وفي القرن السابع عشر، دلت على مجمل كل المعاني أي الكمية المادية. الطاقة والكتلة, الإشعاع البصري. هذا هو الأخير الذي نقصده غالبًا عندما نتحدث عن طيف الضوء. على وجه التحديد، طيف الضوء هو مجموعة من نطاقات الإشعاع البصري ترددات مختلفةوالتي يمكننا أن نرى بعضها كل يوم في العالم من حولنا، في حين أن بعضها لا يمكن الوصول إليه بالعين المجردة. اعتمادًا على قدرة العين البشرية على الإدراك، ينقسم طيف الضوء إلى أجزاء مرئية وغير مرئية. وهذا الأخير يتعرض بدوره للأشعة تحت الحمراء والأشعة فوق البنفسجية.
أنواع الأطياف
هناك أيضا أنواع مختلفةأطياف. هناك ثلاثة من هذه، اعتمادا على الكثافة الطيفيةشدة الإشعاع. يمكن أن تكون الأطياف متواصلة أو خطية أو مخططة. يتم تحديد أنواع الأطياف باستخدام
الطيف المستمر
يتم تشكيل طيف مستمر عن طريق تسخينه إلى درجة حرارة عالية المواد الصلبةأو الغازات كثافة عالية. يعد قوس قزح الشهير المكون من سبعة ألوان مثالًا مباشرًا للطيف المستمر.
الطيف الخطي
يمثل أيضًا أنواعًا من الأطياف ويأتي من أي مادة في الحالة الذرية الغازية. ومن المهم أن نلاحظ هنا أنه موجود في المستوى الذري وليس الجزيئي. يضمن هذا الطيف تفاعلًا منخفضًا للغاية بين الذرات مع بعضها البعض. وبما أنه لا يوجد أي تفاعل، فإن الذرات تبعث موجات بشكل دائم نفس طول. مثال على هذا الطيف هو توهج الغازات المسخنة إلى درجة حرارة عالية.
طيف الفرقة
يمثل الطيف المخطط بصريًا نطاقات فردية، محددة بوضوح بفواصل زمنية داكنة إلى حد ما. علاوة على ذلك، فإن كل نطاق من هذه النطاقات ليس إشعاعًا بتردد محدد بدقة، ولكنه يتكون من كمية كبيرةخطوط الضوء تقع بالقرب من بعضها البعض. مثال على هذه الأطياف، كما في حالة الأطياف الخطية، هو توهج الأبخرة عند درجة حرارة عالية. ومع ذلك، لم تعد يتم إنشاؤها بواسطة الذرات، ولكن من خلال وجود قريب للغاية اتصال مشتركالجزيئات التي تسبب مثل هذا التوهج.
طيف الامتصاص
ومع ذلك، فإن أنواع الأطياف لا تنتهي عند هذا الحد. بالإضافة إلى ذلك، هناك نوع آخر يعرف بطيف الامتصاص. في التحليل الطيفي، يكون طيف الامتصاص عبارة عن خطوط داكنة على خلفية طيف مستمر، وبشكل أساسي، يعد طيف الامتصاص تعبيرًا عن الاعتماد على معدل امتصاص المادة، والذي يمكن أن يكون مرتفعًا إلى حد ما.
على الرغم من وجود مجموعة واسعة النهج التجريبيةلقياس أطياف الامتصاص. الأكثر شيوعًا هي التجربة التي يتم فيها تمرير شعاع الإشعاع المتولد عبر غاز مبرد (بحيث لا يكون هناك تفاعل بين الجزيئات، وبالتالي توهج)، وبعد ذلك يتم تحديد شدة الإشعاع الذي يمر عبره. يمكن استخدام الطاقة المنقولة لحساب الامتصاص.
التحليل الطيفي- مجموعة من طرق التحديد النوعي والكمي لتكوين الجسم، بناءً على دراسة أطياف تفاعل المادة مع الإشعاع، بما في ذلك الأطياف الاشعاع الكهرومغناطيسي, الموجات الصوتية، توزيعات الكتلة والطاقة الجسيمات الأوليةوإلخ.
اعتمادا على أغراض التحليل وأنواع الأطياف، يتم التمييز بين عدة طرق للتحليل الطيفي. الذريو جزيئيتتيح التحليلات الطيفية تحديد التركيب العنصري والجزيئي للمادة، على التوالي. وفي طرق الانبعاث والامتصاص، يتم تحديد التركيبة من خلال أطياف الانبعاث والامتصاص.
يتم إجراء التحليل الطيفي الشامل باستخدام أطياف الكتلة الذرية أو الأيونات الجزيئيةويسمح لك بتحديد التركيب النظائري لجسم ما.
