1. OES (AES). AAS 3. AFS 1

Atomová spektra čárová spektra Tok záření P - množství zářivé energie (Q E ) přenesené od zdroje za jednotku času. Zářivá intenzita (zářivost) I; I = P/ω [W.sr -1 ], kde ω je prostorový úhel paprsku. INTENZITA SPEKTRÁLNÍ ČÁRY Závisí na 3 faktorech: Počet atomů ve výchozím stavu (Boltzmanův zákon) Statistická váha stavu dána stupněm degenerace podhladiny e - Pravděpodobnost přechodu závisí na symetrii vlnových funkcí obou stavů. Šířka spektrální čáry Spektrální čára není nekonečně úzká, ale vykazuje rozšíření a profil. Minimální pološířka čáry je dána přirozenou šířkou čáry (Δν P = 10-5 nm) je dána Heisenbergovým principem neurčitosti (není možné zcela přesně určit polohu e - a jeho rychlost; ekvivalentně pak E a čas). h 1 8 Et Δ νp =, τ = 10 s 4π πτ Pološířka čáry = šířka v polovině výšky. Přirozená šířka čáry způsobená rozšířeními 5.10-4 5.10-3 nm.

Šířka spektrální čáry Dopplerovo rozšíření (vliv teploty) chaotický tepelný pohyb atomy se pohybují různými rychlostmi v různých směrech ke směru šíření záření. Dopplerův efekt: hν záření se zvyšuje při pohybu atomu ke zdroji a hν záření se snižuje při pohybu atomu od zdroje. λ 710 7 T Ar T 500 C T 1 5 C Šířka spektrální čáry Lorentzovo rozšíření (vliv koncentrace) při srážkách atomů v analyzátoru dochází k deformaci atomových orbitalů a tím ke změnám E příslušných stavů. Starkovo rozšíření interakce analytu s nabitými částicemi v elektrickém poli. Van der Walsovo rozšíření srážky (interakce) analytu s neutrálními částicemi. Holtsmarkovo rozšíření srážky s atomy stejného druhu. Rozšíření vlivem hyperjemné struktury čar v důsledku jaderného spinu. 3

Atomová spektra Optické spektrum přechody valenčních e - jsou dovolené splňují-li tato výběrová pravidla: Hlavní kvantové číslo n se může měnit libovolně. Vedlejší kvantové číslo: ΔL = ± 1. Vnitřní (magnetické) kvantové číslo: ΔJ = ± 1 nebo 0. S rostoucím počtem valenčních e - dochází k jejich vzájemné interakci a k porušení platnosti výběrových pravidel. Spektrální čáry dovolených přechodů jsou intenzivnější než u přechodů zakázaných. Rydbergova rovnice popisuje vznik atomových spekter (vychází z Bohrovy teorie atomu): ΔE 1 1 Δ = % ν % ν = = > E hc R Z, kde n1 n h c n1 n R Rydbergova konstanta R = 1,097.10-7 m -1 Atomová spektra Na s elektronovou konfigurací [Ne] 3s 1 (1 val. e - ) Absorpce fotonu je spojena s excitací e - do atomového orbitalu s vyšší E. Povolený přechod (výběrové pravidlo): ΔL = ± 1 povolené s p zakázané s d Rozštěpením hladin vzniká násobná struktura (multiplicita): dublety, triplety, Absorpční spektrum Na 4

Atomová spektra K popisu E hladin atomu se používají spektroskopické termy: n S+1 L J n hlavní kvantové číslo L vedlejší kvantové číslo (S pro L=0; P pro L=1, ) J celkové vnitřní kvantové číslo, vypočte se J = L+S S spinové kvantové číslo Term Na v základním stavu: 3 S 1/. V absorpčním spektru Na jsou čáry z termu 3 S 1/ na P termy: 3 S 1/ 3 P 1/ a 3 P 3/ (589,6 a 589,0 nm) 3 S 1/ 4 P 1/ a 4 P 3/ (330,3 a 330, nm) Atomová spektra vliv teploty Intenzita spektrální čáry závisí na tom, zda je přechod povolený či zakázaný. Dále ovlivňuje intenzitu teplota: každý typ zdroje (v OES) má určitou průměrnou t, která je vhodná pro excitaci určitých prvků. Boltzmannův zákon: * N N * g ΔE = exp( ) g kt kde g je statistická váha stavu (odpovídá degeneraci energ. stavu) k = 1,38.10-3 J.K -1 tzv. Boltzmannova konstanta S rostoucí teplotou dochází k disociaci molekul na volné atomy, další zvyšování teploty vede k ionizaci. 5

Termická rovnováha DISOCIACE potřeba E k překonání E vaz MX M + X [M] [X] [M] αd c KD= stupeň disociace αd= pak KD= [MX] [M] + [MX] 1 α Ovlivnění stupně disociace: roste s teplotou, závisí na koncentraci, mění se podle typu sloučeniny kovu, je ovlivňován produkty hoření. IONIZACE růst teploty způsobuje ionizaci M M + + e - + [M ] [e ] αi cm KI = = [M] 1 α Ovlivnění stupně ionizace: roste s teplotou a snižující se E ion, roste se snižující se koncentrací analytu, lze jej snížit dalšími zdroji e -. I D Měření absorpce Atomy absorbují záření ve velmi úzkém spektrálním intervalu (0,0005 0,005 nm) zdroj záření musí emitovat vysokou zářivou E. V praxi se používá pro stanovení metoda kalibrační křivky nebo standardních přídavků. Zakřivení kalibrační křivky bývá způsobeno: hyperjemnou strukturou některých prvků, zářivým pozadím zdroje záření, větší šířkou emisní čáry vliv samoabsorpce. 6