Pentru orice industrie care este într-un fel sau altul legată de metale - de la achiziție până la o fabrică metalurgică, compoziția materiilor prime este importantă. Metalele și aliajele trebuie să îndeplinească anumiți parametri atât pentru a realiza un produs de înaltă calitate, cât și pentru a putea evalua în mod obiectiv costul materialului achiziționat. Unul dintre acești parametri este analiza chimică a compoziției, care se poate face fără a recurge la reactivi complexi și procese îndelungate.

O metodă pentru a determina compoziția exactă a unui metal este analiza spectrală. Se bazează pe interacțiunea materiei cu un spectru de radiații, inclusiv electromagnetice și acustice. Atomii fiecărui element chimic au propriile frecvențe de rezonanță la care emit sau absorb lumină. Numărul și intensitatea liniilor pe care le arată spectrometrul depinde de cantitatea și starea substanței. În funcție de scopuri, se efectuează diferite metode de analiză spectrală.

Analiza spectrală a aurului

Analiza fluorescenței cu raze X (elementală) este utilizată pentru a determina compoziția metalului. Spectrometrul expune materialul la radiații de raze X, determinând electronii din substanță să treacă la niveluri ridicate de energie. Excesul de energie sub formă de foton cu o valoare strict definită pentru fiecare substanță ajunge la detectorul dispozitivului. Fotonul este convertit într-un impuls de tensiune, citirile sunt luate de dispozitiv și transmise pe ecran sub forma unui grafic sau a unor indicatori digitali.

Metoda de analiză în sine a fost descoperită la începutul secolului al XX-lea, iar dispozitivul de fluorescență cu raze X a fost creat abia în 1948. Acum spectrometrele au devenit larg răspândite - sunt folosite nu numai în metalurgie, bijuterii și industria chimică, ci și în industria petrolului, arheologie și cu ajutorul lor determină prezența metalelor grele în sol și apă și în produsele alimentare. Sunt folosite de ecologisti și geologi, chiar și navele spațiale interplanetare care prelevează probe de rocă sunt echipate cu spectrometre. Prevalența acestei metode este asociată cu viteza de obținere a rezultatelor și acuratețea ridicată a indicatorilor.

Aplicarea analizei spectrale

În timpul reciclării, analiza spectrală ajută la sortarea cu precizie a deșeurilor feroase și neferoase, precum și la determinarea respingerii în turnători, cu ajutorul acesteia, produsele finite sunt supuse controlului de intrare și certificare în industrie; a materialelor care intră în producţie. Pentru analiză, fie se prelevează probe special turnate, similare ca compoziție cu metalul de bază, fie se analizează metalul în sine. În câteva minute puteți obține o analiză a aliajelor de oțel și fontă, cupru, aluminiu, plumb și staniu, aliaje de titan, aliaje și conținutul de metale prețioase.

În funcție de scop și volum, există spectrometre staționare de laborator, mobile și portabile. Acestea din urmă sunt cele mai populare în companiile de achiziție de metal, deoarece au o dimensiune mică, greutate, formă convenabilă de „pistol”, productivitate ridicată - aproximativ 1000 de teste pe zi și precizie a citirilor. Sunt ușor de utilizat, funcționează în medii cu aer și argon, au etichetă metalică, iar numărul de elemente identificabile depinde de caracteristicile și profilul organizației - există dispozitive cu un număr nelimitat.

Analizoarele portabile vă permit să determinați cantitatea de impurități din bijuterii vechi la achiziționarea de aur, catalizatori de automobile, deșeuri electronice, metale neferoase și feroase și prelucrarea lor ulterioară este, de asemenea, însoțită de analiză spectrală.

Analiza spectrală la Moscova

Compania noastră oferă evaluare instantanee a produselor din aur acceptate pentru cumpărare. În mai puțin de un minut, echipamentul pe care îl folosim determină conținutul exact de aur și alte metale. Acest lucru permite o evaluare rapidă și obiectivă în prezența clientului.