قصة
تمت ملاحظة الخطوط الداكنة في الخطوط الطيفية لفترة طويلة، لكن أول دراسة جادة لهذه الخطوط تم إجراؤها فقط في عام 1814 على يد جوزيف فراونهوفر. تكريما له، كان التأثير يسمى "خطوط فراونهوفر". أثبت فراونهوفر استقرار مواضع الخطوط، وقام بتجميع جدول بها (أحصى إجمالي 574 سطرًا)، وخصص رمزًا أبجديًا رقميًا لكل منها. ولم يكن أقل أهمية هو استنتاجه بأن الخطوط لا ترتبط بالمادة البصرية أو بالجسم الغلاف الجوي للأرض، ولكن ل خاصية طبيعية ضوء الشمس. وجد خطوط مماثلة في مصادر مصطنعةالضوء، وكذلك في أطياف الزهرة وسيريوس.
وسرعان ما أصبح واضحًا أن أحد أوضح الخطوط يظهر دائمًا في وجود الصوديوم. في عام 1859، خلص G. Kirchhoff و R. Bunsen، بعد سلسلة من التجارب، إلى أن كل عنصر كيميائي له طيف خطي فريد خاص به، ووفقًا للطيف الأجرام السماويةيمكن استخلاص استنتاجات حول تكوين مادتها. ومن هذه اللحظة ظهر التحليل الطيفي في العلم، طريقة قوية الاستشعار عن بعدالتركيب الكيميائي.
لاختبار الطريقة في عام 1868 أكاديمية باريسنظمت العلوم رحلة استكشافية إلى الهند، حيث كاملة كسوف الشمس. وهناك اكتشف العلماء: كل الخطوط المظلمة في لحظة الكسوف، عندما حل طيف الانبعاث محل طيف الامتصاص الهالة الشمسية، كما كان متوقعا، أصبح مشرقا على خلفية مظلمة.
تم توضيح طبيعة كل خط وارتباطه بالعناصر الكيميائية تدريجياً. في عام 1860، اكتشف كيرشوف وبونسن السيزيوم باستخدام التحليل الطيفي، وفي عام 1861، اكتشف الروبيديوم. وتم اكتشاف الهيليوم في الشمس قبل 27 عامًا من اكتشافه على الأرض (1868 و1895 على التوالي).
مبدأ التشغيل
وقد تم تحديد ذرات كل عنصر كيميائي بدقة ترددات الرنينونتيجة لذلك فإنها تنبعث أو تمتص الضوء عند هذه الترددات. وهذا يؤدي إلى حقيقة أن الخطوط (المظلمة أو الفاتحة) في الأطياف تكون مرئية في المطياف أماكن معينة، خصائص كل مادة. تعتمد شدة الخطوط على كمية المادة وحالتها. في التحليل الطيفي الكمي، يتم تحديد محتوى المادة قيد الدراسة من خلال الشدة النسبية أو المطلقة للخطوط أو النطاقات في الأطياف.
ويتميز التحليل الطيفي البصري بسهولة التنفيذ النسبية، وعدم وجود تحضير معقد للعينة للتحليل، وكمية صغيرة من المادة (10-30 ملغ) اللازمة لتحليل عدد كبير من العناصر.
يتم الحصول على الأطياف الذرية (الامتصاص أو الانبعاث) عن طريق تحويل المادة إلى حالة بخار عن طريق تسخين العينة إلى 1000-10000 درجة مئوية. كمصادر لإثارة الذرات في تحليل الانبعاثاتالمواد الموصلة تستخدم شرارة، قوس التيار المتناوب; وفي هذه الحالة، يتم وضع العينة في حفرة أحد أقطاب الكربون. تُستخدم النيران أو البلازما من الغازات المختلفة على نطاق واسع لتحليل المحاليل.
طلب
في مؤخرا، الأكثر انتشارًا هي طرق التحليل الطيفي للانبعاث والكتلة، بناءً على إثارة الذرات وتأينها في بلازما الأرجون لتصريفات الحث، وكذلك في شرارة الليزر.
يعد التحليل الطيفي طريقة حساسة وتستخدم على نطاق واسع في الكيمياء التحليلية، الفيزياء الفلكية، علم المعادن، الهندسة الميكانيكية، الاستكشاف الجيولوجيوغيرها من فروع العلم.
في نظرية معالجة الإشارات، يعني التحليل الطيفي أيضًا تحليل توزيع طاقة الإشارة (على سبيل المثال، الصوت) عبر الترددات وأرقام الموجات وما إلى ذلك.
أنظر أيضا
مؤسسة ويكيميديا. 2010.
