Атомно-эмиссионный метод анализа

Метод основан на применении явления электромагнитного излучения свободными ионами или ионами определяемого вещества.

Еще в XIX веке было описано явление окрашивания пламени при внесении в него некоторых химических веществ: так, бор окрашивает пламя в зеленый цвет, натрий – в желтый, стронций – в красный.

Этот красивый эффект широко использовался при производстве фейерверков. Задача поиска новых «огней» была весьма актуальна, и в процессе ее решения немецкий химик Р. Бунзен изобрел спектральный анализ.

Сегодня предложенный Бунзеном метод эмиссионной спектроскопии широко применяется для анализа неорганических элементов в самых разнообразных объектах.

Атомно-эмиссионный метод анализа основан на регистрации спектра испускания атомов, находящихся в возбужденном состоянии. Для возбуждения атома необходимо, чтобы ему было сообщено достаточное количество энергии.

Однако длительно находиться в возбужденном состоянии атом не может и переходит в основное состояние, испуская при этом квант энергии в виде линий, набор которых (спектр) специфичен для каждого элемента.

Различают следующие виды линий спектра:

• характеристические, которые присущи только этому элементу. При анализе, как правило, их сравнивают с резонансными линиями эталонного элемента – железа;
• резонансные, которые соответствуют резонансным переходам и являются наиболее яркими в спектре;
• последние, которые исчезают при уменьшении концентрации последними. Именно они используются для идентификации элементов с помощью атласов спектральных линий.

Метод атомно-эмиссионной спектроскопии применяется также в количественном анализе элементов. Для расчета используют интенсивность спектральной линии, которая прямо пропорциональна концентрации (уравнением Ломакина—Шайбе):

I = a × C^b,

где I — интенсивность спектральной линии (относительная интенсивность);

С — концентрация элемента в пробе;

а — величина, зависящая от источника возбуждения и свойств пробы; b — коэффициент самопоглощения (явление самопоглощения связано с поглощением части излучаемой энергии невозбужденными атомами). Обработку данных обычно проводят с использованием метода внутреннего стандарта (т.е. сопоставляя интенсивность спектральной линии в анализируемом образце и образце с известной концентрацией).

(Макиева М.С., Морозов Ю.А., Морозова Е.В., Морозов В.А. Оптические методы анализа лекарственных средств, ИПЦ Сев. Осет. гос. ун-т им. К. Л. Хетагурова)