Când lucrați cu metale, apar adesea motive întemeiate. îndoieli: metalul pieselor corespunde cu ceea ce este specificat în documentația de proiectare. În orice producție, de regulă, se utilizează o gamă limitată de oțeluri și aliaje, dar problema acută rămâne confuzie de timbru chiar și cu controlul intrării bine stabilit. Aceasta include necinstea furnizorului, atunci când într-un lot există tije de diferite mărci, care nu pot fi determinate în timpul inspecției de intrare, confuzie la eliberarea semifabricatelor la producție și lipsa producției. disciplina muncitorului care, pentru a-și ascunde căsătoria, iau orice material care le iese în cale. În unele cazuri, apar îndoieli chiar și atunci când ansamblul este asamblat și marca poate fi confirmată folosind metode cunoscute ( spectral, chimic, fluorescență cu raze X) este pur și simplu imposibil.

În plus, din ce în ce mai mult defect produse apare din cauza amestecului de metale în timpul achiziționării sale (necinstea furnizorului) și când lipsa controlului la intrare metale Ca urmare, calitatea pieselor de prelucrat și calitatea pieselor au de suferit. În unele cazuri, apar îndoieli atunci când ansamblul a fost deja asamblat și nu este posibil să se confirme (identificare) calitatea metalului oricărei piese critice din acesta folosind metode cunoscute (spectrale sau chimice). De asemenea, dispozitivul vă permite să analizați chiar și părți foarte mici. Pentru a face acest lucru, este necesar să le plasați pe un substrat conductiv. Este posibil să se determine dimensiunea eșantionului de articole din aur.

Putem da multe exemple când piesele au fost supuse unui tratament termic conform celor specificate a cărei duritate era imposibil de obţinut datorită faptului că în loc de oțel, de exemplu, 40Х13, unele dintre ele au fost fabricate din 12Х8Н10Т. Dar cum să sortați câteva mii de nuci, dintre care unele au fost făcute accidental din 40X și nu din 30KhGSA, așa cum este cerut de documentația de proiectare? Sau cum puteți afla pe o placă de circuit imprimat complet finisată marca de lipit folosită sau cu ce fel de lipit sunt cositoriți pinii microcircuitelor? Cum se confirmă marca sârmei electrodului de sudură?

Analizorul termoelectric TAMIS face față cu ușurință acestor sarcini.

Metode de analiză și determinare (detecție) a metalelor și aliajelor

Pentru a controla clasele de metale și aliaje, se folosesc metode standard:

• analiza chimică a metalelor

  Această metodă vă permite să analizați substanța chimică compus metal de mare precizie. În prezent, aceasta este singura metodă de analiză care permite determinarea în mod fiabil a procentului de carbon din oțeluri.

  Pentru a efectua o analiză chimică a oțelului pentru carbon, așchii din metalul testat sunt arse într-un mediu cu hidrogen și compoziția gazului rezultat este analizată folosind metoda fotocolometrică. Pentru precizia măsurării, sunt efectuate trei probe paralele. Pentru a determina alte elemente, se folosește metoda greutății.

  Compoziția metalelor se determină prin metoda gravimetrică prin transferul în soluție (dizolvare chimică în soluții acide, apă). Apoi compusul metalului necesar este precipitat prin adăugarea de sare sau alcali. Apoi, sedimentul este calcinat la o greutate constantă, iar conținutul de metal este determinat prin cântărire pe o balanță analitică și recalculare. Metoda oferă cele mai precise valori ale compoziției metalice, dar necesită mult timp.

  Cu metoda electrochimică, după transferul probei într-o soluție apoasă, conținutul de metal este determinat prin diferite metode electrochimice - polarografice, coulometrice și altele, precum și o combinație cu titrare.

  Aceste metode permit analiza chimică a metalelor într-o gamă largă de concentrații cu o acuratețe satisfăcătoare, dar sunt extrem de laborioase și necesită un laborator și personal calificat.

• analiza spectrală a metalelor

  Grupul de metode spectrale pentru determinarea conținutului de metal este destul de divers. Acesta include, în special, diverse metode de determinare a conținutului de metale prin analiza spectrelor caracteristice ale radiațiilor electromagnetice ale atomilor - analiza emisiilor atomice, analiza absorbției atomice, spectrofotometria, spectrometria de masă, analiza spectrală cu raze X.

