Лекции 1,2 по курсам «Основы спектральных методов анализа» (нм2) и «Атомно-эмиссионный анализ» (сп)

(НМ2–28/2/32; СП–20/4/36)

СПЕКТРАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ — это метод качественного и количественного определения состава веществ, основанный на исследовании их спектров испускания, поглощения, отражения и люминесценции.

Различают атомный и молекулярный спектральный анализ, задачи которых состоят в определении соответствующего элементного и молекулярного состава вещества. Эмиссионный спектральный анализ проводят по спектрам испускания атомов, ионов или молекул, возбужденных различными способами, абсорбционный спектральный анализ — по спектрам поглощения электромагнитного излучения анализируемыми объектами. В зависимости от цели исследования, свойств анализируемого вещества, специфики используемых спектров, области длин волн и др. факторов ход анализа, аппаратура, способы измерения спектров и метрологические характеристики результатов сильно различаются. В соответствии с этим спектральный анализ подразделяют на ряд самостоятельных методов (Атомно-абсорбционный анализ, Атомно-флуоресцентный анализ, Инфракрасная спектроскопия, Комбинационного рассеяния спектроскопия, Люминесцентный анализ, Молекулярная оптическая спектроскопия, Спектроскопия отражения, Спектрофотометрия, Ультрафиолетовая спектроскопия, Фотометрический анализ, Фурье-спектроскопия, Рентгеновская спектроскопия).

Часто под спектральным анализом понимают только атомно-эмиссионный спектральный анализ (АЭСА) — метод элементного анализа, основанный на изучении спектров испускания свободных атомов и ионов в газовой фазе в области длин волн 150-800 нм. Пробу исследуемого вещества вводят в источник излучения, где происходят ее испарение, диссоциация молекул и возбуждение образовавшихся атомов (ионов). Последние испускают характеристическое излучение, которое поступает в регистрирующее устройство спектрального прибора.

В целом спектроскопические методы анализа основаны на взаимодей­ствии электромагнитного излучения с веществом. Это взаимодей­ствие сопровождается явлениями, из которых наиболее важны испускание, поглощение и рассеяние излучения. Возникающие сигналы несут качественную и количественную информацию о веществе. Качественную информацию несет частота сигнала (интенсивное свойство), связанная с природой вещества, количест­венную—интенсивность сигнала (экстенсивное свойство), завися­щая от его количества.

Чтобы понять, как возникает спектроскопический сигнал и как он связан с природой и количеством вещества, разберем природу электромагнитного излучения и строения вещества.