- بالت
- هان الشمالية
انظر ما هو "التحليل الطيفي" في القواميس الأخرى:
التحليل الطيفي- بدني طرق الجودة. .والكميات. تحديد التركيبة في va، بناءً على اكتساب ودراسة أطيافها. أساس S. أ. التحليل الطيفي للذرات والجزيئات، ويتم تصنيفه حسب غرض التحليل وأنواع الأطياف. الذرية S. أ. (ASA) تحدد... ... الموسوعة الفيزيائية
التحليل الطيفي- قياس تركيب المادة بناء على دراسة أطيافها المصدر... كتاب مرجعي للقاموس لمصطلحات التوثيق المعياري والتقني
التحليل الطيفي- انظر التحليل الطيفي. القاموس الجيولوجي: في مجلدين. م: ندرة. حرره K. N. Paffengoltz وآخرون 1978. التحليل الطيفي ... الموسوعة الجيولوجية
التحليل الطيفي- قدم بنسن وكيرشوف عام 1860 الدراسة الكيميائية للمادة من خلال خطوطها الملونة المميزة، والتي يمكن ملاحظتها عند النظر إليها (أثناء التطاير) من خلال المنشور. شرح 25000 كلمات اجنبية … قاموس الكلمات الأجنبية للغة الروسية
التحليل الطيفي- التحليل الطيفي، إحدى طرق التحليل التي تستخدم فيها الأطياف (انظر التحليل الطيفي، الطيفي) التي يقدمها هذا الجسم أو ذاك عند تسخينها! أو عند تمرير الأشعة خلال المحاليل، مما يعطي طيفًا مستمرًا. ل… … الموسوعة الطبية الكبرى
التحليل الطيفي - الطريقة الفيزيائيةالتحديد النوعي والكمي لتركيب المادة، ويتم ذلك باستخدام أطيافها الضوئية. هناك التحليل الطيفي الذري والجزيئي، والانبعاث (على أساس أطياف الانبعاث) والامتصاص (على أساس الطيف... ... كبير القاموس الموسوعي
التحليل الطيفي- الرياضيات الطريقة الإحصائيةتحليل السلاسل الزمنية، حيث تعتبر السلسلة مجموعة معقدة، أو خليط الاهتزازات التوافقية، متراكبة على بعضها البعض. في هذه الحالة، يتم إيلاء الاهتمام الرئيسي للتردد... ... القاموس الاقتصادي الرياضي
التحليل الطيفي- بدني طرق التحديد النوعي والكمي للمواد الكيميائية. تكوين أي مواد على أساس الحصول على طيفها البصري ودراسته. اعتمادا على طبيعة الأطياف المستخدمة يتم التمييز بين الأنواع التالية: الانبعاثات (انبعاث C ... موسوعة البوليتكنيك الكبيرة
التحليل الطيفي- التحليل الطيفي هو طريقة فيزيائية للتحديد النوعي والكمي للذرات و التركيب الجزيئيالمادة، بناءً على دراسة أطيافها. الأساس الماديس.أ. التحليل الطيفي للذرات والجزيئات، ... ... الموسوعة السوفيتية الكبرى
التحليل الطيفي- محتوى المقال. I. وهج الأجساد. طيف الانبعاث. الطيف الشمسي. خطوط فراونهوفر. المنشورية و أطياف الحيود. تشتت اللون من المنشور والصريف. ثانيا. المناظير الطيفية. مطياف مرفقي ومستقيم للرؤية المباشرة.… ... القاموس الموسوعي ف. بروكهاوس وآي. إيفرون
ينقسم التحليل الطيفي إلى عدة طرق مستقلة. من بينها: التحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء والأشعة فوق البنفسجية، والامتصاص الذري، وتحليل التلألؤ والفلورسنت، والتحليل الطيفي الانعكاسي والرامان، والقياس الطيفي، والتحليل الطيفي للأشعة السينية، بالإضافة إلى عدد من الطرق الأخرى.
يعتمد التحليل الطيفي للامتصاص على دراسة أطياف الامتصاص للإشعاع الكهرومغناطيسي. يتم إجراء التحليل الطيفي للانبعاث باستخدام أطياف الانبعاث للذرات أو الجزيئات أو الأيونات المثارة طرق مختلفة.
التحليل الطيفي للانبعاث الذري
غالبًا ما يُطلق على التحليل الطيفي اسم التحليل الطيفي للانبعاث الذري فقط، والذي يعتمد على دراسة أطياف الانبعاث للذرات والأيونات الحرة في الطور الغازي. يتم تنفيذه في نطاق الطول الموجي 150-800 نانومتر. يتم إدخال عينة من المادة قيد الدراسة إلى مصدر الإشعاع، وبعد ذلك يحدث تبخر وتفكك الجزيئات فيه، وكذلك إثارة الأيونات الناتجة. إنها تنبعث منها إشعاعات يتم تسجيلها بواسطة جهاز التسجيل الخاص بالأداة الطيفية.