  Cea mai utilizată metodă în industrie. Cu echipamente moderne, procesul de studiere a compoziției unui metal durează doar câteva minute. Când se analizează un metal folosind această metodă, se determină conținutul cantitativ carbonul din oțeluri este inexact.

  Analiza spectrală necesită specialiști calificați și echipamente scumpe - un spectrometru (aproximativ 4 milioane de ruble). La analiza metalului, pe suprafață rămân urme de efecte ale temperaturii, ceea ce duce la o încălcare a geometriei piesei metalice examinate.

• Analiza fluorescenței cu raze X a metalelor

  Se referă la metode nedistructive. Vă permite să determinați aproape întreaga compoziție elementară a metalelor, cu excepția conținutului exact de carbon din oțeluri. Procesul de determinare nu durează mai mult de 1 minut.

  Analiza XRF necesită o suprafață destul de mare. Măsurarea pieselor mici nu este posibilă. Sunt necesare echipamente scumpe (mai mult de 1,5 milioane de ruble) și specialiști bine pregătiți.

Analizor termoelectric de metale si aliaje TAMIS

Experiență bogată în analiza motivelor căsătorieiîn diverse industrii, analiza eșecului produselor de complexitate și scop diferite a condus la necesitate creând ieftin, un analizor ușor de utilizat de metale și aliaje (inclusiv cele neferoase) în condiții de producție.

Efect Seebeck

Funcționarea dispozitivului se bazează pe efectul Seebeck, când atunci când un compus din două metale diferite este încălzit, apare o termoputere, a cărei amploare depinde de compoziția chimică a metalelor studiate. Thermopower poate fi măsurată cu ușurință în mod fiabil și este utilizată pe scară largă în industrie în termocupluri pentru măsurarea temperaturilor în diferite procese tehnologice.

Avantajele analizorului termoelectric de metale și aliaje

La dezvoltarea analizorului de metale, atenția principală a fost acordată:

• fiabilitate
• fiabilitatea rezultatelor obținute
• ușurință în utilizare

S-a luat în considerare faptul că dispozitivul poate fi folosit de școlari, depozitari, muncitori și meșteri.

• Gamă largă de aplicații ale dispozitivului:
  • la locurile de producție ale industriilor de prelucrare a metalelor (QC, depozite de materiale, în timpul inspecției de intrare etc.)
  • în zonele de asamblare pentru a controla metalele din ansamblurile asamblate, determinați tipurile de acoperire a cablurilor elementului radio, gradele de lipire
  • în zonele termice
  • în atelierele de bijuterii
  • în atelierele instituţiilor de învăţământ superior şi atelierele şcolare
  • în laboratoarele de cercetare
  • în Laboratoarele Fabricii Centrale
  • în laboratoare pentru inspecția metalelor la intrare
  • în compartimentele de investigaţii pentru controlul operaţional al produselor confiscate din metale preţioase
  • la desfășurarea lucrărilor de laborator despre știința metalelor în instituțiile de învățământ
• Ușurință în utilizare
• Compactitate
• Nu necesită personal calificat
• Eficiența măsurării

Metoda de determinare a metalelor cu ajutorul analizorului TAMIS

Analizorul este capabil să distingă mai mult de 40 de grade diferite de oțel și metale neferoase. Pentru a obține rezultate fiabile ale analizei, este necesar să urmați cu strictețe procedura de analiză descrisă.

Un analizor de metale vă permite să verificați rapid și precis compoziția unui aliaj sau tipul acestuia. Acest lucru este important în multe sectoare industriale. Cel mai adesea, materiile prime secundare sunt analizate în acest fel. Acest lucru se datorează faptului că este imposibil chiar și pentru un specialist cu experiență să efectueze o astfel de procedură la întâmplare. Dispozitivul în cauză se mai numește și spectrometru.

