Условия регистрации при добавлении элементов с разной энергией ионизации

 

Расчёты массы добавленных солей и оксидов:

m_смеси = m_исх.см + m_граф + m_доб

m_смеси = const

m_{исх.смеси} = const

Получаем: m_граф + m_доб = const

Пусть m_{исх.смеси} = 500 мг

Обозначим соли и оксиды металлов K_xA_y. Тогда массовые доли добавок:

ω(K_xA_y) =  ω(K)

Зная ω(K_xA_y), можно рассчитать массу одной из добавок по формуле:

ω(K_xA_y) =

 

Расчёт по карбонату лития для добавления лития в пробу в количестве 5%:

ω(Li₂CO₃) =  ω(Li) =  = 26,62%

0,2662 =

0,7338  = 133,1

 = 181,4 мг

Пусть m_граф + m_доб = 181,4

 

Таблица 10. Расчётные данные

Добавленное соединение	, %	mдобавки	mграфит.порошка
Li2CO3	26,62	181,4	0,0
K2SO4	5,57	29,5	151,9
PbO	5,38	28,4	153,0
CuO	6,26	29,3	152,1
CaO	7,00	32,6	148,8

 

Таблица 11. Экспериментальные значения относительных интенсивностей при добавлении элементов с разной энергией ионизации

Еи, кДж/моль	Добавленный элемент	№ п/п	Mn, I1/I2	Zn, I1/I2
418,8		1	548	14
		2	235	15
		3	308	14,3
	К	4	424	14,1
		5	389	11,7
		I1/I2 сред	380,80	13,82
520		1	195	13,8
		2	292	16,7
		3	249	15,6
		4	259	14,2
	Li	5	294	14,4
		I1/I2 сред	257,80	14,94
715,6		1	6,51	8,19
		2	6,13	7,33
	Pb	3	5,69	7,71
		4	8,04	8,57
		5	8,2	8,52
		I1/I2 сред	6,91	8,06
745,5		1	5,96	6,83
		2	7,29	7,01
		3	6,73	6,9
	Cu	4	5,9	6,39
		5	6,31	6,82
		I1/I2 сред	6,44	6,79
590		1	13	7,22
		2	14,9	6,87
		3	17,1	7,69
	Ca	4	17,6	7,01
		5	18,8	9,04
		I1/I2 сред	16,28	7,566

 

По формуле (1) рассчитали значения температуры плазмы, по формуле (2) – концентрации электронов в плазме.

 

Таблица 12. Рассчитанные значения температуры плазмы и логарифма концентрации электронов при добавлении элементов с разной энергией ионизации

Еи, кДж/моль	Т, К	lg(ne)
418,8	5513	17,4285
520	5463	17,1888
715,6	5883	16,1750
745,5	6011	16,3002
590	5930	16,6048

По данным таблицы 12 построены следующие зависимости (рис. 12, рис.13):

 

Рисунок 12. Зависимость энергии ионизации добавленных элементов от концентрации электронов в плазме

 

 

Рисунок 13. Зависимость энергии ионизации добавленных элементов от температуры плазмы

 

Вывод:

При увеличении содержания в плазме легкоионизируемых элементов или уменьшении эффективного ионизационного потенциала плазмы, определяемого энергией ионизации основного компонента пробы, происходит возрастание концентрации электронов, повышение проводимости плазмы, и поэтому уменьшение напряженности поля в дуговом разряде.

 

 

 

Заключение

 

Не все эксперименты были проведены из-за карантина, но по полученным данным можно сделать вывод, что регистрацию линий цинка удобнее проводить в электроде «стопка» с содержанием цинка 0,10% при добавлении спектроскопического буфера при электродном промежутке 2мм и силе тока 10А.

 

Список использованный источников

 

1. Домбровская М.А., Лисиенко Д.Г. Методы атомного спектрального анализа

2. Домбровская М.А., Лисиенко Д.Г. Методы атомно-эмиссионного спектрального анализа