العمل مع سبكترا
تتم مقارنة أطياف العينات مع الأطياف العناصر المعروفةوالتي يمكن العثور عليها في الجداول المقابلة الخطوط الطيفية. هذه هي الطريقة التي يتم بها تحديد تركيبة المادة التي يتم تحليلها. تحليل كمييعني التركيز من هذا العنصرفي التحليل. يتم التعرف عليه من خلال حجم الإشارة، على سبيل المثال، من خلال درجة السواد أو الكثافة البصريةخطوط على لوحة فوتوغرافية، حسب شدتها تدفق مضيئةعلى جهاز الاستقبال الكهروضوئي.
أنواع الأطياف
يتم توفير طيف مستمر من الإشعاع بواسطة المواد الموجودة في المواد الصلبة أو الحالة السائلةوكذلك الغازات الكثيفة. لا توجد فواصل في مثل هذا الطيف، حيث يتم تمثيل موجات من جميع الأطوال فيه. لا تعتمد شخصيتها على خصائص الذرات الفردية فحسب، بل تعتمد أيضًا على تفاعلها مع بعضها البعض.
يتميز طيف الانبعاث الخطي للمواد الموجودة في الحالة الغازية، بينما لا تتفاعل الذرات تقريبًا مع بعضها البعض. والحقيقة هي أن الذرات المعزولة لعنصر كيميائي واحد تنبعث منها موجات ذات طول موجي محدد بدقة.
ومع زيادة كثافة الغاز، تبدأ الخطوط الطيفية في الاتساع. لمراقبة مثل هذا الطيف، يتم استخدام وهج تفريغ الغاز في أنبوب أو بخار مادة في اللهب. إذا تم تمرير الضوء الأبيض عبر غاز غير باعث، ستظهر خطوط داكنة في طيف الامتصاص على خلفية الطيف المستمر للمصدر. يمتص الغاز بكثافة ضوء تلك الأطوال الموجية التي ينبعث منها عند تسخينه.
تم اكتشاف التحليل الطيفي في عام 1859 من قبل بنسن وكيرشوف، أساتذة الكيمياء والفيزياء في واحدة من أقدم وأعرق الجامعات. المؤسسات التعليميةألمانيا - جامعة هايدلبرغ التي سميت باسم روبريخت وكارل. افتتاح الطريقة البصريةدراسات التركيب الكيميائي للأجسام وخصائصها حالة فيزيائيةساهم في التعرف على الجديد العناصر الكيميائية(الإنديوم، السيزيوم، الروبيديوم، الهيليوم، الثاليوم والجاليوم)، وظهور الفيزياء الفلكية وأصبح نوعا من الاختراق في اتجاهات مختلفةالتقدم العلمي والتكنولوجي.
اختراق في العلوم والتكنولوجيا
لقد أدى التحليل الطيفي إلى توسيع نطاق البحث العلمي بشكل كبير، مما جعل من الممكن تحقيق المزيد تعريفات دقيقةصفات الجسيمات والذرات، وفهم العلاقات المتبادلة بينها، وتحديد الأسباب التي تجعل الأجسام تشع طاقة ضوئية. كل هذا كان طفرة في مجال العلوم والتكنولوجيا، لأنهم مزيد من التطويرلا يمكن تصوره دون معرفة واضحة بالتركيب الكيميائي للمواد التي تعتبر كائنات للنشاط البشري. اليوم لم يعد يكفي أن نقتصر على تحديد الشوائب فحسب، بل تم وضع متطلبات جديدة على طرق تحليل المواد. نعم، أثناء الإنتاج مواد البوليمريعد النقاء العالي جدًا لتركيز الشوائب في المونومرات الأولية أمرًا مهمًا للغاية، نظرًا لأن جودة البوليمرات النهائية تعتمد عليه غالبًا.
