Определение легколетучих элементов методом ЭТААС по технике дозирования суспензий образцов на никелевом модификаторе - статья

Каунова Анастасия Александровна

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата хим наук

Краснодар 2006

Работа выполнена на кафедре аналитической химии Кубанского муниципального института

Общая черта работы

Актуальность темы. С интенсификацией техногенного воздействия на окружающую среду увеличиваются требования к способам анализа природных объектов, стабильности работы методик и метрологическим характеристикам результатов определений. Контроль содержания ядовитых гидридобразующих частей (As Определение легколетучих элементов методом ЭТААС по технике дозирования суспензий образцов на никелевом модификаторе - статья, Sb, Se, Te) в этих объектах является животрепещущей и сложной задачей (малый уровень содержаний, непростой матричный состав).

При анализе объектов с низкими содержаниями токсикантов обширное применение получил способ электротермической атомно-абсорбционной спектрометрии (ЭТААС) с разными вариациями концентрирования частей.

Устранение погрешностей, связанных с ранним испарением легколетучих частей на стадии Определение легколетучих элементов методом ЭТААС по технике дозирования суспензий образцов на никелевом модификаторе - статья термообработки и воздействиями компонент матрицы, проводят методом введения хим модификаторов матрицы (разных металлов и их соединений) и оптимизации критерий работы печи. Преобразующими качествами обладает также и углерод в разных его модификациях за счет вероятной адсорбции и удерживания определяемых частей при довольно больших температурах пиролиза. Потому целесообразным представляется поиск и Определение легколетучих элементов методом ЭТААС по технике дозирования суспензий образцов на никелевом модификаторе - статья исследование параметров смешанного хим сорбента-модификатора на базе активированного угля и никеля; исследование его аналитических черт в варианте прямого ЭТААС определения As, Se, Sb, Те и с предконцентрированием их гидридов.

Диссертационная работа выполнена при поддержке грантов РФФИ № 03-03-96529-р2003юг-а, 06-03-32257-а, 06-03-96608-р-юг-а.

Цель работы. Разработка и исследование Определение легколетучих элементов методом ЭТААС по технике дозирования суспензий образцов на никелевом модификаторе - статья аналитических схем электротермического атомно-абсорбционного определения As, Se, Sb, Те с внедрением никелевых модификаторов на базе активированного угля и техники дозирования его суспензии в графитовую печь спектрометра.

Для заслуги поставленной цели решались последующие задачки:

- синтез и исследование физико-химических параметров модификаторов на базе никеля (текстура, микроструктура, хим состояние компонент Определение легколетучих элементов методом ЭТААС по технике дозирования суспензий образцов на никелевом модификаторе - статья);

- исследование термостабилизирующих параметров никельсодержащих композиций и оценка способности их использования в качестве модификаторов матрицы для ЭТААС определения частей в объектах со сложной матрицей;

- кинетические и термодинамические исследования процессов, протекающих в графитовой печи, в присутствии никельсодержащего модификатора;

- разработка методики прямого ЭТААС определения частей в природной воде и растительных Определение легколетучих элементов методом ЭТААС по технике дозирования суспензий образцов на никелевом модификаторе - статья материалах с внедрением никельсодержащего модификатора и техники дозирования суспензий;

- разработка схемы анализа, включающей концентрирование гидридов частей на никелевом сорбенте-модификаторе и следующее их ЭТААС определение по технике дозирования суспензии.

Научная новизна. Разработаны аналитические схемы ЭТААС определения частей при использовании никельсодержащего сорбента-модификатора и техники дозирования суспензий.

Разработан никельсодержащий сорбент-модификатор на Определение легколетучих элементов методом ЭТААС по технике дозирования суспензий образцов на никелевом модификаторе - статья базе активированного угля для аналитических целей, получены данные об его структуре, преобразующих и сорбционных свойствах.

Практическая значимость. Разработанные методики ЭТААС определения As, Se, Sb и Те с внедрением Ni-содержащего активированного угля апробированы при анализе растительных материалов, природной и водопроводной вод.

