AAS i AES

Embed Size (px)

Citation preview

7[

INS

TIT

U T"B

Z A

N U K LEA

R N E

N AUK

E

0 ~

I SKI

D R I ~"

CENTAR ZA PERMANENTNO OBRAZOVANJE "SKOLA" CENTAR ZA PERMANENTNO OBRAZOVANJE

"S K 0 L A"osnovana 1952. godine u Vinci

Do 1981.godineu

"Sko1i

je odr~ano

290

raz1ici tih kurseva i seminara. Sa uspehom'je zavrsi10 4.774 Slus?loca. Slusaoci su bili od nekva1ifikovanih univerziteta. ci drugih radnika do istrazivaca nastave naseg i profesora, sude1uju saradi strucnjaizotopima U izvodjenju

A TOM E MIS ION

S K A ASP

A P S 0 R P C ION

I

A R

E K T'R 0 MET

r

J A

nici svih 1aboratorija organizacija zem1je kojima

Instituta

udru~enog

rada sirom nase

je rad sa radioaktivnim

uza specijalnost.

VINCA-BEOGRAD+981.

Redakcioni

odbor Pesi6PRE D G 0 V 0 R

Dr Dimitrije Dr Dimitrije

Dr Momir Marinkovi6 Stojanovi6

U poslednjih desetak godina razvoj i ~iroka primena metoda atornske apsorpcije (AAS) i atornske ernisiohe spektrornetrije (AES) bili su praceni objavljivanjern posebnih monografija posvecenih u!irn oblastirna spektrohernije. Plarnena atornska apsorpciona spektrometrija u svetu se vec smatra "tradicionalnom" metodom za direktnu analizu rastvora. Sa razvojem niza novih uredjaja i tehnika, kao na primer indukciono spregnuta plazma, elektrotermicki atomizeri itd., metoda je razvijena do te mere da mo!e da preuzme znacajnu ulogu u laboratorijarna prilikom resavanja raznih analitickih problerna. U nasoj

Recenzenti Dr Bosko verziteta Dr Ankica verziteta Pavlovi6, redovni profesor: Uni-

sredini, razvoj i primena ovih metoda posebno AAS bio je ote~an zbog nedostatka odgovarajuce literature na srpskohrvatskom jeziku. Prevo,darn monografije N.S.Poluektova samo delirnicno je popunjena ova praznina, jer je knjiga posvecena sarno Plamenoj atomskoj emisionoj spektrometriji.

Tehnicko-tehnoloskog u Beogradu

fakulteta

Anti6-Jovanovi6, u Beogradu

docent Uni-

Prirodno-matematickog

fakulteta

Odrzavanje kursa iz oblasti spektrohemije u Centru za permanentno obrazovanje IBK dobra je prilika da se, i ako u oqranicenorn obirnu, prezentira tekst iz osnova AAS i AES. Namera je autora da ova skripta poslu~e kao uvod u AAS i AES. U materijalu koji obradjuje knjiqa pored teorijske i eksperimentalne osnove data je standardna analitieka tehnika. RelatLvno veliko poqlavlje posveceno je primeni u nekim oblastirna qde se ove spektrohemijske metode koriste. Poslednje poqlavlje posvecenoje term!noloqiji s namerom da doprinese standardizaciji u nasoj strucnoj literaturi. Prilozena biblioqrafija ima za cilj da eitaocu ukaze na znacajnija dela iz AAS i PAEs. Na kursu pored teorijskoq dela, koji je prikazan u skriptama, vidno rnesto zauzima i eksperimentalni rad koji se izvodi u INEP Zemun, na PMF Beograd i u laboratorijama Instituta "Boris Kidric" u Vinci. Mi se nadamo da ce ova skripta i kurs u celini doprineti siroj prirneni ovih oblasti spektrohemijske analize u primenjenim i istrazivackim laboratorijarna.

Auturi

Priredio Kolektiv Centra

SADR!AJ str. 7 nivoa

1. TEORIJSKI 1.1. ELEMENTI

OSNOVI

(D.Pe16) SPEKTARA energetsklh

ATOMSKIH

1.1.1. 1.1.2. 1.1.3. 1.2. 1.3.