إمكانيات الطريقة البصرية الجديدة
يتم أيضًا وضع متطلبات متزايدة على تطوير الأساليب التي تضمن الدقة والسرعة العالية في التحليل. طرق التحليل الكيميائية ليست دائما كافية لهذه الأغراض؛ الفيزيائية والكيميائية الطرق الفيزيائيةتحديد التركيب الكيميائي. فيما بينها مكان رائديحتل التحليل الطيفي، وهو عبارة عن مجموعة من الأساليب الكمية و تعريف نوعيتكوين الجسم قيد النظر، بناء على دراسة أطياف التفاعل بين المادة والإشعاع. وبناءً على ذلك، يشمل ذلك أيضًا أطياف الموجات الصوتية، والإشعاع الكهرومغناطيسي، وتوزيعات الطاقة والكتلة للجسيمات الأولية. بفضل التحليل الطيفي، أصبح من الممكن تحديد ذلك بدقة التركيب الكيميائيودرجة حرارة المادة وجودها حقل مغناطيسيوتوترها وسرعة حركتها وغيرها من المعالم. تعتمد الطريقة على دراسة بنية الضوء المنبعث أو الممتص بواسطة المادة التي يتم تحليلها. عندما يتم إطلاق شعاع معين من الضوء في الحافة الجانبيةمنشور ثلاثي السطوح، الأشعة التي تشكل الضوء الأبيض، عند انكسارها، تخلق طيفًا على الشاشة، وهو نوع من شريط قوس قزح حيث توجد جميع الألوان دائمًا بترتيب معين لا يتغير. ويحدث انتشار الضوء على شكل موجات كهرومغناطيسية، يتوافق طول كل منها مع أحد ألوان شريط قوس قزح. إن تحديد التركيب الكيميائي للمادة عن طريق الطيف يشبه إلى حد كبير طريقة العثور على مجرم باستخدام بصمات الأصابع. أطياف الخط، مثل الأنماط الموجودة على الأصابع، تتميز بفردية فريدة. بفضل هذا، يتم تحديد التركيب الكيميائي. يتيح التحليل الطيفي اكتشاف مكون معين في التركيبة مادة معقدة، كتلتها لا تزيد عن 10-10. هذه طريقة حساسة إلى حد ما. تستخدم المناظير الطيفية وأجهزة قياس الطيف لدراسة الأطياف. في المرحلة الأولى، يتم فحص الطيف، ويتم تصويره بمساعدة أجهزة قياس الطيف. تسمى الصورة الناتجة بالمخطط الطيفي.
أنواع التحليل الطيفي
يعتمد اختيار طريقة التحليل الطيفي إلى حد كبير على الغرض من التحليل وأنواع الأطياف. وبالتالي، يتم استخدام التحليلات الذرية والجزيئية لتحديد التركيب الجزيئي والعنصري للمادة. في حالة تحديد التركيبة من أطياف الانبعاث والامتصاص، الانبعاث و طرق الامتصاص. عند دراسة التركيب النظائري لجسم ما، نستخدم التحليل الطيفي الكتلي، الذي يتم باستخدام أطياف الكتلة للأيونات الجزيئية أو الذرية.
مزايا الطريقة
يحدد التحليل الطيفي التركيب العنصري والجزيئي للمادة، ويجعل من الممكن إجراء اكتشاف نوعي للعناصر الفردية للعينة قيد الدراسة، وكذلك الحصول على الكمياتتركيزاتهم. الأقارب المقربين الخواص الكيميائيةمن الصعب جدًا تحليل المواد الطرق الكيميائيةولكن يمكن تحديدها طيفياً دون أي مشاكل. هذه، على سبيل المثال، مخاليط العناصر الأرضية النادرة أو الغازات الخاملة. وفي الوقت الحاضر، تم تحديد أطياف جميع الذرات، وتم تجميع جداولها.
تطبيقات التحليل الطيفي
أفضل الطرق المتطورة للتحليل الطيفي الذري. يتم استخدامها لتقييم مجموعة واسعة من الأشياء في الجيولوجيا والفيزياء الفلكية والمعادن الحديدية وغير الحديدية والكيمياء والبيولوجيا والهندسة الميكانيكية وغيرها من فروع العلوم والصناعة. في الآونة الأخيرة، وقد تزايد حجم تطبيق عمليوالتحليل الطيفي الجزيئي. تُستخدم أساليبه في الصناعات الكيميائية والصيدلانية وتكرير النفط لأغراض البحث المواد العضوية، أقل في كثير من الأحيان ل المركبات غير العضوية.
طرق التشخيص المختبري المتقدمة
يستخدم التحليل الطيفي على نطاق واسع في الطب. يتم استخدامه لتحديد المواد الغريبة في جسم الإنسان، وتشخيصها، بما في ذلك السرطان، مرحلة مبكرةتطورهم. يمكن تحديد وجود أو عدم وجود العديد من الأمراض عن طريق فحص الدم المختبري. في كثير من الأحيان هذه هي أمراض الجهاز الهضمي والجهاز البولي التناسلي. يتزايد تدريجياً عدد الأمراض التي يحددها اختبار الدم الطيفي. توفر هذه الطريقة أعلى دقة في اكتشاف التغيرات البيوكيميائية في الدم في حالة حدوث خلل في أي عضو بشري. أثناء الدراسة أجهزة خاصةأطياف امتصاص الأشعة تحت الحمراء الناتجة عن حركة متذبذبةويتم تحديد جزيئاته ومصل الدم وأي انحرافات في تركيبه الجزيئي. يستخدم التحليل الطيفي أيضًا للتحقق التركيب المعدنيجثث. المواد اللازمة للبحث في في هذه الحالةيخدم الشعر . غالبًا ما يرتبط أي خلل أو نقص أو زيادة في المعادن بعدد من الأمراض، مثل أمراض الدم والجلد والقلب والأوعية الدموية والجهاز الهضمي والحساسية واضطرابات النمو والنمو لدى الأطفال وانخفاض المناعة والتعب والضعف. تعتبر هذه الأنواع من الاختبارات أحدث طرق التشخيص المختبري التقدمي.
