ANALIZA SPECJACYJNA WYKŁAD 7 ANALIZA SPECJACYJNA

Podobne dokumenty
KRYTERIA WYBORU W PLANOWANIU I REALIZACJI ANALIZ CHEMICZNYCH

Metody analizy pierwiastków z zastosowaniem wtórnego promieniowania rentgenowskiego. XRF, SRIXE, PIXE, SEM (EPMA)

NEUTRONOWA ANALIZA AKTYWACYJNA ANALITYKA W KONTROLI JAKOŚCI PODSTAWOWE INFORMACJE O REAKCJACH JĄDROWYCH - NEUTRONOWA ANALIZA AKTYWACYJNA

FLUORESCENCJA RENTGENOWSKA (XRF) MARTA KASPRZYK PROMOTOR: DR HAB. INŻ. MARCIN ŚRODA KATEDRA TECHNOLOGII SZKŁA I POWŁOK AMORFICZNYCH

IM-20. XRF - Analiza chemiczna poprzez pomiar energii promieniowania X

2. Metody, których podstawą są widma atomowe 32

XRF - Analiza chemiczna poprzez pomiar energii promieniowania X

ANALIZA FLUORESCENCYJNA

SPEKTROMETRIA CIEKŁOSCYNTYLACYJNA

Efekty interferencyjne w atomowej spektrometrii absorpcyjnej

OZNACZENIE JAKOŚCIOWE I ILOŚCIOWE w HPLC

Ćwiczenie nr 2 : Badanie licznika proporcjonalnego fotonów X

Geochemia analityczna. KubaM

Analiza aktywacyjna składu chemicznego na przykładzie zawartości Mn w stali.

Autorzy: Zbigniew Kąkol, Piotr Morawski

Temat 1 Badanie fluorescencji rentgenowskiej fragmentu meteorytu pułtuskiego opiekun: dr Chiara Mazzocchi,

Badanie schematu rozpadu jodu 128 I

ANALITYKA W KONTROLI JAKOŚCI WYKŁAD 2 ANALIZA ŚLADÓW

Wyznaczanie bezwzględnej aktywności źródła 60 Co. Tomasz Winiarski

ANALITYKA W KONTROLI JAKOŚCI

Badanie schematu rozpadu jodu 128 J

Materiał obowiązujący do ćwiczeń z analizy instrumentalnej II rok OAM

Słowniczek pojęć fizyki jądrowej

Źródła błędów i ich eliminacja w technice ICP.

Opracowała: mgr Agata Wiśniewska PRZYKŁADOWE SPRAWDZIANY WIADOMOŚCI l UMIEJĘTNOŚCI Współczesny model budowy atomu (wersja A)

Techniki analityczne. Podział technik analitycznych. Metody spektroskopowe. Spektroskopia elektronowa

Spektrofotometria ( SPF I, SPF II ) Spektralna analiza emisyjna ( S ) Fotometria Płomieniowa ( FP )

Zadanie 3. (2 pkt) Uzupełnij zapis, podając liczbę masową i atomową produktu przemiany oraz jego symbol chemiczny. Th... + α

Spektrometr XRF THICK 800A

1. JĄDROWA BUDOWA ATOMU. A1 - POZIOM PODSTAWOWY.

Promieniowanie rentgenowskie. Podstawowe pojęcia krystalograficzne

Metody przygotowywania próbek do celów analitycznych. Chemia analityczna

Cz. 5. Podstawy instrumentalizacji chromatografii. aparatura chromatograficzna w skali analitycznej i modelowej - -- w części przypomnienie -

J8 - Badanie schematu rozpadu jodu 128 I

Niepewność kalibracji

RENTGENOWSKA ANALIZA FLUORESCENCYJNA

Fizyka promieniowania jonizującego. Zygmunt Szefliński

Nowoczesne metody analizy pierwiastków

Oddziaływanie promieniowania jonizującego z materią

Fizyka 2. Janusz Andrzejewski

Pomiar energii wiązania deuteronu. Celem ćwiczenia jest wyznaczenie energii wiązania deuteronu

Metody badań składu chemicznego

Detekcja promieniowania elektromagnetycznego czastek naładowanych i neutronów

I ,11-1, 1, C, , 1, C

Atomowa spektrometria absorpcyjna i emisyjna

Problemy z korygowaniem tła w technice absorpcyjnej spektrometrii atomowej

h λ= mv h - stała Plancka (4.14x10-15 ev s)