Identlfikacija Spektralnl

prelazl I1nija

..............................:

Profl1~apsorpclonih LAMBERT-BEER-OV PLAMEN ~arakterlstlkeplamena Elementi u plamenu ZAKON

............................. ........................ .... .......".-." .... ... .. ....... ; ... ..... :...;,,-"

7 8

1112

AUT

0 R I

1.3.1. 1.3.2.

'

'

-

13 1314

..

'"0- '"0'" ..

e_

2. OSNOVI

EKSPERIMENTALNE IZVORI

TEHNIKE

(M.Marlnkovi6)

2.1. 1. Dr Dimitrije Pesic, naucni savetnik, Institut za nuklearnenauke "Boris Kidric", Vinca 2. Dr Momir Marinkovic, vHh naucni saradnik, Institut za nuklearne nauke "Boris Kidric", Vinca 3. Dr stefica Mesaric, naucni saraanik, Institut2.2. 2.3.

PRIMARNI OOBIVANJE SISTEMI

ZP~ENJA SLOJEVA MONOHROMATSKOG

..........................................................Z~ENJA ......

17

APSORPCIONIH ZA OOBIVANJE ZRA~NJA

18 2224

2.4. DETEKCIJA2.5. 2.6. Sl'ECIJALNE

Sl'EKTROMETAR EKSPERIMENTALNE TEHNIKE TEHNIKE

...................................-.,":

25 .26

:

3. ANALITT~ 3.1.

(1l.Mesari6) PRIPREME UZORAKA

OpllTI PRINCIPI Uzlmanje Priprema

..................... , , ....

.~

29 29

3.1.1. 3.1.2. 3.2. 3.2.1. 3.2.2.

uzoraka uzoraka ME~JA z~ analizu I OPTIMIZACIJA APARATURE eo"

30 ZA RAD

"Rudjer Boskovic", 4. Bojovic Vojislav, Univerziteta

Zagreb asistent

Ol'llTI PRINCIPI Opti princlpi

32

rnerenja aparat~re za rad

-.

Optirnizacija METODE Uvod

................................(V,Bojovi6) ..

33 3336 36 36

dipl.fiziko-hemicar, u Beogradu

3.3. 3.3.1.

ANALITI~KIH

ODREDJIVANJA

3.3.2. Metoda

analiti~ke

krlve

............................. ...............................konceritracija .' .........

5. Dr Dimitrije stojanovic, Institut za primenu poljoprivredi, Zemun

visi naucni saradnik, nuklearne energije u i sumarstvu,

3.1.3. 3.3.4. 3.3.5. 3.4.

Metoda Metoda

ogranl~avaju6ih standardnog na

37,.

Qodatka .

~' , '"0, '" ' . ~ .

'

~."'

3840

Korekei)a

p~zadlnu

".'"

-"'".

.

veterinarstvu

ANALIrI~ Uvod Grani~a

OSOBINE

41. 41.

3.4.1. 3.4.2.

detekcij~

6. Nebojsa Pavlovic, dipl.fiziko-hemicar, razvoja, Fabrika obojenih metala Salaj", Nis

inzenjer "Djuro

3.4.3.

Selektivnost

~ ", ~ ~ ~ ............ ................ ..~.

'

.

'

-

.:

4144

-

-

.

'.:',

1. TEORIJSKI 6 str. Dimi trije 4. STATISTIQ.f: .;i,(;,::_:.,:~

!.:. -:;

~:~ri Ei.'

.F.: ,

1.