На защиту выносятся:

- результаты синтеза и физико-химических исследовательских Определение легколетучих элементов методом ЭТААС по технике дозирования суспензий образцов на никелевом модификаторе - статья работ параметров Ni-содержащих материалов;

- данные по преобразующей эффективности никельсодержащих материалов по отношению к As, Se, Sb и Те;

- результаты кинетических и термодинамических исследовательских работ процессов, протекающих в атомизаторе, в системах «определяемый элемент – никель-углеродный модификатор»;

- новые схемы электротермического атомно-абсорбционного определения As, Se, Sb и Те в водах Определение легколетучих элементов методом ЭТААС по технике дозирования суспензий образцов на никелевом модификаторе - статья и растительных материалах.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на Всероссийской конференции по аналитической химии «Аналитика Рф 2004» (Москва, 2004), III Интернациональной конференции по новым технологиям и приложениям современных физико-химических способов для исследования среды (Ростов-на-Дону, 2005), XVII Уральской конференции по спектроскопии (Новоуральск, 2005), II Международном симпозиуме «Разделение и концентрирование в Определение легколетучих элементов методом ЭТААС по технике дозирования суспензий образцов на никелевом модификаторе - статья аналитической химии и радиохимии» (Краснодар, 2005), Международном конгрессе по аналитической химии (Москва, 2006), VII Европейском симпозиуме по электротермической атомно-абсорбционной спектрометрии (Санкт-Петербург, 2006).

Публикации. По материалам диссертационной работы размещено 13 работ, в том числе 6 статей.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, 3-х глав экспериментальной части, выводов, перечня Определение легколетучих элементов методом ЭТААС по технике дозирования суспензий образцов на никелевом модификаторе - статья цитируемой литературы, приложения. Материал диссертации изложен на 152 страничках текста, содержит 28 рисунков и 18 таблиц, в перечне цитируемой литературы 137 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Обзор литературы

В литературном обзоре обобщены данные о применении разных групп хим модификаторов матрицы в современной электротермической атомно-абсорбционной спектрометрии при определении легколетучих частей и для подготовительного концентрирования частей в виде их Определение легколетучих элементов методом ЭТААС по технике дозирования суспензий образцов на никелевом модификаторе - статья газообразных гидридов. Повышенное внимание уделено модификаторам на базе никеля, металлов платиновой группы, тугоплавких карбидов, органических модификаторов и углерода. Рассмотрены способы исследования устройств деяния модификаторов. Оговорены плюсы и недочеты внедрения хим модификаторов в ЭТАСС.

Экспериментальная часть

Никельсодержащий активированный уголь (NiАУ) получали из активированного угля марки БАУ (ЗАО «Медисорб», г. Пермь Определение легколетучих элементов методом ЭТААС по технике дозирования суспензий образцов на никелевом модификаторе - статья) и смесей нитрата никеля. Были получены и исследованы композиции никельсодержащего активированного уголь с разными содержаниями металла и синтезированные в разных критериях.

Исследование структурных параметров материалов проводили с внедрением: установки низкотемпературной сорбции водянистого азота ASAP-2400 (Micromeritics, США); высокоразрешающего электрического микроскопа JEM-2010 (JEOL, Япония), укомплектованного EDX-спектрометром (энерго-дисперсионный рентгеновский фотоэлектронный Определение легколетучих элементов методом ЭТААС по технике дозирования суспензий образцов на никелевом модификаторе - статья) с рентгеновским микрозондом; рентгенофотоэлектронного спектрометра ESCALAB HP (Vacuum Generator, Англия).

Для исследования параметров разработанного сорбента-модификатора в работе применен атомно-абсорбционный спектрометр SpectrAA-800 с дейтериевой корректировкой неселективного поглощения, блоком электротермической атомизации GTA-100 и автодозатором PSD-97 (все «Varian», Австралия), графитовые трубки с пиропокрытием, снабженные встроенной платформой и ограничительными Определение легколетучих элементов методом ЭТААС по технике дозирования суспензий образцов на никелевом модификаторе - статья ободками по ее концам. В качестве источников резонансного излучения служили лампы с полым катодом на мышьяк и сурьму («Varian», Австралия), селен и теллур («Hitachi», Япония). Режимы работы спектрометра и программка атомизатора приведены в табл.1.

