- •Часть 2.
- •Раздел V. Физико-химический анализ.
- •Глава 1. Спектральный анализ.
- •1.1.Эмиссионные методы.
- •1.1.1. Применение газоразрядной плазмы.
- •1.1.2. Аналитические частицы.
- •1.1.3. Аналитические спектры.
- •1.1.4. Источники света.
- •1.1.5. Аналитические свойства эмиссионных методов.
- •1.1.6. Аппаратура, применяемая в эмиссионных методах са.
- •1.1.7. Специальные методики возбуждения аналитического спектра.
- •1.2. Методы комбинационного рассеяния света.
- •1.2.1.Интенсивность и частотные сдвиги линий крс
- •1.2.2.Способы возбуждения спектров кр.
- •1.2.3.Схемы регистрации спектров кр.
- •1.3. Изотопно – спектральные методы.
- •1.3.1. Общие положения.
- •1.3.2.Принципиальные особенности, достоинства и недостатки метода.
- •1.3.3. Особенности анализа в исм.
- •1.4. Абсорбционные методы.
- •1.4.1. Методы прямого измерения поглощения.
- •1.4.2. Основные способы повышения чувствительности и селективности ам.
- •Аппаратура.
- •Источники зондирующего излучения
- •Приемники излучения.
- •1.5. Оптико – акустический метод.
- •1.5.1. Основы метода.
- •1.5.2. Источники модулированного излучения.
- •1.6. Метод внутрирезонаторного лазерного поглощения.
- •Глава 2. Колориметрический анализ.
- •Глава 3. Рефрактометрический анализ
- •Глава 4. Люминесцентный анализ
- •Глава 5. Газовая хроматография
- •5.1. Предмет газовой хроматографии.
- •5.2. Аппаратурное оформление.
- •5.3. Сущность метода.
- •5.4. Характеристика метода.
- •5.5. Область применения метода.
- •5.6. Хроматографический процесс.
- •5.7. Приготовление колонок.
- •5.8. Кондиционирование колонок.
- •5.9. Твердый носитель.
- •5.10. Стационарные фазы.
- •5.11. Детекторы.
- •Характеристики детекторов.
- •5.12. Количественный анализ.
- •Глава 6. Полярографический метод.
- •6.1. Сущность полярографического метода анализа
- •6.2. Концентрационная поляризация.
- •6.3. Качественный полярографический анализ.
- •Глава 7. Кондуктометрический анализ.
- •Глава 8. Кулонометрический анализ
- •Глава 9. Методики пробоподготовки.
- •Хроматография
- •Концентрирование примесей.
- •Раздел VI. Особенности контроля атмосферы в городах и других населенных пунктах.
- •1. Общие сведения об особенностях загрязнений.
- •2. Организация наблюдений за уровнем загрязнения атмосферы.
- •2.1. Общие требования.
- •2.2. Размещение и количество постов наблюдения.
- •2.3. Программа и сроки наблюдений.
- •2.5. Организация наблюдений, анализа и отбора проб.
- •3. Обследование состояния загрязнения атмосферы.
- •3.1. Цель и виды обследования.
- •3.2. Эпизодическое обследование.
- •3.3. Проведение подфакельных наблюдений.
- •3.4. Измерение уровня загрязнения воздуха, обусловленного выбросами автотранспорта.
- •3.5. Изучение уровня загрязнения воздуха в промышленном районе.
- •3.6. Косвенные методы исследования уровня загрязнения атмосферы.
- •3.7. Наблюдения за содержанием в атмосфере коррозионно-активных примесей.
- •Раздел VII. Измерительно-информационная система.
- •1. Понятие измерительно – информационной системы.
- •2. Вторичные преобразователи информации.
- •3. Системы регистрации параметров.
- •4. Системы синхронизации регистраторов.
- •Раздел VIII. Космический мониторинг.
- •1. Задачи и требования.
- •2. Физические основы решения задач исследования природных ресурсов Земли.
- •3. Аппаратура для космического мониторинга.
- •Раздел V. Физико-химический анализ.
- •Глава 1. Спектральный анализ.
- •Раздел VII. Измерительно-информационная система.
- •Раздел VIII. Космический мониторинг.
Концентрирование примесей.
Основными приемами выделения и накопления примесей из неорганических газов для их спектроскопического анализа являются: низкотемпературное концентрирование, накопление на фильтрах, жидкостная абсорбция и диффузия через пористые перегородки.
Низкотемпературное концентрирование. Может осуществляться как на пористых сорбентах, так и без них. При этом оно может использоваться как самостоятельно, так и в сочетании с последующим хроматографическим разделением накопленных примесей.
