AUTOMATICKÁ EMISNÍ SPEKTROMETRIE

Podobné dokumenty
OPTICK SPEKTROMETRIE

OPTICKÁ EMISNÍ SPEKTROMETRIE

OPTICKÁ EMISNÍ SPEKTROMETRIE

Základy spektroskopických metod

ZÁKLADNÍ ČÁSTI SPEKTRÁLNÍCH PŘÍSTROJŮ

OPTICKÁ EMISNÍ SPEKTROMETRIE

ATOMOVÁ SPEKTROMETRIE (v UV a Vis oblasti spektra)

10. Tandemová hmotnostní spektrometrie. Princip tandemové hmotnostní spektrometrie

ABSORPČNÍ A EMISNÍ SPEKTRÁLNÍ METODY

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

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

Analytické metody využívané ke stanovení chemického složení kovů. Ing.Viktorie Weiss, Ph.D.

GD OES a GD MS v praktických aplikacích

Emise vyvolaná působením fotonů nebo částic

Úvod do spektrálních metod pro analýzu léčiv

ZÁKLADNÍ ČÁSTI SPEKTROMETRŮ

4. Spektrální metody pro prvkovou analýzu léčiv optická atomová spektroskopie

METODY - spektrometrické

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

HMOTNOSTNÍ SPEKTROMETRIE - kvalitativní i kvantitativní detekce v GC a LC - pyrolýzní hmotnostní spektrometrie - analýza polutantů v životním

Aplikace ICP-OES (MS)

Vybrané spektroskopické metody

ATOMOVÁ SPEKTROMETRIE

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

Kalibrace a testování spektrometrů

Využití metod atomové spektrometrie v analýzách in situ

GENEROVÁNÍ TĚKAVÝCH SLOUČENIN V AAS

ANALÝZA EXTRAKTU PODLE MEHLICHA 3 METODOU ICP-OES

13. Spektroskopie základní pojmy

ATOMOVÁ SPEKTROMETRIE

Molekulová spektroskopie 1. Chemická vazba, UV/VIS

ATOMOVÁ SPEKTROMETRIE

METODY ANALÝZY POVRCHŮ

ATOMOVÁ SPEKTROMETRIE VALENČNÍCH ELEKTRONŮ (UV a Vis oblast spektra)

Jednotné pracovní postupy zkoušení krmiv STANOVENÍ OBSAHU VÁPNÍKU, DRASLÍKU, HOŘČÍKU, SODÍKU A FOSFORU METODOU ICP-OES

INSTRUMENTÁLNÍ METODY

Zdroje optického záření

Optogalvanick{ spektrometrie Vítězslav Otruba

Rentgenová difrakce a spektrometrie

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

Speciální spektrometrické metody. Zpracování signálu ve spektroskopii

Oblasti průzkumu kovů

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

Hmotnostní spektrometrie

Hmotnostní spektrometrie - Mass Spectrometry (MS)

Aplikace AAS ACH/APAS. David MILDE, Úvod

Fotoelektronová spektroskopie Instrumentace. Katedra materiálů TU Liberec

Laser Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS)

Úvod do fyziky tenkých vrstev a povrchů. Spektroskopie Augerových elektron (AES), elektronová mikrosonda, spektroskopie prahových potenciál

Spektroskopie subvalenčních elektronů Elektronová mikroanalýza, rentgenfluorescenční spektroskopie

ATOMOVÁ ABSORPČNÍ SPEKTROMETRIE S KONTINUÁLNÍM ZDROJEM ZÁŘENÍ

OES S BUZENÍM V PLAZMATU

Jednotné pracovní postupy zkoušení krmiv STANOVENÍ OBSAHU ARSENU, KOBALTU, CHROMU A NIKLU METODOU ICP-OES

Analýza emisních čar ve výboji v napařovacím stroji

DOUTNAVÝ VÝBOJ. 1. Vlastnosti doutnavého výboje 2. Aplikace v oboru plazmové nitridace

Ionizační manometry. Při ionizaci plynu o koncentraci n nejsou ionizovány všechny molekuly, ale jenom část z nich n i = γn ; γ < 1.