Таблица 1 – Режимы работы спектрометра SpectrAA-800

и электротермического атомизатора GTA-100

Параметр Элемент
мышьяк селен теллур сурьма

Длина волны, нм

Щель, нм

Ток лампы, mA

193,7

0,7

8,0

196,0

0,8

11,0

214,3

0,2

8,0

217,8

0,2

10,0

Стадия Темпера Определение легколетучих элементов методом ЭТААС по технике дозирования суспензий образцов на никелевом модификаторе - статья-тура, °С Время выдержки, с Поток газа, л/мин

Сушка

Термообработка

Атомизация

Чистка печи

120

150–1900

1700–2500

2600

20,0

10,0

3,0

3,0

2,0

0,5

0

3,0

Физико-химические исследования

База из активированного угля характеризуется высоко развитой поверхностью частиц и поровым местом, также высочайшими значениями объема и поверхности транспортных пор (мезопор) (табл. 2). Возникновение транспортных каналов содействует более активному взаимодействию материалов с определяемыми элементами и компонентами матрицы анализируемых проб.

Таблица 2 – Текстурные характеристики разработанного

материала

База Текстурные характеристики

Σ S Определение легколетучих элементов методом ЭТААС по технике дозирования суспензий образцов на никелевом модификаторе - статья,

м2/г

Sμ,

2/г

Sме,

м2/г

ΣV,

см3/г

Vμ,

см3/г

Vме,

см3/г

Активиро-ванный

уголь

605 499 106 0,36 0,24 0,120

В критериях хороших режимов синтеза модификатора добавка никелевого реагента значительно не изменяет текстурные свойства начальной композиции.

Результаты исследовательских работ углеродной базы синтезированных материалов способом электрической микроскопии (рис.1 а), свидетельствуют о том, что она представляет собой Определение легколетучих элементов методом ЭТААС по технике дозирования суспензий образцов на никелевом модификаторе - статья графитизированный углеродный материал, состоящий из разупорядоченно агрегированных микрокристаллов размером порядка 2 нм.

Частички никеля разнодисперсны: на неких участках носителя имеют малые размеры: 5–10 нм; а на других – огромные: >50 нм (рис.1б), при этом, металл находится в большей степени в окисленном состоянии. Данные энерго-дисперсионного анализа образцов проявили, что основными компонентами синтезированного материала являются Определение легколетучих элементов методом ЭТААС по технике дозирования суспензий образцов на никелевом модификаторе - статья углерод, никель и кислород, а присутствие сторонних примесей: Mg, Si, Al, P, S, Cl, K, Ca некординально.

а) б)

углеродная (а) и никелевая (б) составляющие

Набросок 1 – Строение никельсодержащего активированного угля

Наибольшее содержание кислорода, а, как следует, и окисленного углерода (~60%) наблюдается в никельсодержащем активированном угле, не подверженном температурной обработке (рис. 2А Определение легколетучих элементов методом ЭТААС по технике дозирования суспензий образцов на никелевом модификаторе - статья, табл.3), по сопоставлению с аналогичным

(А) – углерод (C1s), (В) – кислород (O1s)

и (С) – никель (Ni2p)

Набросок 2 – РФЭС диапазоны никельсодержащего активированного угля, не подверженного

термообработке

Таблица 3 – Хим состав поверхности

синтезированных материалов (СNi = 2%)

Эталон Концентрация элемента относительно углерода, ат.%
С Cox O N Ni Ca Mg
Ni-содержащий материал 100 58 57 1,3 2,7 0 0
За ранее восстановленный Ni-содержащий материал 100 16 9 0 0,9 1,0 0,3

материалом Определение легколетучих элементов методом ЭТААС по технике дозирования суспензий образцов на никелевом модификаторе - статья, прокаленным в атмосфере аргона при 600ºС (содержание Cox ≈ 15–16%) (табл. 3). Положение компонент спектров 1Сs и форма полосы О1s (рис. 2В) в главном определяется связями в группировках СО и СООН.

