1-2 Maruza. Atom spektroskopiyasi usullari. Atom-emission spektroskopiya
Download 1.32 Mb. Pdf ko'rish
|
1-магистр-ФАУ-маърузалар-2012-13
- Bu sahifa navigatsiya:
- RENTGEN FLUORESSENT ANALIZ
|
Miqdoriy analiz. REAda miqdoriy analiz darajalash grafigi usuli orqali
o’tkaziladi. Analiz o’tkazish uchun bitta solishtiriladigan standart namuna yetarlidir. Namunaning sifat va miqdoriy tarkibi to’g’risidagi [tajribaga bog’liq bo’lmagan ma’lumotlardan foydalanib] tegishli energiyaga ega bo’lgan elektronlar atomning tegishli sathidagi elektronlar bilan to’qnashganda rentgen nuri chiqish ehtimolini, bu rentgen nurini namunaning boshqa atomi tomonidan yutilish ehtimoliyatini va boshqa omillarni hisobga oluvchi nazariy tuzatishlar kiritiladi. Miqdoriy aniqlash oralig’i 0,01 - 100 % mass. gacha. Mikroanaliz natijalarining nisbiy standart chetlanishi 0,15 - 0,2. USULNING QO’LLANILIShI VA UNING IMKONIYaTLARI REA qattiq namunalarda bir vaqtda ko’p elementli sifat va miqdor analizlari o’tkazish imkoniyatini beradi. Energiya bo’yicha spektrga ajratuvchi spektrometrlar orqali Na dan to urangacha bo’lgan ixtiyoriy elementni aniqlash mumkin, to’lqin uzunligiga qarab ajratadigan spektrometr orqali esa bordan to urangacha bo’lgan ixtiyoriy elementni aniqlash mumkin. Yengil matrisadagi element qancha og’ir bo’lsa, uning aniqlash mumkin bo’lgan konsentrasiyasini shuncha kamaytirish mumkin. RENTGEN FLUORESSENT ANALIZ Bu usulda namunaga trubkadan chiqayotgan birlamchi rentgen nurlari ta’sir ettiriladi. Buning natijasida namuna o’zidan rentgen nurlari chiqara boshlaydi. Bu ikkilamchi rentgen nurlari namunaning sifat va miqdoriy tarkibiga bog’liq bo’ladi. Trubkadan kelayotgan birlamchi rentgen fotonlari atom yadrosiga eng yaqin joylashgan orbitaldan, ya’ni K - qatlamda joylashgan elektronlarni urib chiqarayotgan bo’lsin. Hosil bo’lgan bo’sh joylarga yadrodan uzoqroq turgan L, M va boshqa qatlamlarda joylashgan elektronlar o’tadi (7.5-rasmga qarang). Bu o’tishlar natijasida ikkilamchi rentgen nurlanishlari hosil bo’ladi. Yuqorida aytganimizdek K - sathda tugaydigan hamma o’tishlar K - chiziqlarning paydo bo’lishiga olib keladi. Qaysi energetik sathdan (L yoki M - qatlamdan) elektronni o’tishiga qarab hosil bo’lgan chiziqlar K - yoki K - deb 62 belgilanadi. Energiyasi yuqori bo’lgan sathlardan L - qatlamga elektronni o’tishi natijasida L - chiziqlar hosil bo’ladi. Ular mos ravishda L - (M -qatlamdan o’tganda) yoki L (N - qatlamdan o’tganda) simvollari bilan belgilanadi. Rentgen fluoressent usul bilan miqdoriy analiz o’tkazish uchun xarakteristik rentgen chiziqlarining intensivligini o’lchash kerak. Atomning yuqori energetik sathlaridan asosiy sathning bo’sh joyiga elektron o’tganda har doim ham rentgen nurlari hosil bo’lavermaydi. Rentgen nurlari chiqmaydigan o’tishlar ham uchrab turadi, xususan, kelayotgan rentgen nurlarining energiyasi tashqi valent elektronlarni qo’zg’atishga va urib chiqarishga sarflansa. Xarakteristik rentgen nurlarining hosil bo’lishiga olib keluvchi o’tishlar soni n i ning umumiy o’tishlar soniga nisbatiga fluoressensiyaning chiqishi (W) deyiladi. U, quyidagi yarimempirik tenglamaga ko’ra element atom nomerining ortishi bilan ko’payadi. 4 4 4 2 . 32 Z Z W (7.5) Masalan, kislorodning K-chiziqlari uchun fluoressensiyaning chiqishi 0,08% bo’lgan holda mis uchun u 0,40% ga teng. Yengil elementlarni aniqlash uchun rentgen fluoressent usulning sezgirligi kamdir. Shuning uchun u, atom nomeri ( 13 Z ) o’n uchdan katta bo’lgan elementlarni aniqlash uchun ishlatiladi. Miqdoriy analiz qilinayotgan moddaning xarakteristik rentgen nurlanishining intensivligi quyidagi omillarga bog’liq: Rentgen trubkasidan chiqayotgan birlamchi rentgen nurlarining intensivligiga va uning to’lqin uzunliklari bo’yicha taqsimlanishiga. Aniqlanayotgan elementning namunadagi konsentrasiyasiga ya’ni uning atomlarini umumiy miqdoriga. Namuna qatlamining qalinligiga. Plyonka holidagi namunaning qalinligi ortgan sari aniqlanayotgan atomlarning miqdori ortadi va qo’zg’atilgan atomlar chiqarayotgan rentgen nurlarining intensivligi ham ko’payadi. Demak, qandaydir chegaragacha intensivlik qalinlikka proporsionaldir. Lekin, namunaning qalinligi ma’lum bir chegaraviy qiymatga yetgandan so’ng uni oshirgan bilan intensivlik o’zgarmasdan qoladi. Bu hodisa, hosil bo’lgan xarakteristik nurlarni namuna ichida yutilishi bilan tushuntiriladi. Namunani asosini tashkil etuvchi moddani xarakteriga ya’ni hamroh elementlarni miqdoriga va tabiatiga bog’liq. Bularni hammasi birgalikda matrisa effekti deyiladi. Birlamchi rentgen nurlarining bir qismi hamroh elementlar, ya’ni matrisa tomonidan yutiladi. Rentgen fluoressent analiz o’tkazadigan asbobning prinsipial sxemasi 7.6 - rasmda keltirilgan. 