Optické metody emisní spektrofotometrie. Mgr. Jana Gottwaldová

HMOTNOSTNÍ SPEKTROMETRIE

Stručný úvod do spektroskopie

INFRAČERVENÁ SPEKTROMETRIE A BIOSLOŽKY PALIV

Hmotnostní spektrometrie

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

Techniky prvkové povrchové analýzy elemental analysis

DOUTNAVÝ VÝBOJ. Další technologie využívající doutnavý výboj

Elektronová mikroanalýz Instrumentace. Metody charakterizace nanomateriálů II

VIBRAČNÍ SPEKTROMETRIE

Praktikum z experimentálních metod biofyziky a chemické fyziky I. Vypracoval: Jana Čurdová, Martin Kříž, Vít Marek. Dne: 2.3.

Plazmová depozice tenkých vrstev oxidu zinečnatého

Rentgenfluorescenční analýza, pomocník nejen při studiu památek

Gas Discharges. Overview of Different Types. 14. listopadu 2011

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

U = E a - E k + IR Znamená to, že vložené napětí je vyrovnáváno

Použití metody GD-OES Application of GD-OES

IONTOVÉ ZDROJE. Účel. Požadavky. Elektronové zdroje. Iontové zdroje. Princip:

SPEKTROSKOPICKÉ VLASTNOSTI LÁTEK (ZÁKLADY SPEKTROSKOPIE)

Obsah. Analýza povrchu (Nadpis 1) Shrnutí (Nadpis 2) Úvod (Nadpis 2)

ANALÝZA POVRCHU (NADPIS 1) 2 SHRNUTÍ (NADPIS 2) 2. Úvod (Nadpis 2) 2. Povrch, vakuum (Nadpis 2) 2 VZORKY 3. Principy (Nadpis 2) 6 XPS (Nadpis 3) 6

LASEROVÁ ABLACE S HMOTNOSTNÍ SPEKTROMETRIÍ V INDUKČNĚ VÁZANÉM PLAZMATU PRO 2D MAPOVÁNÍ MOČOVÝCH KAMENŮ

STANOVENÍ ALKALICKÝCH KOVŮ V MLÉCE PLAMENOVOU FOTOMETRIÍ

Spektrometrické metody. Reflexní a fotoakustická spektroskopie

Porovnání metod atomové spektrometrie

Seznam otázek pro zkoušku z biofyziky oboru lékařství pro školní rok

Sylabus přednášek z analytické chemie I. v letním semestru 2015/2016

STEJNOSMĚRNÝ PROUD Nesamostatný výboj TENTO PROJEKT JE SPOLUFINANCOVÁN EVROPSKÝM SOCIÁLNÍM FONDEM A STÁTNÍM ROZPOČTEM ČESKÉ REPUBLIKY.

Průtokové metody (Kontinuální měření v proudu kapaliny)

OES S BUZENÍM V PLAZMATU

STEJNOSMĚRNÝ PROUD Samostatný výboj TENTO PROJEKT JE SPOLUFINANCOVÁN EVROPSKÝM SOCIÁLNÍM FONDEM A STÁTNÍM ROZPOČTEM ČESKÉ REPUBLIKY.

Výzva k podání nabídky na veřejnou zakázku malého rozsahu "Optický emisní spektrometr pořízení přístroje"

ZÁKLADY OBECNÉ A KLINICKÉ BIOCHEMIE

Mgr. Ladislav Blahuta

FOTOAKUSTIKA. Vítězslav Otruba

Metody povrchové analýzy založené na detekci iontů. Pavel Matějka

Optimalizace podmínek měření a práce s AAS

Přednáška 4. Úvod do fyziky plazmatu : základní charakteristiky plazmatu, plazma v elektrickém vf plazma. Doutnavý výboj : oblasti výboje

Spektrální charakteristiky

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

Fluorescence (luminiscence)

Agilent 5110 ICP-OES vždy o krok napřed

Transkript:

AUTOMATICKÁ EMISNÍ SPEKTROMETRIE SPEKTROGRAFIE Jako budící zdroj slouží plazma elektrického výboje, kdy se výkon generátoru mění v plazmatu na teplo, ionizační a budící práci a zářivou E. V praxi se spektrografie používá v hutní analytice analýza železa, ocelí, slitin apod. Budící zdroje: Elektrický oblouk: střídavý nebo stejnosměrný. Elektrická jiskra: nízko či vysokonapěťová. Laserové buzení. Výboje za sníženého tlaku (např. doutnavý výboj). 1

Obloukový výboj AD Arc Discharge Stabilní elektrický výboj s vysokou proudovou hustotou (2-30 A); T 3-8000 K. Teplotu je možno regulovat přídavkem spektrálního pufru, který současně zlepšuje rovnoměrnost těkání vzorku. Stejnosměrný oblouk probíhá 1 výboj o napětí 50-100 V. Střídavý oblouk přerušován asi 100x za s, napětí 2-5000 V,aby při změnách polarizace elektrod docházelo znovu k zažehnutí oblouku. Dochází ke značnému transportu vzorku do výboje vyšší c prvků v plazmatu vyšší citlivost. Stabilita výboje je nízká horší opakovatelnost vhodný pro kvalitativní a semikvantitativní analýzu. Elektrody grafitové (výborná vodivost, bez kontaminací). Vzorek rozemletý na prášek smíchán s C. Roztoky se budí nasáklé v porézních hmotách. Jiskrový výboj SD Spark Discharge Přerušovaný střídavý výboj s vysokým napětím a relativně nízkou průměrnou proudovou hustotou. V iniciační fázi proudy 100-1000 A a T 30000 K (elektrody však zůstávají studené). Z pracovní eldy se při výboji odpaří nepatrné množství vzorku, který se ve výboji atomizuje a excituje. Vykazuje velmi dobrou stabilitu a opakovatelnost. Citlivost je nižší vzhledem k nižší c prvků ve výboji. Jiskrový výboj je vhodnější pro kvantitativní analýzu. SD je standardní metoda pro analýzu kovových vzorků, vzorek je 1 elektrodou, protielektroda z W nebo C. Napětí: NN jiskra 300-500 V, VN jiskra10-20 kv. V Ar atmosféře možná analýza ve vzdálené UV oblasti a stanovení P, S, C, B. 2

ŘÍZENÝ OBLOUK (řadí se k SD): elektronický stabilizovaný oblouk s řízenou opakovací frekvencí 10 2 Hz. Nejrozšířenější buzení spojující výhody obloukového a jiskrového výboje. Grafitové elektrody: C sublimuje až při vysoké teplotě ve zdroji nezpůsobuje interference kromě výskytu CN pásů při analýze na vzduchu. Při analýze v Ar atmosféře je bez interferencí. Dvoustupňové laserové buzení Pomocí mikroskopu se zaměří analyzované místo vzorku. Elektrický výbor pomocný, pro excitaci ablatovaného vzorku. Laserova mikrosonda. Nedestruktivní analýza, i biologické vzorky. 3

Uspořádání emisních spektrografů Fotografická detekce Celé spektrum je snímáno na fotografickou desku nebo film, které bylo nutno chemickou cestou vyvolat a pak vyhodnocovat. Záření dopadající na citlivou foto vrstvu vyvolává fotochemickou reakci AgBr přítomného ve vrstvě. Výhody: nízká cena, simultánní záznam (současně probíhá i integrace signálu), trvale k dispozici, možnost dlouhé expozice je možné měřit i nízké intenzity záření. Nevýhody: časová náročnost vyvolávání, použitelnost pouze pro kvalitativní a semikvantitativní analýzu, rozdílná citlivost pro různé λ: Pro λ <200 nm přídavek luminiscenčních činidel. Pro λ >500 nm přídavek barviv do fotografické emulze. 4