تفرد الطريقة
لقد وجد التحليل الطيفي اليوم تطبيقًا في جميع المجالات الأكثر أهمية تقريبًا النشاط البشري: في الصناعة والطب والطب الشرعي وغيرها من الصناعات. هو الجانب الأكثر أهميةتطوير التقدم العلميوكذلك مستوى ونوعية حياة الإنسان.
التحليل الطيفي، طريقة الجودة. والكميات. تعريفات تعبير، بناءً على دراسة أطياف انبعاثها وامتصاصها وانعكاسها وما إلى ذلك. هناك التحليل الطيفي الذري والجزيئي، ومهامها هي تحديد الدقة. التركيب العنصري والجزيئي للمادة. يتم تنفيذها بواسطة أطياف الانبعاث، أو التحلل المثار. طرق التحليل الطيفي للامتصاص - بناءً على أطياف الامتصاص الكهرومغناطيسي. الإشعاع من الأجسام التي تم تحليلها (انظر). اعتمادا على الغرض من الدراسة، يتم تحديد خصائص المادة التي تم تحليلها، وخصائص الأطياف المستخدمة، ومنطقة الطول الموجي وعوامل أخرى، ومسار التحليل، والمعدات، وطرق قياس الأطياف والمقاييس. تختلف خصائص النتائج بشكل كبير. ووفقا لهذا، ينقسم التحليل الطيفي إلى عدد من التحليلات المستقلة. الأساليب (انظر، على وجه الخصوص،).
في كثير من الأحيان، يُفهم التحليل الطيفي فقط على أنه التحليل الطيفي للانبعاث الذري (AESA) - وهي طريقة تعتمد على دراسة أطياف الانبعاث للمواد الحرة. وفي الطور الغازي في نطاق الطول الموجي 150-800 نانومتر (انظر).
عند التحليل المواد الصلبةالأعلى. غالبًا ما يتم استخدام القوس (التيار المباشر والمتناوب) وتصريفات الشرارة، التي يتم تشغيلها من عمليات التصريف المصممة خصيصًا. استقر المولدات (غالبًا ما يتم التحكم فيها إلكترونيًا). كما تم إنشاء مولدات عالمية يتم من خلالها الحصول على التصريفات أنواع مختلفةمع متغيرات تؤثر على كفاءة عمليات الإثارة للعينات قيد الدراسة. يمكن للمادة الصلبة الموصلة للكهرباء أن تعمل بشكل مباشر كقوس أو شرارة؛ المواد الصلبة غير الموصلة وتوضع في تجاويف الفحم بتكوين أو بآخر. في هذه الحالة، يتم تنفيذ كل من (الرش) الكامل للمادة التي تم تحليلها والأخيرة الكسرية وإثارة المكونات وفقًا لخصائصها الفيزيائية. والكيمياء. سانت لك، والذي يسمح لك بزيادة حساسية ودقة التحليل. لتعزيز تأثير التجزئة، يتم تطبيقه على نطاق واسع على المادة التي تم تحليلها، مما يعزز تكوين مركبات شديدة التطاير تحت درجات حرارة عالية [(5-7)·10 3 كلفن] ظروف قوس الفحم. (، الخ) عناصر محددة. للتحليل الجيولوجي. في هذا النموذج، يتم استخدام طريقة رش أو نفخ قوس الكربون في منطقة التفريغ على نطاق واسع.
عند التحليل، إلى جانب تصريفات الشرارة بأنواعها المختلفة، يتم أيضًا استخدام مصادر ضوء تفريغ التوهج (مصابيح قاتمة، تفريغ مجوف). تم تطوير المجموعات. الآلي المصادر التي تستخدم فيها مصابيح التفريغ المتوهجة أو المصابيح الكهروحرارية للانحلال. المحللات، وللحصول على الأطياف، على سبيل المثال، البلازماترونات عالية التردد. في هذه الحالة، من الممكن تحسين الظروف والإثارة للعناصر التي يتم تحديدها.