Scop

Folosind un analizor de metale, puteți determina în mod fiabil compoziția aliajului de cupru și procentul de incluziuni străine din acesta. În plus, este posibil să se determine conținutul de nichel al oțelului inoxidabil. În acest caz, materia primă studiată nu trebuie tăiată sau perturbată în alt mod structura acesteia. Aparatul va fi util celor care lucrează cu resturi feroase sau feroase De asemenea, ajută la identificarea prezenței metalelor grele în aliaj, ceea ce asigură funcționarea în siguranță și respectarea standardelor cerute.

feluri

Analizorul de metale și aliaje este un dispozitiv complex de înaltă tehnologie, a cărui creare acasă este foarte problematică. Există două tipuri de aceste dispozitive:

• Modificări cu laser, funcționând pe principiul emisiei optice.
• opțiune cu raze X, determinarea citirilor cu ajutorul razelor X.

Analogii staționari sunt destinate depozitelor mari și bazelor pentru primirea și prelucrarea fierului vechi. De exemplu, modelul M-5000 este o modificare compactă care poate încăpea pe o masă. Dispozitivul este utilizat în principal în producția de metalurgie secundară. Recenziile experților confirmă că un astfel de dispozitiv combină în mod optim indicatorii de calitate și preț.

Modele cu emisii optice

Analizorul de metal cu emisie optică este utilizat în studiul diferitelor structuri, piese de prelucrat, piese și lingouri. Se utilizează metoda analizei scânteii sau arcului de aer. În primul caz, se observă o oarecare evaporare a aliajului metalic.

Mediul de lucru al dispozitivelor luate în considerare este argonul. Pentru a schimba modul de funcționare al dispozitivului, este suficient să înlocuiți duza pe un senzor special. Compoziția chimică a aliajului este recunoscută și înregistrată cu ajutorul unui spectrometru optic.

Există mai multe moduri de cercetare și anume:

• Determinarea gradului de metal folosind un tabel special.
• Compararea spectrului de referință cu un analog al aliajului studiat.
• O funcție „da-nu” care determină caracteristicile specificate ale materiei prime.

Acest dispozitiv funcționează cu ferită, aluminiu, titan, cupru, cobalt, aliaje de scule, precum și oțel slab aliat și inoxidabil.

Opțiuni de fluorescență cu raze X

Acest tip de analizor de metale este format din elemente sensibile la lumină care pot detecta mai mult de 40 de substanțe. Recenziile experților notează funcționarea rapidă a acestor dispozitive, precum și monitorizarea fără a compromite integritatea obiectului analizat.

Datorită compactității și greutății reduse, dispozitivele în cauză sunt ușor de utilizat și dotate cu o carcasă protejată de umiditate. Software-ul face posibilă stabilirea standardelor utilizatorului, introducerea parametrilor necesari și conectarea unei imprimante cu imprimarea ulterioară a informațiilor primite.

O caracteristică a unor astfel de analizoare este că nu pot detecta elemente cu numere atomice sub 11. Prin urmare, nu sunt potrivite pentru detectarea carbonului în fontă sau oțel.

Particularități

Analizorul de compoziție metalică de tip emisie optică are următoarele capacități:

• Dispozitivul este capabil să detecteze chiar și incluziuni minore de amestecuri străine, ceea ce este important la testarea metalelor feroase pentru prezența fosforului, sulfului și carbonului.
• Precizia ridicată a măsurătorilor face posibilă utilizarea dispozitivului pentru analiza de certificare.
• Unitatea este oferită cu un program preîncărcat, ceea ce face dificilă verificarea aliajului pentru introducerea de incluziuni necunoscute care nu sunt incluse în lista de software.
• Înainte de a începe inspecția, obiectul trebuie prelucrat cu o pilă sau o roată de șlefuit pentru a îndepărta stratul superior de murdărie sau praf.

Caracteristici ale analizoarelor spectrale de metal cu raze X:

• Aceste dispozitive nu sunt la fel de precise, dar sunt destul de potrivite pentru lucrul cu fier vechi și aliaje de sortare.
• Aparatul este versatil. Vă permite să detectați toate elementele disponibile în gama sa.
• Suprafața obiectului studiat nu trebuie tratată cu atenție; este suficient să îndepărtați rugina sau vopseaua.