Fotografická detekce Zčernání spektrální čáry D: Φ 0 zářivý tok procházející neexponovanou částí emulze Φ zářivý tok procházející emulzí v místě čáry 0 D =, kde Hodnota D závisí na osvětlení desky E ana době působení záření t. 1 oblast podexpozice 2 normální osvit 3 oblast přeexpozice Φ Φ SPEKTROMETRY TYPY SPEKTROMETRŮ: Mobilní přenosné spektrometry s jedním vzduchovým polychromátorem. Laboratorní (KVANTOMETRY) stacionární přístroje umožňující pracovat od vzdálené UV po Vis oblast; mohou mít více polychromátorů; určeny pro přesné analýzy. Automatické spektrometrické stanice robotizovaná pracoviště umístěná ve výrobních linkách. Spektrometr se skládá z: budícího zdroje + jiskřiště, optického systému a vyhodnocovací jednotky. Jiskřiště místo, kde probíhá výboj. 5

TYPY VÝBOJŮ Používá se řízený oblouk, AD, SD. Různá atmosféra: vzduch, Ar, vakuum: ADA arc discharge on air SDAR spark discharge on Ar SAFT (Spark Analysis For Traces) buzení slabým obloukem, kde se významně snižuje pozadí signál iontových čar a zlepšuje se LOD (o 1 až 2 řády). SDAR (a) difusní výboj (nízká citlivost) (b) koncentrovaný výboj krátery s hloubkou 10-20 µm, lepší citlivost Budící proces Je ovlivňován: vzdáleností elektrod, nastavením elektrických veličin obvodu (R, L, C), frekvencí opakování u SD. Fáze procesu buzení (tzv. jiskření ): Předjiskření slouží k homogenizaci povrchu vzorku. Analytické jiskření záznam intenzit emisního záření, obvykle se provádí asi 1000 výbojů. Celá analýza se skládá z: Celá analýza se skládá z: Odběru vzorku Úpravy vzorku broušení povrchu Vlastní analýza = jiskření 6

Kvalitativní a kvantitativní analýza Kvalitativní analýza: k identifikaci prvku alespoň 3 jeho čáry, srovnávání s tabulkami či knihovnami spektrálních čar, pro správné určení λ se přidává spektrum etalonu (př. Fe), zbytková čára. Semikvatitativní analýza řádové určení koncentrace s RSD 10-20 %. Kvantitativní analýza závislost intenzity spektrální čáry na koncentraci popisuje Lomakinův vztah: I = a.c b a souvislost mezi c prvku ve vzorku a výboji b popisuje samoabsorpci Dále se v kvantitativní analýze používají polynomické závislosti: c = b 0 + b 1 I + b 2 I 2 + Meziprvkové ovlivnění Projeví se změnou intenzity analyzovaného prvku v přítomnosti interferujícího prvku nebo matrice; posouvá kalibrační křivky v kladném směru. Odstraňuje se matematickou korekcí, např.: c kor = c K c.c ovl c kor = c K I.I ovl korekce koncentrací korekce intenzitou K korekční faktor Matematické korekce se v OES používají často např. ke korekci spektrálních interferencí a vlivu pozadí. 7

ROTRODE Emisní spektrometrie s rotační grafitovou elektrodou Mezi rotující grafitovou a pomocnou elektrodu se vkládá stejnosměrný nebo střídavý obloukový výboj na vzduchu a emitované záření se optovodiči vede do polychromátoru. POUŽITÍ: rychlá a přesná analýza olejů v motorech a turbínových agregátech. OES s buzením v doutnavém výboji GD-OES glow discharge OES Využívá doutnavého výboje jako u HCL Grimmův výboj (výboj za nízkého tlaku a laboratorní teploty). Vzorek je katoda; aparatura je evakuována a naplněna na nízký tlak Ar. 8

OES s buzením v doutnavém výboji Výboj s napětím v kv a nízkým proudem do 0,1 A. Na excitaci se podílí: Ar +, Ar m, Ar 2+ a urychlené atomy Ar. Dva základní mechanismy ionizace (excitace): Srážka s e - : M + e - M + + 2 e - Penningova reakce: M + Ar m M + + Ar + e - VÝHODY: Opakovatelnější buzení než u jiskry a nízká samoabsorpce lepší linearita kalibrací. Netermické buzení úzké spektrální čáry. NEVÝHODY: Nutnost kvalitní úpravy povrchu vzorku. Doba analýzy jedno jiskření asi 100 s. APLIKACE: Analýza povrchů. Studium hloubkových profilů (do 500 µm). 9