,'n::

cu :'~;.1~.')!';(.l,r:):.,-;t j --~- - \ !~ Ab:~~'i!r' nn ..

od stvarne vrednosti IU' Za metodu II se ka~e ~a je precizna (vrednosti z~ x.su zbijene ok? srednje vrednosti xl, ali nije ta~n,,(~ se mn0'1? razlikuje od IU) Metoda III daje r.aBute rezul t",te i !:lije precizna. Kod ove metode je mogude da se x malo razlikuje ad prave vrednosti IU' Zbog toga se za metodu koja daje ovakve rezultate ka~e da je p~ividnotacna. Najzad, metoda IV nije ni precizna (merene velicine za se medjusobno mnogo razlikuju) ni tacna (x se dosta razlikuje od ul. Na o'snovu ovih razrnatranja mlJ~ese zalUjuci ti da su tacnost i preciz~ost railiciti pojrnovi.Naime tacnost se definHle razlikorn izmedju srednje vrednosti merenja (x) i prave vrednosti (/u); dok je preciz~ nost merilo reproll"ktivno'sti, tj. ponavljanja Slicnih vrednosti pri svakom Graficko predstavljanje merenja izvr~enih pornodu4 razlicite metode. srednja vrednost je oznacena ~, a prava v.rednost sa IUoX

Ovde LxlA~~dJ'~~'~,ltt,z~l'(~~~ ~'1~~i,~acnih m~renja (Xl+X2tT~3' xn), a n je br~,j~er~,nja:; I.ak~, 1,;s,re4n)a.~7e9,,:,,;,"'~,osn.ovna veliC'V:V~{Ii.'~i statistickoj obradirezul tata,'onanfje 'doV'"ljna :da ciklira.kterUe sV.a:jfidinacna merenja. prirne':~~~~~JI':.~J:;'ed',znoin met~1~'n;.n;~~'~ll\q puta da J6.bj.j.~~da je prot;i. cenat metal'a 'uUZQ'ik'u S;O% Manje'preciznommetodom mo~exk:>ri:b;;iii >. takodje

,~'~;.;~{i .:~~1:'~~t~J!e2:~ok~~:~i~~t~~ri~~~~t~c ::zO'jt' ~:, 3p::~:~~:.,~:f~!i~it~ . loga .iepr':fstatisti~ko;j '6r;'radi ';reiu.ita:~':'~~~;, 'd~ti i neko ,meri,).o preci"nosti merenja, a t0c"oje"presecno odstupanje i standardno odst';pa:';:j'e'~' _. ;;;, . :';~;'\". i _, " , -~,-'T:':":'_~J;:";;:;l._ ,:.1 ProsecnO..odstupan.j$! A :')predstavlja prosek (sredn,ju,."",redn.os,t)." :odstupanja pojedinacnih me'renja ,IXi od srednje vrednosti x. ,Iz:t;lliCunava,,,s.e' :'po:flJrmuli:

nOVom

merenju.

Kod nepreciznih metoda se dobijaju vrednosti koje se medjusobno dosta razlikuj.u. Za ,netodu II je zakljuceno da je precizna (ponovljena merenja se medjusob~omalo razltkuju), ali je netacna (x se dosta razlikuje od prave vrednost IU)' Postavlja Sl pitanJs: da li bi se sa povedanjem broja merenja ne~to bitno izmenilo u ovomslucaju? U pogledu zakljucakakoji su oVde izvedeni, do' bitnih iimena ne bi dosla jer se povecanjem broj'a merenja ne bi bitno smanjila razlika izmedju x i IU' Na osnovu ovoga se zakljucuje da pored manjih odstupanja pojedinacnih merenja, mora da postoji neki ozbiljniji razlog zbog kojeg se x znatno razlikuje.od IU' oVUrazl~ku izmedju x (dobijenog iz velikog broja merenja) i prave vrednosti IU' izaziva odredjen uzrok pa zbog toga ovakvugreSku nazivamo odredjenom gre~kom. Odredjena gre~ka ima odredjen predznak, jar srednja vrednost mo~eda bude manja ili veda od prave vrednosti. Odredjene greke imaju odredjen razlog i one se mogu izbedi i smanjiti. Nasuprot ovomakod bilo ko]e metode postoje odstupanja pojedinacnih merenja od srednje vrednosti (ova odstupanja se obele~avaju sa 6. ). Ova odstupanja su mala i poticu od razlicitih faktora, koji se ne mogu kontrolisati. Zbog toga se ovakve greke nazivaju slucajne ili neodredjene gre~ke. Uticaj ovih gresaka na rezultat maze da se predvidi primenom matematicke statistike.