Analizor portabil de metale

Dispozitivele luate în considerare sunt împărțite în trei tipuri:

1. Opțiune staționară.
2. Modele mobile.
3. Versiuni portabile.

Modelele staționare sunt amplasate în încăperi speciale, ocupă o suprafață mare, produc rezultate ultra-precise și au o funcționalitate largă.

Analogii mobile sunt dispozitive portabile sau mobile. Sunt folosite cel mai adesea în fabrici și laboratoare de control al calității.

Analizorul portabil de metale și aliaje este cel mai compact și poate fi ținut într-o singură mână. Unitatea este protejată de influențele mecanice și poate fi utilizată în condiții de câmp. Acest dispozitiv este potrivit pentru persoanele care caută materii prime folosind un detector de metale.

Avantaje

Modelele portabile funcționează în același mod ca și omologii lor staționari. Greutatea medie a dispozitivului este de la 1,5 la 2 kilograme. Judecând după recenziile utilizatorilor, în anumite zone un astfel de dispozitiv devine cea mai bună opțiune. Dispozitivul este echipat cu un ecran cu cristale lichide, care afișează informații despre compoziția obiectului studiat.

Unitatea este capabilă să acumuleze și să stocheze informații, inclusiv rezultate ale cercetării și fotografii. Precizia analizorului este de aproximativ 0,1%, ceea ce este suficient pentru utilizarea în industria de reciclare.

Folosind un model portabil, puteți analiza structuri mari și complexe, țevi, lingouri, piese mici, precum și piese de prelucrat, electrozi sau așchii.

Producătorii

Printre cele mai cunoscute companii producătoare de analizoare de compoziție chimică a metalelor se numără următoarele companii:

• Olympus Corporation. Această corporație japoneză este specializată în producția de echipamente fotografice și optice. Analizoarele acestei companii sunt populare datorită calității lor ridicate. Recenziile consumatorilor doar confirmă acest fapt.
• Focused Photonics Inc. Producătorul chinez este unul dintre liderii mondiali în producția de diverse dispozitive pentru monitorizarea diferiților parametri de mediu. Analizoarele companiei se disting nu numai prin calitatea lor ridicată, ci și prin prețul lor accesibil.
• Bruker. Compania germană a fost creată în urmă cu peste 50 de ani. Are reprezentanțe în aproape o sută de țări. Dispozitivele acestui producător se disting prin calitate înaltă și o selecție largă de modele.
• LIS-01. Aparatul este de producție internă. A fost lansat de o divizie științifică al cărei birou este situat în Ekaterinburg. Scopul principal al dispozitivului este sortarea deșeurilor, diagnosticarea aliajelor în timpul inspecției de intrare și de ieșire. Dispozitivul este cu un ordin de mărime mai ieftin decât analogii săi străini.

În recenziile lor, utilizatorii vorbesc pozitiv despre modelul MIX5 FPI. Este puternic și are capacitatea de a detecta cu precizie metalele grele. Dispozitivul este ușor de utilizat: doar apăsați un buton și așteptați rezultatele testului. În modul de mare viteză, acest lucru nu va dura mai mult de 2-3 secunde.

În concluzie

După cum arată practicile și recenziile consumatorilor, analizoarele de metale și aliaje sunt destul de solicitate nu numai în sectorul industrial, ci și în companiile mici și în rândul persoanelor fizice. Găsirea unei opțiuni potrivite pe piața modernă este destul de simplă. Trebuie doar să luați în considerare gama de utilizare a dispozitivului și capacitățile acestuia. Costul unor astfel de dispozitive variază de la câteva mii de ruble la 20-25 mii de dolari. Prețul depinde de tipul de dispozitiv, de funcționalitatea acestuia și de producător.

Analiza metalelor si aliajelor

Analiza metalelor si aliajelor rezolvă problema determinării compoziţiei elementare a metalelor şi aliajelor acestora prin metode analitice. Scopul principal este verificarea gradului sau tipului aliajului și analiza compozițională a diferitelor aliaje (analiza cantitativă).

• analiza dispersivă a undelor,
• analiza emisiilor,
• Analiza fluorescenței cu raze X,
• analiza testului.