Szkolny konkurs chemiczny Grupa B. Czas pracy 80 minut

Ana n l a i l za z a i ns n tru r men e t n al a n l a

OCHRONA RADIOLOGICZNA PACJENTA. Promieniotwórczość

Wykłady z Chemii Ogólnej i Biochemii. Dr Sławomir Lis

SPEKTROSKOPIA SPEKTROMETRIA

Oddziaływanie cząstek z materią

ET AAS 1 - pierwiastkowa, GW ppb. ICP OES n - pierwiastkowa, GW ppm n - pierwiastkowa, GW <ppb

KONKURS CHEMICZNY DLA UCZNIÓW GIMNAZJÓW. Eliminacje rejonowe II stopień

(2) Zastosowanie fluorescencji rentgenowskiej wzbudzanej źródłami promieniotwórczymi do pomiarów grubości powłok

RoHS-Vision / X-RoHS + SDD

THICK 800A DO POMIARU GRUBOŚCI POWŁOK. THICK 800A spektrometr XRF do szybkich, nieniszczących pomiarów grubości powłok i ich składu.

Spis treści. Trwałość jądra atomowego. Okres połowicznego rozpadu

Elektronowa mikroskopia. T. 2, Mikroskopia skaningowa / Wiesław Dziadur, Janusz Mikuła. Kraków, Spis treści

ANALIZA POWIERZCHNI BADANIA POWIERZCHNI

metoda analityczna, która polega na pobudzaniu (aktywacji) próbki w strumieniu neutronów - w roku 1936 Hevesy i Levi wykazali, że metoda ta może być

Reakcje jądrowe. Podstawy fizyki jądrowej - B.Kamys 1

Fizyka 3.3 WYKŁAD II

J6 - Pomiar absorpcji promieniowania γ

Spektroskopia charakterystycznych strat energii elektronów EELS (Electron Energy-Loss Spectroscopy)

Ćwiczenie LP1. Jacek Grela, Łukasz Marciniak 22 listopada 2009

Właściwości chemiczne i fizyczne pierwiastków powtarzają się w pewnym cyklu (zebrane w grupy 2, 8, 8, 18, 18, 32 pierwiastków).

JAK WYZNACZA SIĘ PARAMETRY WALIDACYJNE

Fizykochemiczne metody w kryminalistyce. Wykład 7

ANALIZA ŚLADOWYCH ZANIECZYSZCZEŃ ŚRODOWISKA I ROK OŚ II

ANALIZA ŚLADÓW 4/30/2018 ANALITYKA W KONTROLI JAKOŚCI ŹRÓDŁA BRAKU DOKŁADNOŚCI. Międzylaboratoryjne porównanie oznaczenie ołowiu w winie

A - liczba nukleonów w jądrze (protonów i neutronów razem) Z liczba protonów A-Z liczba neutronów

SYMULACJA GAMMA KAMERY MATERIAŁ DLA STUDENTÓW. Szacowanie pochłoniętej energii promieniowania jonizującego

Atom wodoru w mechanice kwantowej. Równanie Schrödingera

CHEMIA LEKCJA 1. Budowa atomu, Izotopy Promieniotwórczość naturalna i sztuczna. Model atomu Bohra

OZNACZANIE ŻELAZA METODĄ SPEKTROFOTOMETRII UV/VIS

Ćwiczenie nr 1 Oznaczanie składu substancji metodą niskorozdzielczej analizy fluorescencyjnej

Ćwiczenie nr 2 Zastosowanie fluorescencji rentgenowskiej wzbudzanej źródłami promieniotwórczymi do pomiarów grubości powłok

Spektroskopia Fluorescencyjna promieniowania X

Kryształy, półprzewodniki, nanotechnologie. Dr inż. KAROL STRZAŁKOWSKI Instytut Fizyki UMK w Toruniu

Spektrometry EDXRF do analizy metali szlachetnych X-PMA i w wersji przenośnej EX-PMA

Techniki immunochemiczne. opierają się na specyficznych oddziaływaniach między antygenami a przeciwciałami

Ćwiczenie LP2. Jacek Grela, Łukasz Marciniak 25 października 2009

Metody chemiczne w analizie biogeochemicznej środowiska. (Materiał pomocniczy do zajęć laboratoryjnych)

SPEKTROMETRIA IRMS. (Isotope Ratio Mass Spectrometry) Pomiar stosunków izotopowych (R) pierwiastków lekkich (H, C, O, N, S)

Spis treści CZĘŚĆ I. PROCES ANALITYCZNY 15. Wykaz skrótów i symboli używanych w książce... 11

Zagrożenia naturalnymi źródłami promieniowania jonizującego w przemyśle wydobywczym. Praca zbiorowa pod redakcją Jana Skowronka