... Razolika 'x1..;"i 6bel ~ava: se"i'sa')-lL51"(~ i'i;;;a"vred':dbs"t "",'iY':C:" "}''''OO'"' stupanja treba sabrati, bez obzira na pred'znak"f uzed.:' n'j:th'oVe:a:ePfi05't: O. T>:'ebaJ agla'sititl'a'se'p'rose/jno' n od'stupanje sve: manj';: upbt'reb'l}ii;"a' iI"; s ta tis ticko j anali zi rezul tat",. Umesto'p'osecn'O'g'odstupain'j:a:';J kab'pa:raht'et!ai., , kojim .s~'.1":.,,..do(~.a,aJ,i.kv()tu 00. .0

.

de10va

.

dm.

3

razb1a:lenog,

rastvora.ul1lor a, 5009c, 1;

susenog""'u3 sna u 100

grafitnoj,0

Nebojsa

.' Osnovni. gi.ji su: velika Prvi zahtevi brzina koje treba da zadovolji preciznost anali.ti~ka i. dovoljno metode elemenata, metoda veli.ka direktne kao ato u metalurta/Snost. anali.ze su opti/S-

Mi.nera1izaci.ja Standardni

se vr!ii 50, s.na olova

a atomizaci.ja 2 i 4 lug Pb

2 .. 450 C;

rastvori.

sadr:le 0;

663

odredjivanja, svakako, najbolje

ra.,Kadmijum: kOl:isti Kao i olovo .. kadmijum i .se,/Sesto,.odredjuje u.'krvi;Kadase koji jesli/Svrstih plaroenaAAS,potrebno.je olova, pri primeniti.postupakekstrakcije /Semu se koristestandardni

zahtev, sa

i.spunjavaju vise

uzoraka

simultanim

odredjivanjem

/San ve60pisanomkod ma obi/Sno

rastvori'kadrniju-

ka-emi.si.ona i. rentgen-fluorescentna spektrometrija metri.ma ("kvantometrima"). Nedostatak ovi.h metoda merenja zavi.si 00. hornogenosti., (uti.eaj, prvenstveno, ovih metoda, metalurake na strukture se

sa visekanalnim.~pektroje U tome ato preciznost i saroog hemijskog odnosno je sasta-

ni"ekoneentraei.je. odredji vanju razblaH kadmi juma \l krvineplarnenom krvi sa. 9. Hi atomi.zii'Sij'ont' koris'ti 19cm3dej(;m.izov'ail~vbde. va uzorka pobudjivanje emi.sije, fluoreseentacnos6u kaliu sa

Pri 3lede6i

postupak:

se'lem3

eije). kojom

Ta/Snost

ia.ko zadovoljavaju6a, sastav iako referentnih SU ove metode jos

ograni/Sena

standardnirastvorikadmijuma 100 em3. priodredjivanjU dodatka. U tom eilju se atomizer Lova 4500C) hodno dm3 (kivetu) Nak()n

se prav';ri'0~Segti'0;1;'2 i3 lugka~ijuma u kadmijun;as'; takodje korist:l metoda. sta,:,~ar,dnog 20 milionitih de10va dm3 razbla:lenog'uzorka'unese susenja (100C 20 s.ji.;dodava-nja'20 minera'lizaeija" ovom mi'li9ni.tih (50s. na neopde-

je odredjen uredjaja.

hemijski Zbog radnim arbitrazne 4.

uzoraka naisle

kOJ.ima ,se vrsi na siroku

braei.ja natim dardne,

toga,

primenu za stan-

metalurakim odnosno

organizacijama, metode.

uvek

ni.su prihva6ene

Preeiznost

anali.ti./Skih metoda

detaljni.je

standllrdnog,

rastvorah..admijuma

v-rsise

je obradjena

u poglavlju tacnost" nekim SEV

, .azatim kori!i6enje

atomizacija pozadinske

(5.s. na. 2 .0500C). Pri k9rekci.je.