Данные РФЭС свидетельствуют о десятикратном доминировании металла в виде Ni2+ по сопоставлению с Ni0. Размещение основной составляющие Ni2p3/2 (~ 856 эВ) во Определение легколетучих элементов методом ЭТААС по технике дозирования суспензий образцов на никелевом модификаторе - статья всех образчиках соответствует соединениям типа Ni2O3 (рис. 2С). В образчике, не подверженном термообработке, находится в малозначительном количестве нитрат никеля согласно расположению РФЭС полосы азота (N1s). На стадии синтеза и высушивания модификатора-сорбента происходит фактически полное разложение нитрата никеля до оксидных форм. В за ранее восстановленном образчике Определение легколетучих элементов методом ЭТААС по технике дозирования суспензий образцов на никелевом модификаторе - статья содержание никеля в железной форме невелико и составляет порядка 15%. Не считая того, в этом образчике велика возможность присутствия никеля в виде карбонила. Следует также отметить, что сравнение данных РФЭС по содержанию никеля для образцов, синтезированных различными методами, (табл. 3) позволяет прийти к выводу, что предварительное восстановление материала в инертной атмосфере Определение легколетучих элементов методом ЭТААС по технике дозирования суспензий образцов на никелевом модификаторе - статья приводит к объемному рассредотачиванию никеля в частичке активированного угля.

Таким макаром, структурные и хим характеристики исследованной композиции свидетельствуют об универсальном нраве ожидаемого преобразующего деяния при ЭТААС определении легколетучих частей V и VI группы повторяющейся таблицы. Так, их взаимодействие с более предпочтительной оксидной формой никеля начинается, по-видимому, уже в водянистой фазе Определение легколетучих элементов методом ЭТААС по технике дозирования суспензий образцов на никелевом модификаторе - статья при подготовке анализируемой суспензии и дальше на стадии высушивания в графитовой печи. При следующей термообработке системы следует ждать образование тугоплавких соединений уже с восстановленным никелем (арсениты, теллуриты и т.п.). Не считая того, благодаря высоко развитой поверхности частиц и порового места можно представить, что материал должен владеть сорбционными Определение легколетучих элементов методом ЭТААС по технике дозирования суспензий образцов на никелевом модификаторе - статья качествами, и тем будет отлично решать делему подготовительного концентрирования частей.

Преобразующая эффективность никельсодержащего активированного угля

Сопоставление атомизационных и пиролизационных зависимостей частей в отсутствии модификатора, в присутствии раствора нитрата никеля, за ранее восстановленного металла и композиции на базе активированного угля (рис. 3) показало, что утраты

1 – в отсутствии модификатора, и в присутствии:

2 – раствора Определение легколетучих элементов методом ЭТААС по технике дозирования суспензий образцов на никелевом модификаторе - статья нитрата никеля, 3 – за ранее восстановленного в ГП никеля, 4 – никельсодержащего активированного угля и 5 – восстановленного в ГП никельсодержащего активированного угля

Набросок 3 – Пиролизационные и атомизационные зависимости мышьяка (а), сурьмы (б), теллура (в) и селена (г)

определяемых частей в первом из перечисленных варианте происходили при самых низких температурах стадии термообработки. Применение никельсодержащих модификаторов позволяет значительно Определение легколетучих элементов методом ЭТААС по технике дозирования суспензий образцов на никелевом модификаторе - статья повысить температуру пиролиза для всех исследуемых частей. Композиция нитрат никеля – активированный уголь обеспечивает еще больше высочайшие значения этого показателя и наилучшую чувствительность определений (табл. 4) в сопоставлении с другими никелевыми модификаторами.