Analiza fluorescenței cu raze X

Spectrometru portabil de fluorescență cu raze X pentru analiza metalelor și aliajelor

Spectrul de afișare a aliajului Al, Fe, Ti

Analiza XRF este efectuată prin expunerea metalului la raze X și prin analiza fluorescenței folosind electronice moderne pentru a obține o precizie bună de măsurare.

Avantajele metodei:

• Analiză nedistructivă.
• Este posibil să se măsoare multe elemente cu o precizie ridicată.

Identificarea aliajului se realizează prin identificarea combinației unice a mai multor elemente în intervale de compoziție specificate. Analiza cantitativă precisă este realizată prin utilizarea corecțiilor adecvate ale matricei de influență inter-element.

Materialul analizat este expus la fluorescență cu raze X în câteva secunde. Atomii elementelor dintr-un material devin excitați și emit fotoni cu energii specifice fiecărui element. Senzorul separă și stochează fotoelectronii primiți din probă în regiuni de energie și, pe baza intensității totale din fiecare regiune, determină concentrația elementului. Regiunea energetică corespunzătoare elementelor , , , MS , , , , , , , , , , , , , , , , , poate fi analizată eficient.

Analizorul RF constă dintr-un procesor central, un tub cu raze X, un detector și o memorie electronică care stochează datele de calibrare. În plus, memoria este, de asemenea, utilizată pentru stocarea și procesarea datelor despre calitatea aliajelor și alți coeficienți legați de diferite moduri de operare speciale.

După cum este corect, controlul asupra studiului se realizează printr-un program de calculator bazat pe un computer portabil portabil (PDA), care oferă utilizatorului o imagine a spectrului și a valorilor conținutului elementului obținut.

După analiză, valorile sunt comparate cu o bază de date de grade de oțel și se caută nota cea mai apropiată.

Metoda de emisie

Metoda de emisie: Una dintre principalele surse de eroare aleatorie în măsurătorile concentrațiilor relative de impurități în analiza spectrală de emisie este instabilitatea parametrilor sursei de excitație a spectrului. Prin urmare, pentru a asigura emisia de atomi de impurități din probă și excitarea lor optică ulterioară, se utilizează o scânteie de joasă tensiune, așa-numita descărcare C, R, L. În acest caz, sunt stabilizați doi parametri de care depind procesele de emisie și excitație optică - tensiunea și energia în circuitul de descărcare. Acest lucru asigură o abatere standard (RMS) scăzută a rezultatelor măsurătorilor. O caracteristică specială a metodei de emisie este determinarea cantitativă a elementelor ușoare din aliajele pe bază de fier (analiza sulfului, fosforului și carbonului din oțel). Există mai multe tipuri de dispozitive pentru analiza emisiilor bazate pe metodele scântei și arc de aer sau combinarea acestora.

Metoda de testare

Metoda de testare: Topirea testului se bazează pe legile fizice și chimice ale reducerii metalelor, formării de zgură și umezirii cu substanțe topite. Principalele etape ale analizei testului folosind exemplul unui aliaj de argint și plumb:

• pregătirea unei mostre
• Amestecarea
• Topirea creuzetului pentru aliaj de plumb
• Turnarea aliajului de plumb în forme de fier pentru răcire
• Separarea aliajului de plumb (werkbley) de zgură
• Cupelare Werkbley (înlăturarea plumbului)
• Îndepărtarea unei mărgele de metale prețioase și cântărirea acesteia
• Sferturi (adăugând argint, dacă este necesar)
• Tratarea mărgelei cu acid azotic diluat (dizolvarea argintului)
• Determinarea gravimetrică (greutatea) argintului

Vezi si

Fundația Wikimedia. 2010.

Vedeți ce este „Analiza metalelor și aliajelor” în alte dicționare:

- (analiza de radioactivare), o metodă de analiză elementară calitativă și cantitativă în VA, bazată pe activarea nucleelor ​​atomice și studiul izotopilor radioactivi rezultați (radionuclizi). Sunt iradiate cu particule nucleare (termice sau... Enciclopedie chimică

Aliaje metalice, aliaje metalice, sisteme solide și lichide formate în principal prin aliarea a două sau mai multe metale, precum și a metalelor cu diferite nemetale. Termenii." inițial se referea la materiale cu metal... ...

