Атомно-эмиссионная спектроскопия

Концентрирование имеет большое значение для атомно-эмиссионной спектроскопии (АЭС). Оно способствует снижению относительных пределов обнаружения элементов и уменьшает вероятность внесения систематической погрешности, связанной с неоднородностью анализируемых проб. Концентрирование упрощает градуировку, так как микроэлементы переводятся в новую матрицу известного состава. В этом случае меньше и ошибок, определяемых «памятью прибора» на ранее анализировавшиеся образцы. За счет сброса макроэлементов, обладающих многолинейчатыми спектрами (Fe, W, Mo, U, La и др.), расширятся ассортимент анализируемых объектов, улучшается воспроизводимость и правильность определения. Многоэлементный метод анализа АЭС обычно требует группового концентрирования определяемых элементов.

В сочетании с АЭС нашли распространение испарение и родственные ему методы, экстракционные и сорбционные методы.

Испарение и родственные ему методы. Концентрирование микроэлементов можно обеспечить простой отгонкой легколетучей матрицы – воды, кислот, органических растворителей, галогенидов As, Bi, Ge, Pb, Sb, Si, Sn и W. При этом микроэлементы концентрируют на подходящий коллектор, чаще всего графитовый порошок, либо непосредственно в кратер электрода. Большое распространение получило концентрирование, основанное на переведении микрокомпонентов или матричных элементов в легколетучие соединения в результате химических реакций и последующем атомно-эмиссионном анализе концентрата. Вариантом отгонки после химических превращений является концентрирование после образования гидридов. Автоматизированная система, включающая реактор непрерывной генерации гидридов и сканирующий спектрометр с индуктивно-связанной плазмой (ИСП), позволяет определять гидридообразующие элементы на уровне n ^.10^-7%.

Методика определения микропримесей Co, Cr, Mn, Mo, Pb и V в йодистоводородной кислоте предусматривает выпаривание пробы на графитовом коллекторе с последующим анализом концентрата методом АЭС. Методика определения Ag, Al, Au, Bi и еще 16 элементов в германии и его оксиде основана на удалении германия в виде тетрахлоридапосле растворении пробы в соляной и азотной кислотах и концентрировании микропримесей на графитовый коллектор. При определении As, Bi, и Sb в почвах и осадках, сочетая генерацию гидридов и АЭС-ИСП можно проанализировать 100 образцов за рабочий день.

Экстракционное концентрирование. Выделяют две разновидности экстракционно-атомно-эмиссионного анализа: концентрирование путем извлечения микроэлементов, либо отделение матрицы. При извлечении микроэлементов стараются сохранить одно из важнейших достоинств АЭС – возможность многоэлементного определения. Из экстракционных систем, которые больше всего отвечают этому, наибольшее значение имеют хелаты. При экстракции матрицы важно, чтобы емкость органической фазы была большой, а сама экстракция – селективной по отношению к макрокомпонентам, чтобы оставить микроэлементы в водной фазе. Для данной цели больше всего подходят ионные ассоциаты, координационно-несольватированные и координационно-сольвати-рованные соединения. Существенное значение имеет и способ введения концентрата микроэлементов в источник возбуждения. Органический или водный раствор, содержащий определяемые элементы, можно непосредственно вводить в источник, либо предварительно упаривать досуха.

Сорбционное концентрирование также хорошо сочетается с АЭС. Оно может быть достигнуто либо групповой сорбцией микрокомпонентов, либо за счет удаления матрицы. Ранее в качестве источников возбуждения спектра чаще всего использовали дугу и искру (пламя – только для легко возбудимых элементов), потом ИСП. Соответственно, менялись акценты в выборе концентрата; если в дуге и искре можно анализировать и твердые концентраты (или растворы после упаривания на коллекторе), то в АЭС-ИСП в основном анализируют растворы. Другими словами, сорбционное концентрирование в этом случае должно сопровождаться десорбцией, особенно в случае on-line автоматизированных проточных методов. Если же анализируется твердый концентрат, компоненты исходного сорбента не должны мешать определению.

Удобным сорбентом для АЭС является особо чистый активированный уголь. Органические синтетические сорбенты также пригодны для этой цели, особенно если они получены в чистом виде или каким-либо образом очищены перед применением.

Разработан проточный сорбционно-атомно-эмиссионный с ИСП метод определения Cd, Co, Cr, Cu, Mn, Ni, Fe, Pb V и Zn в природных водах. Ионы металлов концентрировали на целлюлозном сорбенте с привитыми аминокарбоксильными группами (ДЭТАТА-фильтры) и после десорбции определяли в режиме on line. Показана возможность определения благородных металлов на ионите Monivex, путем прямоговведения в ИСП водной суспензии сорбента. При определении Ir, Pd, Pt, Rh и Ru их концентрировали сорбцией на полимерном тиоэфире и после его разложения анализировали концентрат методом АЭС-ИСП. Достигнуты пределы обнаружения 5×10^-5 % при анализе твердых продуктов и 0,01 мкг/мл в случае жидких продуктов преработки руд цветных металлов.