Необходимо подчеркнуть, что тепловая стабильность селена (рис. 3г) несколько лучше в случае за ранее восстановленного никеля. При Определение легколетучих элементов методом ЭТААС по технике дозирования суспензий образцов на никелевом модификаторе - статья использовании раствора нитрата

Таблица 4 – Чувствительность ЭТААС определения

частей

Модификатор Характеристическая масса, пг
As Se Sb Te

Без модификатора

Раствор нитрата никеля

За ранее восста-новленный никель

Никельсодержащий активированный уголь

17

19

11

12

31

25

29

27

19

22

22

17

15

15

22

16

никеля и никельсодержащего активированного угля на пиролизационных зависимостях селена наблюдается минимум в районе 500–700°С. Это, по-видимому, связано с испарением простого селена за счет восстановления углеродом оксидных форм никеля до металла Определение легколетучих элементов методом ЭТААС по технике дозирования суспензий образцов на никелевом модификаторе - статья и выхода в газовую фазу печи товаров взаимодействия. Внедрение процедуры подготовительной термообработки в графитовой печи никельсодержащего активированного угля позволяет достигнуть той же тепловой стабильности, что и в случае за ранее восстановленного раствора нитрата никеля.

Приобретенные результаты демонстрируют, что при содействии никельсодержащего активированного угля с аналитом происходит совмещение деяния в Определение легколетучих элементов методом ЭТААС по технике дозирования суспензий образцов на никелевом модификаторе - статья конденсированном состоянии 2-ух компонент: никеля и углеродсодержащего материала.

Исследование воздействия массы никеля, вносимой в атомизатор, на величину аналитического сигнала частей показало (рис. 4), что в случае внесения раствора нитрата никеля требуется 0,5–1,0 мкг никеля для стабилизации частей, а в случае никельсодержащего активированного угля довольно 0,1 мкг никеля. Предстоящее повышение массы вносимого в графитовую печь Определение легколетучих элементов методом ЭТААС по технике дозирования суспензий образцов на никелевом модификаторе - статья никеля не приводит к повышению аналитического сигнала (для As и Sb наблюдается однообразное уменьшение сигнала, начиная с 4 мкг).

Наши исследования проявили, что действенная термостабилизация аналитов в графитовой печи в присутствии

(а) – никельсодержащий активированный уголь

и (б) – раствор нитрата никеля

Набросок 4 – Воздействие никеля на аналитический сигнал частей

сорбента Определение легколетучих элементов методом ЭТААС по технике дозирования суспензий образцов на никелевом модификаторе - статья-модификатора достигается при соотношении масс никель/аналит, равном ~102, что на порядок меньше по сопоставлению с веществом нитрата никеля.

Эффективность модификатора матрицы также значительно находится в зависимости от способности проведения определения частей в присутствии мешающих компонент. Исследование зависимостей АС частей при этих критериях показало, что присутствие хлорид-ионов фактически не оказывает влияние на Определение легколетучих элементов методом ЭТААС по технике дозирования суспензий образцов на никелевом модификаторе - статья АС мышьяка и сурьмы, в случае селена и теллура наблюдается малозначительное понижение сигналов, до 5% относительно, в присутствии хлорид-ионов в количестве 1,0 г/л и поболее. Карбонат-ионы некординально увеличивают АС частей. В случае теллура происходит маленькое понижение АС. Присутствие сульфат-ионов в малозначительных количествах приводит к Определение легколетучих элементов методом ЭТААС по технике дозирования суспензий образцов на никелевом модификаторе - статья понижению АС. Такая же закономерность наблюдается и для обширно применяемого модификатора: консистенции нитратов палладия и магния

Сравнительный анализ параметров модификатора на базе Pd(NO3)2+Mg(NO3)2 с никельсодержащим активированным углем показал, что разработанная нами композиция не уступает, а по неким показателя и превосходит «универсальный» палладий-магниевый модификатор (табл. 5).

Таблица 5 – Преобразующие Определение легколетучих элементов методом ЭТААС по технике дозирования суспензий образцов на никелевом модификаторе - статья характеристики

никельсодержащего активированного угля

и консистенции нитратов палладия и магния

Элемент Pd(NO3)2 + Mg(NO3)2 Ni(NO3)2 + C
ТТО, ºС ТАТ, ºС ТТО, ºС ТАТ, ºС

As

Te

Sb

Se

1200

700

1200

1100

2300

2300

2400

2300

1500

1300

1400

1200

2300

2000

2200

2200

Термодинамические исследования термохимических процессов, протекающих в атомизаторе