Чаще всего для концентрирования на сорбентах применяют активные угли, полимеры, силикагель и цеолиты. Многие из них могут поглощать некоторые газообразные примеси (H2S, CO2, NO2, SO2 и даже СО) и при комнатных температурах. Однако наиболее эффективно сорбция происходит при пониженных температурах. Все без исключения неорганические загрязнения инертных газов (включая такие низкокипящие, как Н2, N2, NO и О2) полностью сорбируются на сорбентах лишь при температуре жидкого азота.
Последующие десорбция из сорбента накопленных примесей и их транспортировка в спектроскопический детектор осуществляются либо самим анализируемым газом, либо чистым инертным газом после снятия с ловушки охлаждения.
Накопление на фильтрах. Фильтры из стекловолокна, керамики, полимеров и некоторых других материалов применяют главным образом для накопления и последующего определения состава аэрозольной и пылевой составляющих атмосферныхзагрязнений, для чего через фильтры пропускают большие (иногда – до 1000 м3) объемы воздуха.
Накопленный на фильтре концентрат в аналитический прибор можно ввести либо непосредственно с фильтром, либо после его предварительного мокрого или сухого озоления.
Концентрирование в растворе. В качестве примера можно привести опредение SO2 в воздухе. Последний продувается через пробоотборник, содержащий раствор тетрахлормеркурата. Раствор разбавляли сульфаминовой кислотой и водой и вводили в пламя. В пламени возбуждался эмиссионный спектр молекулы S2 (аналитическая полоса S2 384 нм) и по его интенсивности определяли содержание SO2 в воздухе; абсолютный предел определения составлял % 10-6 г.
Диффузионное разделение.
Применение диффузии в газовом анализе основано на селективной проницаемости различных мембран относительно отдельных компонентов газовой смеси и зависимости такой проницаемости от условий диффузии. При этом диффузионные методы могут быть использованы как для отделения основы, так и для выделения примесных компонентов. Известен широкий класс пористых металлических, керамических и полимерных перегородок и мембран, используемых для селективного отделения из анализируемой газовой смеси определяемых примесей. Все они могут быть применены в методиках пробоподготовки. В качестве примера приведем работу, в которой с помощью разогретого до ~ 400°С палладиевого капилляра разделяли Н2 и N2, а выделенные фракции возбуждали затем в ВЧ - разряде. Методика позволила определять Н2 в N2 примерно на три порядка ниже по сравнению с прямым инструментальным их детектированием с помощью этого же ВЧ - разряда.
В заключение остановимся на тех методиках, в которых источники света для эмиссионного анализа используют не как обычно – на завершающем этапе аналитической процедуры для получения аналитического спектра эмиссии, а в самом начале этой процедуры - как инструмент для подготовки анализируемой пробы к последующему (не обязательно спектроскопическому) анализу.
По этой причине условно назовем такие комбинированные методики инверсными. В них газоразрядные источники света можно использовать для плазмохимического преобразования пробы с различной целью. Во-первых, в результате этих реакций примеси переводятся в ту молекулярную форму, которая на последующей инструментальной стадии методики обеспечивает максимальный аналитический сигнал, чем достигается повышение детективности определения. Во-вторых, определяемый элемент в скольких бы и в каких бы молекулярных формах он не находился изначально в пробе, с помощью этих реакций полностью переводится в одну единственную форму, которую затем количественно и определяют. Это позволяет находить общее содержание элемента в пробе вне зависимости от ее исходного молекулярного состава. В – третьих, превращая анализируемую пробу в двухкомпонентную смесь (определяемая примесь в единственной молекулярной форме в постоянном газе-носителе), экспериментатор тем самым в какой-то мере устраняет влияние состава пробы, что позволяет работать с «твердым» градуировочным графиком.
Температурные методы фракционирования.
Их применение в газовом анализе связано с различиями в температурах конденсации, кипения и сублимации разных компонентов смеси. Такие различия используют как для концентрирования примесей, так и для их разделения. В первом случае происходит низкотемпературная конденсация легкоконденсируемых примесей, включая изотопы определяемого компонента. Затем конденсат фракционируют разгонкой, в процессе которой неопределяемые компоненты с более низкими, чем у изотопов, точками кипения (или сублимации) удаляются, компоненты с более высокими точками кипения остаются в виде конденсата, а изотопы определяемого компонента отбираются в источник света. При этом заметим, что часто не требуется ни полной конденсации примесей, ни выделения изотопов определяемого компонента в чистом виде.