عند تحليل المحاليل السائلة أفضل النتائجيتم الحصول عليها باستخدام بلازماترونات عالية التردد (HF) وفائقة التردد (الميكروويف) تعمل في ظروف خاملة، وكذلك باستخدام قياس اللهب الضوئي. التحليل (انظر). لتحقيق الاستقرار في درجة حرارة التفريغ عند المستوى الأمثل، يتم إدخال المواد المؤينة بسهولة، على سبيل المثال. . يتم استخدام تفريغ HF مع اقتران حثي ذو تكوين حلقي بنجاح خاص (الشكل 1). فهو يفصل بين مناطق امتصاص طاقة التردد اللاسلكي والإثارة الطيفية، مما يجعل من الممكن زيادة كفاءة الإثارة ونسبة التحليل المفيدة بشكل كبير. إشارة إلى الضوضاء وبالتالي تحقيق حدود كشف منخفضة للغاية لمجموعة واسعة من العناصر. يتم حقن منطقة الإثارة باستخدام الرشاشات الهوائية أو (الأقل شيوعًا) بالموجات فوق الصوتية. عند تحليلها باستخدام بلازماترونات الموجات الديكامترية والموجات الدقيقة وقياس ضوء اللهب، فإنها تكون ذات صلة. الانحراف المعياريهو 0.01-0.03، والذي يسمح في بعض الحالات باستخدام AESA بدلاً من المواد الكيميائية الدقيقة ولكنها أكثر كثافة في العمالة وتستغرق وقتًا طويلاً. طرق التحليل.
الخلطات تتطلب خاصة المنشآت الفراغية؛ يتم إثارة الأطياف باستخدام تفريغ الترددات اللاسلكية والميكروويف. ونظرًا للتطورات، نادرًا ما يتم استخدام هذه الأساليب.
أرز. 1. بلازماترون HF: 1-الشعلة الصادرة؛ 2-منطقة الإثارة الطيفية. 3-منطقة امتصاص الطاقة HF. 4- الحرارة. اداة الحث؛ 5-مدخل مبرد ( , ); 6- مدخلات تكوين البلازما ()؛ 7-مدخل مذرى (الغاز الحامل-الأرجون).
عند التحليل عاليالنقاء، عندما يكون من الضروري تحديد العناصر التي يكون محتواها أقل من 10 -5 -10٪، وكذلك عند تحليل المواد السامة و المواد المشعةالمعالجة مسبقا؛ على سبيل المثال، يتم فصل العناصر التي يتم تحديدها جزئيًا أو كليًا عن القاعدة ونقلها إلى حجم أصغر من المحلول أو إضافتها إلى كتلة أصغر من مادة أكثر ملاءمة للتحليل. لفصل المكونات، يتم استخدام التقطير التجزيئي للقاعدة (في كثير من الأحيان الشوائب). AESA باستخدام المواد الكيميائية المدرجة. عادة ما تسمى الأساليب التحليل الطيفي الكيميائي. إضافي تؤدي عمليات الفصل والعناصر المحددة إلى زيادة تعقيد التحليل ومدته بشكل كبير وتزيد من دقته (يصل الانحراف المعياري النسبي إلى قيم 0.2-0.3)، ولكنه يقلل من حدود الكشف بمقدار 10-100 مرة.
محدد مجال AESA هو التحليل المجهري (المحلي). في هذه الحالة، عادةً ما يتم تبخير الحجم الصغير من المادة (عمق الحفرة من عشرات الميكرونات إلى عدة ميكرونات) بواسطة نبضة ليزر تعمل على جزء من سطح العينة يبلغ قطره عدة ميكرونات. عشرات الميكرونات. لإثارة الأطياف، غالبًا ما يتم استخدام تفريغ شرارة نابض متزامن مع نبضة ليزر. يتم استخدام هذه الطريقة في البحث في مجال المعادن.
يتم تسجيل الأطياف باستخدام مقاييس الطيف (مقاييس الكم). هناك أنواع عديدة من هذه الأجهزة، تختلف في الفتحة، والتشتت، والدقة، والمدى الطيفي العامل. تعد نسبة الفتحة الكبيرة ضرورية لتسجيل الإشعاعات الضعيفة، كما أن التشتت الكبير ضروري لفصل الخطوط الطيفية ذات الأطوال الموجية المماثلة عند تحليل المواد ذات الأطياف متعددة الخطوط، وكذلك لزيادة حساسية التحليل. تُستخدم أجهزة الحيود كأجهزة لتشتيت الضوء. شبكات (مسطحة، مقعرة، ملولبة، ثلاثية الأبعاد، لمحة)، من عدة. مئات إلى عدة ألف ضربة في المليمتر، وفي كثير من الأحيان أقل - مناشير الكوارتز أو الزجاج.
(الشكل 2)، تسجيل الأطياف على خاص. أو (في كثير من الأحيان) على ، وهو الأفضل لـ AESA عالي الجودة، نظرًا لأنها تسمح لك بدراسة نطاق العينة بالكامل مرة واحدة (في منطقة العملجهاز)؛ ومع ذلك، فهي تستخدم أيضًا للكميات. تحليل بسبب المقارنة. انخفاض التكلفة والتوافر وسهولة الصيانة. لا يتم قياس اسوداد الخطوط الطيفية باستخدام مقاييس الضوء الدقيقة (مقاييس الكثافة الدقيقة). استخدام أجهزة الكمبيوتر أو المعالجات الدقيقة يوفر التلقائية وضع القياس ومعالجة نتائجها ومخرجاتها النتائج النهائيةتحليل.