Расчеты многокомпонентного высокотемпературного гетерогенного равновесия проведены при давлении 1 атм в спектре температур 100–1900оС при помощи программки HSC-4 (Chemical Reaction and Equilibrium Software with Определение легколетучих элементов методом ЭТААС по технике дозирования суспензий образцов на никелевом модификаторе - статья Extensive Thermochemical Database. Version 4.0. Outokumpu Research Oy Information Service. Finland), имеющей свой банк термодинамических параметров личных веществ*. При всем этом учитывали возможность образования в термохимических процессах потенциально вероятных, при данных температурах, газообразных и конденсированных личных веществ (табл. 6) и условия безупречного смешивания и контакта всех компонент исследованных систем.

Мышьяк. Конденсированные Определение легколетучих элементов методом ЭТААС по технике дозирования суспензий образцов на никелевом модификаторе - статья оксиды мышьяка уже при низких температурах восстанавливаются до простого мышьяка. Это обеспечивает возможность образования разбавленного конденсированного раствора мышьяка с железным никелем и углеродом и задержку теплового испарения мышьяка до температур 1200оС. После этих температур начинается переход As в газовую фазу в атомарном виде и, в малозначительном количестве, в Определение легколетучих элементов методом ЭТААС по технике дозирования суспензий образцов на никелевом модификаторе - статья виде AsO(Г) (рис. 5а).

*Расчеты проводились и дискуссировались с ролью доктора Пупышева А.А. (УГТУ-УПИ, г. Екатеринбург)

Таблица 6 – Характеристики исследованных

термодинамических систем

Исследуе-мые

системы

Начальный данный

состав, моль

Конденсирован-ные вещества

Максималь-ные температуры пиролиза

эксп./расчет, оС

NiАУ

с мышьяком

3,6∙10-5 (Ar) +

+ 2,3∙10-6 (O) +

+ 3,41∙10-8 (Ni) +

+ 5,2∙10-6 (С) +

+ 1,3∙10-11 (As)

AsXOY, Ni(AsXO)Y, Ni, NiCO3, NiO, Ni3C, As, C Определение легколетучих элементов методом ЭТААС по технике дозирования суспензий образцов на никелевом модификаторе - статья, 1500/1200

NiАУ

с селеном

-//- + 1,01∙10-11 (Se) NiCO3, NiO, NiSeO3, Se, SeXOY, NiSeX, Ni3C, Ni, C 1200/1300

NiАУ

с теллуром

-//- + 6,3∙10-12 (Te) NiCO3, NiO, TeO2, NiXTeY, Ni3C, Ni, C, Te 1300/1200

NiАУ

с сурьмой

-//- + 2,9∙10-12 (Sb) NiCO3, NiO, SbxOy, Ni3C, Ni, C, NiSb, Sb 1400/1300

Теллур. После низкотемпературного восстановления теллур образует с никелем интерметаллические соединения, входящие в состав разбавленных конденсированных Определение легколетучих элементов методом ЭТААС по технике дозирования суспензий образцов на никелевом модификаторе - статья смесей на базе металла модификатора и углерода. Но эти интерметаллические соединения не владеют высочайшей тепловой стабильностью и выше 400–600оС распадаются с выделением простого теллура, остающегося в составе конденсированного раствора. Выше 1200оС конденсированный раствор начинает распадаться, и теллур перебегает в газовую фазу в атомарном виде (рис. 5б).

Сурьма. При низкой температуре оксиды сурьмы Определение легколетучих элементов методом ЭТААС по технике дозирования суспензий образцов на никелевом модификаторе - статья восстанавливаются; после этого сурьма образует антимонид никеля, входящий в состав разбавленного раствора на базе

Набросок 5 – расчетные графики конфигурации состава исследуемых систем (в нормированных молях – Mn)

от температуры: As + Niмод (а); Te + Niмод (б);

Sb + Niмод (в), Sе + Niмод (г), Sе + Niмод (д) без учета образования конденсированных Определение легколетучих элементов методом ЭТААС по технике дозирования суспензий образцов на никелевом модификаторе - статья смесей

никеля и углерода. При температурах выше 800оС начинается разложение антимонида никеля, но сурьма длится оставаться в составе конденсированного раствора до 1300оС (рис. 5в).

