Инертные газы - Фастовский В.Г.
Скачать (прямая ссылка):
1000 100 40 100 30 1000 1000 2000 500 500 150 2000 1000 1500 1000 1000 1200 1500 80 1200 500 500
Газ
Ar Кг
Хе
Давление в разрядной трубке, мм рт. ст.
Пары Hg
/1,5 1,0
3,0
Длина волны, А
4345.167 1000
4203,430 20
5570,289 2000
5468,170 200
4362,642 500
4319,580 1000
4057,010 300
4671,266 2000
4624,276 1000
4208,480 200
4193,150 200
4037,590 100
4731,190 50
4500,977 500
4078,820 100
5460,740 2000
4358,350 500
4077,811 150
4046,561 300
ствующих им газов может быть осуществлена и по другим линиям, не указанным в табл. 5.5. В этом случае следует воспользоваться более полными таблицами спектральных линий, например в работе [33].
Рекомендуются следующие условия определения инертных газов по эмиссионным спектрам [34].
Гелий. Давление газа в разрядной трубке 7—8 мм рт. ст. При питании от генератора типа «Тесла» разряд имеет сиреневый цвет; наиболее интенсивная линия при Я = 5875,9 А. С понижением давления возрастает интенсивность линии 5015,6 А (зеленая) и при давлении от 1 до 2 мм рт. ст. наблюдается излучение зеленого цвета. При наличии в гелии других газов, в частности азота, линии гелия лучше различаются при очень низком давлении, и при этом наиболее яркая зеленая линия 5015,6 А.
Неон. Наиболее легко идентифицируется линиями в красной области спектра при любых давлениях. Наличие в неоне примесей гелия чувствительно детектируется зеленой линией 5015,6 А. '
313
Длииы волн спектральных линий, используемых для идентификации инертных газов
Криптон. Характеризуется наиболее яркими линиями: желтой — 5871 А и зеленой — 5570 А. Эти линии отчетливо видны даже в тех случаях, когда газ присутствует в смеси в очень малых концентрациях.
Ксенон. Разряд от индукционной катушки имеет голубой цвет с небольшим числом слабых красных и зеленых линий-В высокочастотном разряде ксенон дает сложный спектр с яркими зелеными линиями.
Количественный анализ малых примесей в инертных газах. [35, 36]. Лучшие результаты определения примесей азота, кислорода и водорода получаются при использовании трубок с высокочастотным безэлектродным разрядом при высоких давлениях газа: до 20 мм рт. ст. в широких трубках и до 100 мм рт. ст. и выше в капиллярных трубках.
Азот определяется по линиям в области 3660 А. Чувствительность анализа при определении чистоты гелия достигает 10~5%. Поскольку наблюдается значительное поглощение азота поверхностью стекла, для уменьшения возможной погрешности необходимо трубку предварительно промыть газом, содержащим не более 10—3 % Г% С увеличением молекулярного веса инертных газов чувствительность определения азота понижается. Кислород в неоне и гелии определяется с чувствительностью до 10-4%, водород в гелии — до10-3%-
Спектральные методы успешно используются для определения примесей одних инертных газов в других. Чувствительность выше при определении легковозбудимого компонента в трудновозбудимой основе. В табл. 5.6 указана ориентировочно чувст-
Таблица 5.6
Чувствительность обнаружения примесей в газах методами эмиссионной
спектроскопии
Анализируемый газ Определяемая примесь Нижняя граница обнаружения, ю—1 % Анализируемый газ Определяемая примесь Нижняя граница обнаружения, КГ"* о/0
Не № 20 Аг Не 500
Аг 10 н2 50
Кг 1 N2 по линии:
Хе 1 а
Н„ 10 3371 А о,г
N. 2 3998 А 10
№ Не 103 6468 А 50
Аг • 10*
н2 102
Не 400
Ые 10*
Аг 10»
Н* 103
314
вительность обнаружения микропримесей газов методами эмиссионной спектроскопии [37].
В практике спектрального анализа используется спектрограф ИСП-51 с камерой длиной 270 мм и двумя сменными камерами 120 и 800 мм. При анализе гелия, водорода, неона и кислорода следует использовать короткофокусную камеру, позволяющую увеличить светосилу прибора. Короткофокусная камера имеет большую линейную дисперсию, что позволяет сильно уменьшить фон и увеличить чувствительность анализа. Для аналитических целей успешно используют также спектрограф ИСП-28, двухпризменный спектрограф НИФИ ЛГУ [38] или монохроматор УМ-2.
Спектральный анализ с фотоэлектрической регистрацией. Фотографические методы регистрации интенсивности спектров целесообразны лишь при идентификации газов или в одиночных анализах. В лабораторной, а тем более в производственной практике при проведении серии анализов целесообразно применять фотоэлектрические методы регистрации с использованием фотоэлементов или фотоумножителей.
В качестве спектральных приборов используются спектрографы или монохроматоры. Поскольку измерения ведутся в ограниченной области спектра, спектральный прибор может быть заменен монохроматическим светофильтром, что во многом уп-.рощает всю аналитическую установку.
Фотометр включает приемник излучения, приемно-усилитель-ное и регистрирующее устройства. По схеме использования фотоприемников различают фотометры прямого отсчета и дифференциальные. В фотометрах прямого отсчета непосредственно измеряется яркость определяемых линий. Если измерение ве-| дется по нескольким линиям, то устанавливается несколько фотоумножителей либо осуществляется сканирование одним фотоумножителем по спектру.
