тегральной интенсивности. При этом для навески лития 0,2 мг можно проводить измерения при яркости разряда в 17 раз большей, чем в разряде постоянного тока. Это позволяет пол ностью устранить погрешности измерений, обусловленные шу мами регистрирующей аппаратуры (шумы ФЭУ). Кроме того, отсутствие самопоглощения позволяет повысить надеж ность анализа и отказаться от применения образцов срав нения.
Рис. 12.10. Регистрограммы |
линии ЫІ 6708 А: |
а — разряд постоянного тока; |
б — ВЧ-разряд. |
Другой иллюстрацией различий самопоглощения в ВЧ-раз- ряде и разряде постоянного тока могут служить регистрограм
мы линии LiI 6708 Ä, записанные при |
одинаковых световых |
потоках |
для |
разряда |
постоянного |
тока |
и |
ВЧ-разряда |
(рис. 12.10). Как видно из |
рисунка, при прочих равных усло |
виях самопоглощение в разряде постоянного |
тока |
настолько |
велико, что проявляется даже обращение отдельных |
компонент. |
В ВЧ-разряде |
в этих условиях также |
наблюдается |
самопо |
глощение, |
но |
в значительно меньшей |
степени, |
чем |
в раз |
ряде постоянного тока.
Были определены изотопные составы пяти образцов с раз личным содержанием 6 Li. Параллельно анализ тех же образ
цов выполнялся масс-спектрометрическим методом. Изотопный состав рассчитывали из соотношения
C-JC, = / 7/2/„
где Ст, Сб — содержание изотопов 7Li и 6 Ы; • 17, / 6 — интенсив
ности изотопических компонент линии. Интенсивность компонент отсчитывали от минимума сигнала между соседними порядками интерференции. Полученные результаты приведены в табл. 12.8.
Результаты изотопного анализа иодидов лития |
Т а б л и ц а |
12.8 |
|
|
Содержание 6Li, ат. % , опре- |
Содержание ßLi, ат. %, оп |
Средняя квадратическая по |
делено масс-спектрометри- |
ределено спектральным ме |
грешность единичного изме |
ческим методом |
тодом (5=0,95) |
рения, ат. % |
|
4,0 |
4 ,06± 0 ,15 |
±0,26 |
|
32,1 |
32,1 + 0,20 |
+ 0,35 |
|
52.0 |
52,1+0,23 |
+ 0,39 |
|
78,7 |
78,8 + 0,24 |
±0,42 |
|
90.0 |
90,0 + 0,21 |
±0,36 |
|
Результаты спектрального анализа усреднены по четырем ■навескам для одного и того же образца. В каждом опыте про водилось 1 2 16 последовательных записей структуры аналити
ческой линии. Конечная погрешность указана для доверитель ной вероятности 0,95. Средняя квадратическая погрешность единичного измерения в пределах одного опыта, характеризую
щая воспроизводимость результатов, приведена в последнем столбце таблицы.
Анализ бора по компонентам ротационной структуры в электронно-колебательных спектрах
В гл. 9 уже были рассмотрены различные варианты опреде ления изотопного состава бора по эмиссионным спектрам ато мов и борсодержащих молекул, в том числе и методика ана лиза элементарного бора по компонентам вращательной струк
туры в электронно-колебательном спектре молекулы |
ВО |
[204]. |
Позднее эта |
методика была |
распространена |
на определение |
изотопного состава бора в некоторых |
борсодержащих |
соеди |
нениях [205]. |
Ниже излагаются основные полученные резуль |
таты. |
|
|
|
|
|
r |
J |
Б о р н а я |
к иі е л о та |
и |
б о р н ы й |
а н г и д р и д . |
Непо |
средственно |
перед анализом пробы обезвоживались путем про |
грева при 250° С в течение |
10 |
мин. По |
охлаждении |
в эксика |
торе навеску |
анализируемого |
образца |
50—60 |
мг |
загружали |
в канал угольного электрода диаметром 4 мм и глубиной 8 мм.