Селен. Для селена после низкотемпературного восстановления прогнозируется образование селенидов никеля, связанных с надлежащими конденсированными смесями. Хотя обозначенные селениды не являются термически устойчивыми, после их разложения простый селен сохраняется Определение легколетучих элементов методом ЭТААС по технике дозирования суспензий образцов на никелевом модификаторе - статья в составе разбавленного конденсированного раствора до 1300оС. Отметим, что высокотемпературные утраты элемента вероятны в виде атомарного Se и CSe(Г), разлагающегося при температуре атомизации селена (рис. 5г).

Экспериментальные данные проявили, что при использовании никельсодержащего активированного угля наблюдается, в отличие от обычного метода введения хим модификаторов в виде смесей солей, более Определение легколетучих элементов методом ЭТААС по технике дозирования суспензий образцов на никелевом модификаторе - статья высочайший уровень температур термостабилизации аналита в графитовой печи, достижимый при наименьших массовых соотношениях железный модификатор/аналит.

Очень допустимые температуры стадии пиролиза, спрогнозированные разработанной термодинамической моделью и приобретенные экспериментально, дают очень удовлетворительную сходимость. Следует увидеть, что в отличие от теории, на экспериментальной пиролизационной зависимости селена наблюдается маленькой минимум в районе Определение легколетучих элементов методом ЭТААС по технике дозирования суспензий образцов на никелевом модификаторе - статья 500–700ºС. Данный факт и занижение теоретических значений в неких случаях, скорее всего, обоснованы специфичностью структурных и хим параметров применяемого модификатора, которые предназначают несколько другое протекание взаимодействий с аналитом, чем это подразумевается моделью. К тому же роль макро- и микроэлементов, содержащихся в активированном угле, на уровне Определение легколетучих элементов методом ЭТААС по технике дозирования суспензий образцов на никелевом модификаторе - статья не ниже 10-2% масс в этом случае не учитывалось в теоретических расчетах. Не считая того, применяемая углеродсодержащая база является сложнейшей консистенцией очень реакционно-способных хим веществ. Эти причины могут несколько поменять реальную картину термохимических процессов в сопоставлении с теоретическими расчетами на базе термодинамических данных для незапятнанного углерода (простый, графит и т Определение легколетучих элементов методом ЭТААС по технике дозирования суспензий образцов на никелевом модификаторе - статья.п.).

Кинетические исследования процессов атомизации частей

Определение значений энергии активации (Еа) проведено по разработанной нами экспериментальной схеме измерений, основанной на определении зависимости скорости процесса атомизации от температуры по измеренным аналитическим сигналам на их исходном участке.

Отработка предлагаемого подхода и определение отрезка времени (от момента заслуги установленной температуры атомизации), на котором Определение легколетучих элементов методом ЭТААС по технике дозирования суспензий образцов на никелевом модификаторе - статья нет выноса атомов, проводилась на базе отлично воспроизводимой и изученной системы атомизации серебра. Временной интервал ∆τ длительностью 0,25–0,30 с употреблялся нами при исследовании механизма атомизации частей в присутствии модификаторов, потому что при таком значении достигается лучшее соответствие приобретенных экспериментальных значений Еа для атомизации серебра с литературными (табл. 7).

Таблица 7 – Кинетические характеристики исследованных

систем

Элемент Еа, ккал/моль
без Определение легколетучих элементов методом ЭТААС по технике дозирования суспензий образцов на никелевом модификаторе - статья модификатора с веществом нитрата никеля с никельсодержащим активированным углем
эксп. литер.*

Ag

As

Se

Sb

Te

60 ± 6

52 ± 5

56 ± 5

53 ± 5

59 ± 6

66

79

49

56

47

80 ± 8

83 ± 8

85 ± 8

75 ± 7

79 ± 7

82 ± 8

94 ± 8

80 ± 8

*Литературные источники из перечня литературы диссертации

Рассчитанные по экспериментальным данным энергии активации частей без модификатора соответствуют процессам испарения частей в виде мономеров (табл. 7). В присутствии никельсодержащего активированного угля значения Еа значительно выше по сопоставлению с системами без модификаторов, что свидетельствует о Определение легколетучих элементов методом ЭТААС по технике дозирования суспензий образцов на никелевом модификаторе - статья кардинальном изменении термохимического процесса образования атомов от испарения элемента к термодеструкции устойчивой конденсированной структуры C-Ni-А (где А – аналит).

