Последовательность фотографирования образцов

№ спектра	Фотографируемый объект
1	Чистый спектральный уголь
2	То же
3	То же
4	Уголь+добавка 0,0008% примесей
5	То же
6	+чистый уголь
7	То же
8	+добавка 0,0008% примесей
9	То же
10	+добавка 0,004% примесей
11	То же

Фотографирование. На полученной спектрограмме измеряют почернение аналитической линии определяемого элемента S_{л+ ф} в спектрах образцов с известными добавками и в контрольном образце без добавки (табл.13.4). одновременно измеряют почернение фона справа и слева от линии (из трех измерений взяв среднее S_ф). Длины волн определяемых примесей представлены в табл. 13.5.

Таблица 13.4

Форма записи результатов наблюдений

№ образца	Добавка, С,%	Фон (три измерения)	Sф	Sл+ф	S=Sл+ф-Sф
1	1-я добавка			S1	S1
2	2-я	То же		S2	S2
3	3-я	То же
4	Без добавки	То же		S3	S3

Таблица 13.5.

Длины волн определяемых примесей

Элемент	Длина волны,	Место изменения фона	Предел обнаружения, %
Медь	3274	Фон между линиями	510-6
Серебро	3280	То же	510-6
Титан	3080	То же	510-5
Алюминий	3092	То же	210-5
Марганец	2798	Фон с длинноволновой стороны в ближайшем минимуме	510-5
Никель	3050	То же	510-5
Олово	3175	То же	510-5
Хром	4254	То же	210-5
Железо	3020	Фон с коротковолновой стороны в ближайшеем минимуме	210-5
Магний	2802	То же	210-5
Свинец	2801	То же	110-4

Расчет результатов спектрального анализа по методу добавок

Согласно уравнению Ломакина концентрация элементов в исследуемом образце связана с интенсивностью линии соотношением

(1)

где J_л – интенсивность спектральной линии; С – концентрация элемента в образце; а, в – константы, зависящие от условий опыта.

В силу того, что интенсивность спектральной линии от опыта к опыту для одного и того же образца может меняться, в спектральном анализе определяют относительную интенсивность линии:

(2)

где - константа для данных условий опыта.

Если спектр регистрируется на фотопластинке, то можно измерить лишь почернение фотопластинки, которое связано с интенсивностью излучения следующим образом:

(3)

где  - контрастность фотопластинки; j – величина, характеризующая инертность фотопластинки.

В аналитической практике по вышеназванным причинам обычно измеряют относительное почернение спектральной линии:

(4)

Используя соотношение (3), можно записать:

(5)

если обозначить концентрацию искомого элемента через C₀, а концентрацию элемента в добавках через С₁ и С₂, то получим следующую систему уравнений:

(6)

или

(7)

Разделим второе и третье уравнение системы (7) на первое:

; (8)

Учитывая, что и, следовательно, , систему уравнений можно преобразовать:

(9)

Логарифмируя уравнения (9) и разделив одно на другое, приходим к следующему соотношению:

(10)

Обозначив правую часть уравнения через К, после несложных преобразований получим:

и

Последнее уравнение может быть решено численно относительно С₀, например, методом деления отрезка пополам.

Коэффициенты _i определяются из характеристической кривой фотопластинки. Если величина S лежит в области нормальных почернений, то

_i=const и .

Графическая обработка результатов анализа

В уравнении Ломакина (1) в обычно близко к единице. Поэтому при обработке экспериментальных результатов с достаточной степенью точности можно использовать графический метод, который заключается в следующем:

1. по результатам измерения почернения ступенек линий, снятых со ступенчатым ослабителем строят характеристическую кривую фотопластинки в координатах S - lgJ;

2. по характеристической кривой определяют интенсивность спектральной линии и фона или линии сравнения и определяют относительную интенсивность J_от:

или ,

где J_от – относительная интенсивность линии; J_л – интенсивность спектральной линии; J_срав – интенсивность линии сравнения; J_ф – интенсивность фона;

3. строят график зависимости J_от от концентрации добавки в пробе в координатах J_от- C и экстраполируют его до пересечения с осью абсцисс. Величина отрезка от точки пересечения до начала координат и будет отвечать искомой концентрации примеси в пробе.

В отчете должны быть представлены:

1. Условия и порядок фотографирования образцов.

2. Результаты измерений (табл.10).

3. Длины волн аналитический пар.

4. Результаты расчета графическим методом с приложением соответствующих графиков.