Spektroskopia. Spotkanie pierwsze. Prowadzący: Dr Barbara Gil

Badanie absorpcji promieniowania γ

Kalibracja w spektrometrii atomowej - marzenia, a rzeczywistość Z. Kowalewska

Wszechświat czastek elementarnych

Fizyka 3. Konsultacje: p. 329, Mechatronika

Parametry krytyczne podczas walidacji procedur analitycznych w absorpcyjnej spektrometrii atomowej. R. Dobrowolski

Efekt Comptona. Efektem Comptona nazywamy zmianę długości fali elektromagnetycznej w wyniku rozpraszania jej na swobodnych elektronach

Promieniotwórczość naturalna. Jądro atomu i jego budowa.

Metody spektroskopowe:

J7 - Badanie zawartości manganu w stali metodą analizy aktywacyjnej

Promieniowanie X. Jak powstaje promieniowanie rentgenowskie Budowa lampy rentgenowskiej Widmo ciągłe i charakterystyczne promieniowania X

Transkrypt:

WYKŁAD 7 ANALIZA SPECJACYJNA ANALIZA SPECJACYJNA Specjacja - występowanie różnych fizycznych i chemicznych form danego pierwiastka w badanym materiale. Analiza specjacyjna - identyfikacja i ilościowe oznaczenie różnych fizycznych i chemicznych form danego pierwiastka występujących w badanym obiekcie analizy. Specjacja szczegółowa (właściwa) - określenie pełnego ilościowego i jakościowego składu form chemicznych występowania danego pierwiastka w badanym obiekcie. Specjacja grupowa - określenie łącznej zawartości wyróżnionej grupy (lub grup) związków badanego pierwiastka. Frakcjonowanie - określenie zawartości pewnych grup związków danego pierwiastka charakteryzujących się podobną funkcją (właściwościami), bez określenia chemicznej natury składników poszczególnych grup. Ponadto wyróżnia się czasem: specjację operacyjną - gdy określona operacja analityczna warunkuje wydzielenie określonej grupy związków danego pierwiastka; specjację fizyczną - wyróżnienie form występowania pierwiastka różniących się właściwościami fizycznymi (np. rozmiarami cząstek); specjacja cytologiczna - oznaczanie rozkładu danego pierwiastka w komórkach lub w organellach komórkowych. Trudności badań specjacyjnych: pobieranie próbki (możliwość zafałszowania informacji o całkowitej zawartości pierwiastka oraz wpływ na względną zawartość poszczególnych jego form); nietrwałość i zmienność specjacji; konieczność oznaczenia występujących obok siebie związków o podobnych właściwościach; śladowe zawartości poszczególnych form oznaczanego pierwiastka. 1

Metody analityczne stosowane w badaniu specjacji: potencjometria (elektrody jonoselektywne) woltamperometria; chromatografia gazowa poprzedzona derywatyzacją; chromatografia cieczowa; techniki elektroforetyczne; techniki sprzężone; metody obliczeniowe. INTERFERENCJE Oddziaływanie składników próbki na sygnał analitu. Mechanizmy działania interferentów: interferencje SM (same mechanism) - zachodzą według takiego samego mechanizmu jak powstanie sygnału analitu (np. nakładanie się piku interferenta na pik analitu w woltamperometrii). interferencje DM (different mechanism) - zachodzą według odmiennego mechanizmu niż generacja syganłu analitu (np. reakcja chemiczna interferenta z analitem powodująca powstanie związku nie dającego charakterystycznego sygnału). inteferencje NS (non-specific) - niespecyficzne a więc oddziaływujące na wiele różnych analitów (np. adsorpcja substancji powierzchniowo czynnych w woltamperometrii powodująca stłumienie syganału depolaryzatorów). W metodach spektralnych tradycyjnie wyróżnia się interferencje: spektralne - są to interferencje SM i NS niespektralne - są to interferencje DM Eliminacja interferencji: rozdzielanie; zastosowanie detekcji selektywnej; zastosowanie technik sprzężonych; procedury kalibracyjne; metody chemometryczne. ANALIZA CIAŁA STAŁEGO 2