Acest termen are alte semnificații, vezi Exemplu (sensuri). Probă de metale nobile determinarea prin diferite metode analitice a proporției, conținutului de greutate a principalului metal nobil (aur, argint, platină etc.) în ... ... Wikipedia

- ... Wikipedia

Determinarea substanței chimice compoziția și numărul de faze individuale în sisteme eterogene sau forme individuale de compuși. elemente din minereuri, aliaje, semiconductori etc. Obiectul doctoratului A. este întotdeauna un corp rigid. Numele F. a. a devenit dominantă, deși unii... Enciclopedie chimică

Analiza spectrală, o metodă fizică pentru determinarea calitativă și cantitativă a compoziției atomice și moleculare a unei substanțe, bazată pe studiul spectrelor acesteia. Baza fizică a S. a este spectroscopia atomilor și moleculelor, este clasificată în funcție de... ... Marea Enciclopedie Sovietică

I Analiza spectrală este o metodă fizică de determinare calitativă și cantitativă a compoziției atomice și moleculare a unei substanțe, pe baza studiului spectrelor acesteia. Baza fizică a S. a. Spectroscopia atomilor și moleculelor, ea... ... Marea Enciclopedie Sovietică

Metoda calităților. și cantități. analiza metalelor si aliajelor fara prealabil prelevarea de probe (fără a lua chips-uri). La analizarea aliajelor de metale neferoase și feroase, unul sau mai multe. picaturi de acid sau alt solvent sunt puse pe o suprafata bine curatata... ... Enciclopedie chimică

O metodă pentru studierea structurii atomice în va prin studierea experimentală a difracției radiațiilor de raze X în acest va. R. a. de bază pe faptul că cristalele sunt naturale. Rețele de difracție de raze X. R. a.…… Big Enciclopedic Polytechnic Dictionary

Compoziția chimică a substanței– cea mai importantă caracteristică a materialelor folosite de omenire. Fără cunoștințele sale exacte, este imposibil să se planifice procesele tehnologice în producția industrială cu o acuratețe satisfăcătoare. Recent, cerințele pentru determinarea compoziției chimice a unei substanțe au devenit și mai stricte: multe domenii ale activității industriale și științifice necesită materiale de o anumită „puritate” - acestea sunt cerințe pentru o compoziție precisă, fixă, precum și restricții stricte privind prezența impurităților substanțelor străine. În legătură cu aceste tendințe, se dezvoltă metode din ce în ce mai progresive de determinare a compoziției chimice a substanțelor. Acestea includ metoda de analiză spectrală, care oferă un studiu precis și rapid al chimiei materialelor.

Fantezia luminii

Natura analizei spectrale

(spectroscopie) studiază compoziția chimică a substanțelor pe baza abilităților lor de a emite și absorbi lumină. Se știe că fiecare element chimic emite și absoarbe un spectru luminos caracteristic doar acestuia, cu condiția ca acesta să poată fi redus la stare gazoasă.

În conformitate cu aceasta, este posibil să se determine prezența acestor substanțe într-un anumit material pe baza spectrului lor unic. Metodele moderne de analiză spectrală fac posibilă determinarea prezenței unei substanțe care cântărește până la miliarde de grame într-o probă - indicatorul de intensitate a radiației este responsabil pentru aceasta. Unicitatea spectrului emis de un atom caracterizează relația sa profundă cu structura fizică.

Lumina vizibilă este radiația de la 3,8 *10 -7 inainte de 7,6*10 -7 m, responsabil pentru diferite culori. Substanțele pot emite lumină numai în stare excitată (această stare se caracterizează printr-un nivel crescut de energie internă) în prezența unei surse constante de energie.

Primind excesul de energie, atomii substanței o emit sub formă de lumină și revin la starea lor energetică normală. Această lumină emisă de atomi este folosită pentru analiza spectrală. Cele mai comune tipuri de radiații includ: radiații termice, electroluminiscență, catodoluminiscență, chemiluminiscență.