ь начальный период горения дуги кипение пробы происходит очень бурно, наблюдается ее вспенивание над торцом рабочего электрода в виде «шапки». Поэтому в начальный период меж-
электродныи промежуток регулировался от |
руки, так чтобы |
верхняя часть «шапки» не соприкасалась |
с |
контрэлектродом, |
упусти Ш— 15 сек разряд стабилизируется |
и |
горит спокойно, |
ь этот момент аналитический промежуток устанавливался по теневой проекции равным З м и в дальнейшем поддерживался постоянным. Экспозиция 2 мин при силе тока дуги 5 — 1 0 а до
статочна для получения спектрограмм нормальной плотности.
К а р б и д бора , г е к с а б о р и д |
б е р и л л и я и |
м е т а |
б о р а т лития. Для определения |
изотопного состава |
бора |
в карбиде бора, гексабориде бериллия и метаборате лития на
веску пробы |
~ 3 0 мг |
загружали |
в канал угольного электрода |
диаметром 2,5 мм и глубиной 5 |
мм. |
Толщина стенок |
канала |
составляла 0,3—0,4 |
мм. |
Спектры |
фотографировали |
после |
30-секундного |
предварительного |
обжига с временем |
экспози |
ции 2 мин. Сила тока дуги |
10 а. |
|
|
|
|
|
|
r |
5f |
|
|
|
|
|
|
|
к3 |
|
■ |
|
8,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
^ 7,0 |
|
|
|
|
|
10в |
|
|
|
|
|
|
|
I 6,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I 5,0 |
|
|
|
|
|
f |
l |
|
|
|
|
|
|
|
! , » |
1в |
|
|
I |
? I |
|
|
|
|
|
|
|
|
со |
|
|
X |
|
|
|
|
|
1вВ |
|
|
|
|
/ѵЛJ |
|
\ |
|
|
|
|
|
Л |
|
|
I |
1,0W |
, |
1Г Ч 7 |
|
|
|
VY |
|
|
1,0 |
V |
/ |
|
\ |
2 |
|
|
и 3 |
_ |
_ I_ _ |
|
0,1 |
0,1 |
0,3 |
0,0 |
0,5 |
0,7 |
|
|
О |
0,5 |
0,8 |
0,9 |
1,0 |
1,1 |
мм |
|
Рис. |
12.11. |
Микрофотограммы |
аналитических |
|
линий 10В16О |
и |
|
ИВ160 |
для |
образцов |
с содержанием |
10В 83,3 |
|
(1), |
|
51,2 |
(2) |
и |
|
|
|
|
|
19,2 (3) ат. %. |
|
|
|
|
|
|
|
Д о д е к а б о р и д |
а л юм и н и я . |
Навеску |
пробы |
10— 15 мг |
плотно набивали в канал угольного электрода диаметром 2,5 мм
|
|
|
|
и глубиной 5 мм. Толщина стенок канала равна 0,7 мм. |
Сила |
тока дуги 10 а, экспозиция 90 сек. |
На один участок |
фотоплас |
тинки снимали спектры от двух электродов. |
2460,59 А и |
Регистрограммы аналитических |
линий ПВІ60 |
10В 16О 2460,81 А приведены на рис. |
12.11, градуировочные |
гра |
фики, полученные при съемке спектров образцов сравнения пе
речисленных соединений |
на спектрографе ДФС-13 с решеткой |
1 2 0 0 штрих/мм в первом |
порядке при обратной дисперсии при |
бора 2 А/мм, — на рис. 12.12. Смещение графиков в зависимости от типа анализируемого вещества, по-видимому, обусловлено различной интенсивностью сплошного спектра в области ана литических линий при съемке спектров проб с различными основами. Это обстоятельство требует при проведении анализа применять образцы сравнения того же химического состава, что и анализируемые пробы.