Metody niszczące: - przeprowadzenie do roztworu (rozpuszczanie, roztwarzanie lub stapianie) i następnie analiza metodami klasycznymi lub instrumentalnymi - homogenizacja (rozdrobnienie) bez konieczności zmiany stanu skupienia - np. fluorescencja rentgenowska (cienka tarcza) Metody nieniszczące: - neutronowa analiza aktywacyjna FLUORESCENCJA RENTGENOWSKA Zastosowanie promieniowania rentgenowskiego FLUORESCENCJA RENTGENOWSKA Zasada: metoda oparta na rejestracji charakterystycznego promieniowania X emitowanego z atomów wskutek ich jonizacji na wewnętrznych powłokach elektronowych. Mechanizm powstania charakterystycznego promieniowania rentgenowskiego (lub elektronu Augera) Przejścia elektronowe prowadzące do emisji promieniowania X spełniają reguły wyboru: n 0 (dozwolone przejścia n = 0 emitują fotony VIS) l = 1 j = 0, 1 (j kwantuje sprzężenie spinowo-orbilalne j=l+s) (możliwe są też przejścia kwadrupolowe dające znacznie słabsze linie). Linie oznaczane są symbolem powłoki na którą następuje przeskok (K, L, M...) i literami greckimi z indeksem arabskim (α 1, α 2 itd) 3

Schemat linii charakterystycznego promieniowania X dla serii K i serii L Uzyskane widmo charakterystycznego promieniowania X może być interpretowane jakościowo i ilościowo. Przed interpretacją jakościową należy dokonać kalibracji energetycznej źródła (za pomocą widma próbki o znanym składzie pierwiastkowym - wzorca zewnętrznego, lub za pomocąźródła kalibracyjnego np. 55 Fe). Dla pierwiastków o liczbie atomowej Z < 50 analizę przeprowadza się na podstawie serii K, dla pozostałych pierwiastków na podstawie serii L. Jeżeli znaleziony pik odpowiada linii K α należy znaleźć pik odpowiadający linii K β będący potwierdzeniem poprawności identyfikacji pierwiastka. Widmo XRF próbki wody i pyłu ze skorygowanym tłem. Analiza ilościowa przeprowadzana jest na podstawie powierzchni poszczególnych pików (odpowiadającej liczbie zliczeń) po korekcji tła. Stężenie pierwiastka w tarczy można wyznaczyć metodą obliczeń fundamentalnych, metodą wzorca zewnętrznego lub metodą wzorca wewnętrznego. Istotnym zagadnieniem w analizie fluorescencyjnej jest preparatyka tarcz pomiarowych. Rozróżniane są tarcze cienkie (zaniedbywalne efekty matrycowe) i tarcze grube (efekty matrycowe muszą być uwzględnione). Odmiany metody fluorescencji rentgenowskiej Metoda XRF (X-ray fluorescence) - polega na wzbudzeniu charakterystycznego promieniowania X promieniowaniem pochodzącycm z lampy rentgenowskiej Układ pomiarowy XRF Metoda popularna ze względu na stosunkowo niski koszt aparatury, łatwość pomiaru i szerokie zastosowanie w analizie składu pierwiastkowego. Wadą metody jest konieczność stosowania lamp z różnymi anodami i niewielki strumień kwantów X emitowanych z lampy. 4

Spektrometr fluorescencji rentgenowskiej działający w oparciu o zasadę dyspersji energii EDXRF do analizy ilościowej i jakościowej w zakresie pierwiastkowym od sodu do uranu, pomiar w zakresie stężeń od pojedynczych ppm-ów do 100%. Metoda RXRF (radioizotopowa metoda XRF) - wzbudzenie charkterystycznego promieniowania X w badanych próbkach za pomocą promieniowania X lub γ pochodzącego z izotopów promieniotwórczych ( 55 Fe, 57 Co, 109 Cd, 238 Pu, 241 Am). Metoda SRIXE (fluorescencja rentgenowska ze wzbudzeniem promieniowaniem synchrotronowym) - promieniowanie synchrotronowe to promieniowanie elektromagnetyczne emitowane przez nałdowane cząstki poruszające się z prędkościami relatywistycznymi w polu magnetycznym powodującym zakrzywienie ich toru (magnesy zakrzywiające, wiglery, undulatory). Zalety metody SRIXE to: krótki czas analizy; nieniszczący charakter analizy; możliwość analizy w mikroobszarach; możliwość analizy wielopierwiastkowej; bardzo dobra wykrywalność (poniżej 10 ppb) Ze względów bezpieczeństwa analizę przeprowadza się w wydzielonych pomieszczeniach. Metoda PIXE - fluorescencja rentgenowska ze wzbudzeniem strumieniem protonów. Protony uzyskuje się z akceleratorów liniowych typu Van de Graffa lub cyklotronów. Metoda charakteryzuje się widmem o znacznie mniejszym tle niż w innych odmianach fluorescencji rentgenowskiej. 5