63 7.6 - rasm. Rentgen fluoressent analiz o’tkaziladigan asbobning prinsipial chizmasi. I - atomni qo’zg’atuvchi qism; II - rentgen nurlarini spektrga yoyuvchi qism; III - spektrni qayd qiluvchi qism; 1 - rentgen trubkasi, 2 - namuna, 3, 5 - kollimatorlar, 4 - kristall-analizator, 6 - signalni qabul qiluvchi detektor, 7 - kompyuter. Rentgen trubkasidan 1 chiqayotgan birlamchi rentgen nurlari 2 namunaga tushib uning tarkibiga kiruvchi atomlarni qo’zg’atadi. Qo’zg’algan atomlar o’zidan ikkilamchi xarakteristik rentgen nurlari chiqara boshlaydi. Namunaning yuzasidan qaytayotgan, to’lqin uzunligi har xil bo’lgan rentgen nurlari ularni ichidan qat’iy parallel bo’lgan qismini ajratib olish uchun 3 kollimator va o’zaro parallel molibden plastinkalardan iborat sistema orqali o’tkaziladi. Nurlarning parallel bo’lmagan yoyilib ketayotgan qismi trubkalarning ichki yuzasi tomonidan yutiladi. Namunadan kelayotgan nurlar 4 kristall-analizator tomonidan spektrga yoyiladi ya’ni, to’lqin uzunliklari bo’yicha taqsimlanadi. Nurlarni kristaldan qaytish burchagi tushish burchagiga teng. Lekin, bunday burchak bilan to’lqin uzunligi Breg tenglamasi orqali bog’langan nurlargina qaytadi. sin 2d (7.6) Bu yerda d - kristall-analizator panjarasidagi atom tekisliklari orasidagi masofa. Kristall-analizatorni aylantirib burchakni o’zgartirish orqali to’lqin uzunligi turlicha bo’lgan qaytgan nurlarni qayd qilish mumkin. Kristall-analizator sifatida turli moddalarning kristallari ishlatiladi. Ularning ba’zilari atom tekisliklari orasidagi masofalari ko’rsatilgan holda 2.3 - jadvalda keltirilgan. 7.2 - jadval. Rentgen fluoressent analizda qo’llaniladigan kristall-analizatorlar. Kristall 2d, nm Kristall 2d, nm Kvars Topaz Litiy ftor 0,1624 0,2712 0,4026 Etilendiaminditartrat Ammoniy fosfat Kaliy gidroftalat 0,8803 1,064 2,640 1 2 3 5 6 7 2θ ўз атиш спектрга ёйиш айд илиш 4 64 Agar kristall-analizator sifatida litiy ftor ishlatilsa (2d = 0.4026 nm) hamda burchak 0 dan to 80 0 gacha burilsa bu holda, qaytgan nurlarning to’lqin uzunligi 0,068 - 0,394 nm oraliqqa to’g’ri kelishini (7.6) formula orqali oson hisoblash mumkin. Shu oraliqqa mos keluvchi K - spektr chiziqlari yordamida atom nomerlari 19 dan to 42 gacha ya’ni, kaliydan to molibdengacha ( 1 K = 0.0709 nm) (2.2 - jadvalga qarang) bo’lgan atomlarni sifat va miqdoriy analiz qilish mumkin. Etilendiaminditartrat bilan esa atom nomerlari kichkina bo’lgan atomlarni masalan, alyuminiyni aniqlash mumkin. Kristall-analizatordan qaytayotgan monoxromatik nurlar kollimatordan o’tib signal qabul qiluvchi 6 qurilmaga tushadi va undan 7 kompyuterga uzatiladi. Signal qabul qiluvchi qurilma sifatida Geyger hisoblagichi, proporsional yoki ssintilyasion hisoblagichlar ishlatiladi. Ssintilyasion hisoblagich, talliy qo’shish orqali faolligi oshirilgan kaliy yod kristallfosfordan iborat bo’lib, uning vazifasi rentgen nurlarini chaqnab ko’zga ko’rinadigan yorug’likka aylantirishdan iborat. Yorug’lik o’z navbatida elektr signaliga aylantirib kuchaytiriladi hamda foydalanish uchun kompyuterga uzatiladi. Hozirgi vaqtda to’liq avtomatlashgan va kompyuterga ulangan rentgen fluoressent analiz o’tkazuvchi asboblar ham tez, ham yetarli darajada aniq ishlaydi. Rentgen fluoressent analiz usuli namunaning tarkibidagi alohida elementlarning miqdori 0,001 dan to bir necha o’n foizgacha bo’lganda aniqlash imkonini beradi. Boshqa fizikaviy usullar kabi bu usul ham nisbiy hisoblanadi ya’ni, analiz kimyoviy tarkibi ma’lum bo’lgan etalonlar yordamida bajariladi. Bu usul bilan qattiq, suyuq va gaz holatidagi moddalarni analiz qilish mumkin. |