Представление о точности и воспроизводимости результа тов анализа дает табл. 12.9, где указаны средняя квадратиче ская погрешность единичного измерения, вычисленная из 25 регистрограмм на пяти фотопластинках для каждого образца, и результаты параллельных определений изотопного состава од-
|
|
Рис. |
1 2 .1 2 . Градуировочные |
графики для |
изотопного |
|
|
анализа борсодержащих соединений |
(у — тангенс |
угла |
|
|
|
|
наклона |
графика). |
|
|
|
Воспроизводимость и точность результатов изотопного |
Т а б л и ц а 12.9 |
|
|
|
|
анализа борсодержащих соединений |
|
|
|
|
|
|
|
Спектральный анализ |
|
Масс-спектрометрический метод |
|
Образец |
содержание 10В, |
квадратическая |
|
|
|
|
погрешность еди |
содержание |
а0В, |
расхождение, |
|
|
|
|
|
ат. % |
ничного измере |
ат. % |
|
ат. % |
|
|
|
|
ния, |
% |
|
|
|
|
В4С |
|
19,1 |
5 , 3 |
|
1 9 ,2 |
|
— 0,1 |
|
ВеВ6 |
|
1 9 ,4 |
6 , 2 |
|
1 9 ,0 |
|
+ 0 , 4 |
|
ВеВ6 |
|
8 1 , 6 |
1,7 |
|
8 1 , 9 |
|
— 0 , 3 |
|
А1В12 |
|
1 8 ,9 |
5 , 8 |
|
1 8 ,7 |
|
+ 0 , 2 |
|
А ІВ і 2 |
|
7 8 ,3 |
1 ,9 |
|
7 8 , 5 |
|
— 0 , 2 |
|
Н3 ВО3 |
|
1 9 ,7 |
5 , 4 |
|
1 9 ,2 |
|
+ 0 , 5 |
|
B2 Ü3 |
|
1 8 ,6 |
5 , 2 |
|
1 9 ,2 |
|
— 0 , 6 |
|
в 2о 3 |
|
8 3 , 7 |
1 ,6 |
|
8 3 , 6 |
|
+0 ,1 |
них и тех же образцов спектральным и масс-спектрометрическим методами.
Из таблицы видно, что точность определения изотопного со става борсодержащих соединений сравнима с точностью опре делений изотопного состава элементарного бора и практиче ски одна и та же методика пригодна для выполнения изотоп ного анализа различных веществ.
Анализ углерода |
(І2С — 14С) в радиоактивных |
препаратах |
В литературе описаны методики изотопного |
анализа ста |
бильного углерода |
[206] и кислорода [207, 208] |
по электронно |
колебательному спектру молекулы СО, возбуждаемому в ВЧразряде. Аналогичная схема анализа может быть использована и для определения изотопного состава углерода в препаратах, меченных долгоживущим радиоактивным изотопом 14С [24, 209].
Для возбуждения спектров применялись герметичные раз рядные трубки с балластной емкостью (см. рис. 12.8). Измене ние состава газовой фазы под действием ВЧ-разряда прояв ляется в значительно меньшей степени, чем для смесей водо род— тритий. Однако при неудачном выборе рабочего давления этот эффект может заметным образом сказываться на величине измеренного отношения интенсивностей кантов изотопных полос 12С|60 4123,6 А и І4 С160 4140,2 Â. Стабильные во времени ре зультаты были получены при давлении газа в трубке ~ 1 мм
рт. ст. Влияние давления на измеряемое отношение интенсивно стей кантов помимо адсорбционно-десорбционных процессов связано также с изменением структуры фона в области анали тических полос (рис. 12.13). Спектр СО в области 4110—4160 А
довольно |
сложен. |
Наибольшее влияние оказывает полоса СО |
4124,8 А, |
налагающаяся на кант полосы 12С160. |
Кроме |
того, |
при наличии в пробе азота появляется полоса молекулы N2 с |
кантом при 4141,8 |
А, полностью |
маскирующая |
кант |
полосы |
14С,6 0 . Остальные |
полосы или |
мало интенсивны, |
или |
имеют |
благоприятное оттенение, не мешающее измерению интенсив ности кантов аналитической полосы.
Анализируемыми пробами служили образцы СО, С 0 2 и кар бонат бария ВаСОз. В последнем случае выделение двуокиси С 0 2 проводилось с помощью хлорной кислоты по реакции
2НС104 + ВаС03 = С02 + Ва (СЮ4 ) 2 + Н20 .
Процедура подготовки и заполнения разрядных трубок ана логична описанной выше. Спектры регистрировались фото электрическим способом. Вид градуировочного графика приве ден на рис. 12.14.
Точность метода оценивалась по способу наименьших квад ратов, исходя из отклонений точек на графике от прямой ли нии:
у — --}—Ь.