Analiza spectrală. Colorare la flacără cu ioni metalici

Tipuri de analiză spectrală

Există spectroscopie de emisie și absorbție. Metoda spectroscopiei de emisie se bazează pe proprietățile elementelor de a emite lumină. Pentru a excita atomii unei substanțe, se folosește încălzirea la temperatură înaltă egală cu câteva sute sau chiar mii de grade - pentru aceasta, o probă de substanță este plasată într-o flacără sau în câmpul de descărcări electrice puternice. Sub influența temperaturilor ridicate, moleculele unei substanțe sunt împărțite în atomi.

Atomii, care primesc excesul de energie, o emit sub formă de cuante de lumină de diferite lungimi de undă, care sunt înregistrate de dispozitive spectrale - dispozitive care descriu vizual spectrul de lumină rezultat. Dispozitivele spectrale servesc, de asemenea, ca element separator al sistemului de spectroscopie, deoarece fluxul luminos este însumat din toate substanțele prezente în probă, iar sarcinile sale includ împărțirea matricei totale de lumină în spectrele elementelor individuale și determinarea intensității acestora, care va permite pe viitor să se tragă concluzii cu privire la cantitatea de element prezent în masa totală a substanțelor.

• În funcție de metodele de observare și înregistrare a spectrelor, se disting instrumente spectrale: spectrografe și spectroscoape. Primele înregistrează spectrul pe film fotografic, iar cele din urmă fac posibilă vizualizarea spectrului pentru observarea directă de către o persoană prin lunete speciale. Pentru determinarea dimensiunilor se folosesc microscoape specializate care permit determinarea lungimii de undă cu mare precizie.
• Odată ce spectrul luminos este înregistrat, acesta este supus unei analize atente. Sunt identificate undele de o anumită lungime și poziția lor în spectru. În continuare, se realizează o corelație între poziția lor și apartenența lor la substanțele dorite. Acest lucru se realizează prin compararea datelor de poziție a undei cu informațiile aflate în tabelele metodologice care indică lungimile de undă tipice și spectrele elementelor chimice.
• Spectroscopia de absorbție se realizează în mod similar cu spectroscopia de emisie. În acest caz, substanța este plasată între sursa de lumină și aparatul spectral. Trecând prin materialul analizat, lumina emisă ajunge în aparatul spectral cu „dips” (linii de absorbție) de-a lungul anumitor lungimi de undă - ele constituie spectrul absorbit al materialului studiat. Secvența ulterioară a studiului este similară pentru procesul de spectroscopie de emisie de mai sus.

Analiza spectrală de deschidere

Importanța spectroscopiei pentru știință

Analiza spectrală a permis omenirii să descopere mai multe elemente care nu au putut fi determinate prin metodele tradiționale de înregistrare a substanțelor chimice. Acestea sunt elemente precum rubidiu, cesiu, heliu (a fost descoperit prin spectroscopie a Soarelui - cu mult înainte de descoperirea sa pe Pământ), indiu, galiu și altele. Liniile acestor elemente au fost detectate în spectrele de emisie ale gazelor, iar la momentul studiului lor erau neidentificabile.

A devenit clar că acestea erau elemente noi, necunoscute până acum. Spectroscopia a avut o influență serioasă asupra formării tipului actual de industrii metalurgice și mecanice, industria nucleară și agricultură, unde a devenit unul dintre principalele instrumente de analiză sistematică.

Spectroscopia a căpătat o importanță enormă în astrofizică.

Provocând un salt colosal în înțelegerea structurii Universului și afirmarea faptului că tot ceea ce există este format din aceleași elemente, care, printre altele, abundă pe Pământ. Astăzi, metoda analizei spectrale permite oamenilor de știință să determine compoziția chimică a stelelor, nebuloaselor, planetelor și galaxiilor situate la miliarde de kilometri de Pământ - aceste obiecte, în mod natural, nu sunt accesibile metodelor de analiză directă din cauza distanței mari.

Folosind metoda spectroscopiei de absorbție, este posibil să se studieze obiecte spațiale îndepărtate care nu au propria radiație. Aceste cunoștințe ne permit să stabilim cele mai importante caracteristici ale obiectelor spațiale: presiunea, temperatura, caracteristicile structurale și multe altele.