.odredji.vanju je

"Dovo1jna men tom , najcesce standardom primesa) odredjeni.m tacna sigurnu da (ISO, definisan brojem poslednju cifru Jos ka po

analiticke

metode (JUS,

propisana DIN itd.)

je odgovaraju6im ili

doku-

nacionalnim i. sl.). obzirom

GOST,

medjunarodni.m i1i

sadr:laj na

pojedini.h ulogu

elemenata

(legiraju6ih

je,

njihovu

i. koncentraei.ju metoda treba

u uzorku, toli.ko daje kao

znacajni.h znacajnu

ei.fara.

Anali.ti~ka

da bude

ei.fru br04a

koji. defi.ni.se koncentraciju

u sirem

srnislu. hemijskih anali.za u metalurgi.ji kod metoda pri je da veli~ina kojima da hi se vrsi hio uzorras-

jedna

odlika

pravilu,

nije

ograni~ena.

Naprotiv,

tvaranje tati.van

uzoraka,

potrebno

je defi.nisati

najrnanji. uzorak

reprezen-

(vi.di.poglavlje Iz ovih nekoli.kc cega

3.). osnovnih je atornska Mi. 6emo karakteristika apsorpei.ona se u daljem hemij'ske analize, u metalursiroplame-

gij~, ku nu

vi.di. se

zbog

spektrometrija izlaganju Ovo

nai.sla na na

pri.menu atomsku

u ovoj

oblasti..

ograni~iti toga sto

apsorpcionu

i emisionu

spektrometriju. nasla

zbog

je bezVi.sOKOputa

plamena

atomska

apsorpci.ona i. legurq, plaroena, posto

spektrometrija je njena

pri.menu oko

kod do

analize 1000

15i.stih metala ea od.~~' '..'.

oset1jivost kada ~astvora

100

'-e-

one

kod kod

i. posebno

je pogodna zapremi.na

se kori.ste (koji

metode

prekonza mere-

eentraeije ~~',!., nje) mala.

koji.h je kona~na

se kori.sti

Xako metodoloskom analizu), kada

su

i. plamena

atomska (pre

apsorpci.ona svega kada

i emisi.ona je re~

spektrometrija uzoraka osim

u za

smi.slu i.denticne to eemo u daljem

0 pri.premi

i.zlaganju jedne

govori.ti. 0 obema 00. nji.h.

jednovremeno,

su u pi.tanju

specifi15nosti.

66

67Prvi jeva de, zahtev, u pogledu brzine, mada svodi obeC0ve-metode ne na kao navedene u najv~em broju slu~ametoZa odredjivanje Cr, Cu, i Cd Pb, Mg, Ni i Zn postoje Titan JUS standardi (5.2.),

u'potpunosti Priprema

zadovoljavaju, se naj~esce

"kvantometrijske" eventualno

uzoraka

rastvaranje,

dodavanje

pufera i razbla~ivanje. Metoda se ,~L\~~ff~&1~~~~~kim standardima-referentnim rastvorima, a ta~nost proverava na jedan od uobi~ajenih na~ina (vidi glavlja 3.i 4.)

za odr~djivanje Mn, Si, Fe emisionom spektrometrijom.

su u pripremi.

se odredjuje

plamenom

po5.5.2. je vrsi jeve Se, Bakar i legure bakra. Rastvaranje HCl i HN03 bakra i legura bakra se najefikasnimetakalaHcl). Mn, Ni, posle Iz Pb,

~lvQIv,q sitOd9H

U pogledu spektrohemijskih interferencija atomska apsorpcion~ spek.,' , .,h BC'9"" 01""''' spektromet:.;.j.ju-,,:,U . tr-O\!'ljW;l,--3iJ d.maD:J:'aril~j .Ui'0''eS'B':oJ!!~bno cqsVlr.l'lll'i>1i!l!W4"-ana;ti'iU"'a'r.drli':i'ri'ij-um.r 1.'1egura 'aJ.~ini.i~ah'r b}!k,;a ri

;'fi~N~dMe~\imp:dill)_ Ii to'ii\SRaiLlipsoqM6'Jb:t Y'plJ,;{ififii i' :}~"" 2;a;,Jl'';,ld.!ti cmetoalL-ur sJ u, 'l'7t-~1';1rl-1~~i (f)o.pllt~oj~f,"'