الصورة 2. التصميم البصري: فتحة دخول واحدة؛ مرآة ذات دورين؛ 3-كروية مرآة؛ 4- الحيود بنية؛ 5-إضاءة بمقياس الضوء؛ 6 مقياس؛ 7-لوحة الصور.
أرز. 3. مخطط الكم (من أصل 40 قناة تسجيل، يتم عرض ثلاث قنوات فقط): 1-متعدد الألوان؛ 2- الحيود شبكات؛ 3-فتحات الخروج؛ 4-PMT؛ 5 فتحات دخول؛ 6 - مع مصادر الضوء. 7- مولدات الشرارة و تصريفات القوس; 8- جهاز تسجيل إلكتروني. 9 - سوف يحسب المدير . معقد.
في المطياف يتم تنفيذ الطاقة الكهروضوئية. محلل التسجيل. إشارات باستخدام أنابيب المضاعف الضوئي (PMTs) مع تلقائي معالجة البيانات على جهاز الكمبيوتر. الكهروضوئية تسمح أجهزة متعددة الألوان متعددة القنوات (حتى 40 قناة أو أكثر) في أجهزة قياس الكم (الشكل 3) بالتسجيل المتزامن للحليلة. خطوط جميع العناصر المحددة التي يوفرها البرنامج. عند استخدام المسح أحادي اللون، متعدد العناصريتم ضمان التحليل عن طريق المسح عالي السرعة عبر الطيف وفقًا لبرنامج معين.
لتحديد العناصر (C، S، P، As، إلخ)، التحاليل الأكثر كثافة. والتي تقع خطوطها في منطقة الأشعة فوق البنفسجية من الطيف بأطوال موجية أقل من 180-200 نانومتر، ويتم استخدام مقاييس الطيف الفراغي.
عند استخدام أجهزة قياس الكم، يتم تحديد مدة التحليل في المتوسط. أقل الإجراءات لإعداد المادة المصدرية للتحليل. يتم تحقيق انخفاض كبير في وقت إعداد العينة عن طريق الأتمتة. مراحل طويلة - جلب الحلول للتركيبة القياسية، وطحن واختيار كتلة معينة. بصيغة الجمع في بعض الحالات، يتم تنفيذ AESA متعدد العناصر على مدار فترة زمنية متعددة. دقائق، على سبيل المثال: عند تحليل الحلول باستخدام القياس الآلي. الكهروضوئية مطياف مع بلازماترونات RF أو أثناء التحليل أثناء عملية الذوبان تلقائيًا التغذية في مصدر الإشعاع.
باللون الأسود واللون، يتم التعبير عن الطرق شبه الكمية (الانحراف المعياري النسبي 0.3-0.5 أو أكثر) لتحديد محتوى أهمها أو أهمها. المكونات المميزة، على سبيل المثال. عند وضع علامات عليها، عند فرز الخردة المعدنية لإعادة تدويرها، وما إلى ذلك. ولهذا الغرض، يتم استخدام أجهزة بصرية وكهروضوئية بسيطة ومدمجة ورخيصة الثمن. الأدوات (نطاقات القلم ومقاييس الأسلوب) بالاشتراك مع مولدات الشرارة. نطاق المحتويات المحددة للعناصر هو من عدة. أعشار من المئة إلى عشرات من المئة.
يتم استخدام AESA في البحث العلمي؛ وبمساعدتها اكتشفوا الكيمياء. تتم دراسة العناصر أثريا. الكائنات، تعيين التكوين الأجرام السماويةإلخ. يتم استخدام AESA أيضًا على نطاق واسع للتحكم في التكنولوجيا. العمليات (على وجه الخصوص، لتحديد تكوين المواد الأولية والمنتجات التكنولوجية والنهائية)، والبحث عن الكائنات، وما إلى ذلك. باستخدام AES، من الممكن تحديد جميع العناصر الدورية تقريبًا. أنظمة في نطاق واسع جدًا من المحتويات - من 10 -7% (حزمة/مل) إلى عشرات بالمائة (مجم/مل). مزايا NPP: ممكنإمكانية التحديد المتزامن في عينة صغيرة من المادة عدد كبيرالعناصر (حتى 40 أو أكثر) بما يكفي دقة عالية(انظر الجدول)، عالمية الطريقة. تقنيات التحليل المختلفة الداخل والتعبير والبساطة النسبية وسهولة الوصول والتكلفة المنخفضة للمعدات.
، إد. أهلاً. زيلبرشتينا، ل.، 1987؛ Kuzyakov Yu.Ya.، Semenenko K.A.، Zorov N.B.، طرق التحليل الطيفي، M.، 1990. Yu.I. كوروفين،