Следует увидеть, что энергии активации, приобретенные с применением раствора нитрата никеля и никельсодержащего активированного угля, совпадают меж собой. Это свидетельствует о протекании схожих процессов разложения структур никель-элемент, но Определение легколетучих элементов методом ЭТААС по технике дозирования суспензий образцов на никелевом модификаторе - статья приобретенные кинетические данные не отражают способность модификатора задерживать испарение частей до более больших температур. Сравнение приобретенных результатов с термодинамическими данными позволило прийти к выводу о том, что главный выигрыш в термостабилизации частей в случае Ni-содержащего активированного угля происходит за счет образования конденсированных смесей меж компонентами модификатора и Определение легколетучих элементов методом ЭТААС по технике дозирования суспензий образцов на никелевом модификаторе - статья элементами. Термодинамические расчеты, проведенные без учета способности образования конденсированных смесей частей с компонентами никелевого модификатора, демонстрируют резкое ухудшение тепловой стабильности для всех частей. К примеру, в случае селена после низкотемпературного разложения селенидов никеля начинается испарение элемента в виде димера, атомарного Se и CSe(Г) уже с 400оС (рис Определение легколетучих элементов методом ЭТААС по технике дозирования суспензий образцов на никелевом модификаторе - статья. 5д).

Прямое ЭТААС определение частей в объектах среды

С учетом проведенных исследовательских работ были оптимизированы последующие условия:

- масса модификатора – 10 мг (для анализа вод) и 30 мг (для растительных материалов;

- содержание никеля в модификаторе – 1%;

- температуры стадий пиролиза и атомизации (табл. 5);

- изготовление суспензий: модификатор + 1 мл эталона воды и модификатор + 5–20 мг высушенного и размельченного растительного Определение легколетучих элементов методом ЭТААС по технике дозирования суспензий образцов на никелевом модификаторе - статья материала + 1,5 мл воды + 0,1 мл конц. HNO3 + + 0,1 мл H2O2.

Разработанная схема прямого ЭТААС определения частей в растительных объектах с внедрением никельсодержащего активированного угля по технике дозирования суспензии апробирована при определении As в стандартном образчике водных растений морских (ламинарий) ГСО 8243-2003. Содержание мышьяка, определенное экспериментально (32,4 ± 2,1 мг/кг для n = 5 и Р = 0,95), отлично согласуется Определение легколетучих элементов методом ЭТААС по технике дозирования суспензий образцов на никелевом модификаторе - статья с аттестованным значением (32,8 ± 1,2 мг/кг). Необходимо подчеркнуть, что никельсодержащий модификатор содействует выравниванию критерий атомизации частей из стандартных смесей и суспензий проб, что, в свою очередь, делает вероятным внедрения обычного метода определения градуировочной зависимости – по серии аква стандартных смесей.

Схема прямого ЭТААС определения As, Se, Sb и Те в природной Определение легколетучих элементов методом ЭТААС по технике дозирования суспензий образцов на никелевом модификаторе - статья воде с внедрением никельсодержащего активированного угля и техники дозирования суспензии была апробирована на образчике воды из озера Карасун (г.Краснодар) (табл. 8).

Таблица 8 – Результаты определения As, Se, Sb и Те

в воде озера Карасун (г. Краснодар)

Элемент Найдено, мкг/л Предел обнару-жения (ПО), мкг/л
по градуировоч-ному графику по способу добавок

As

Se

Sb

Te

Te (введено Определение легколетучих элементов методом ЭТААС по технике дозирования суспензий образцов на никелевом модификаторе - статья 30,0 мкг/л)

6,6 ± 0,2

22,7 ± 0,5

3,6 ± 0,2

Меньше ПО

32 ± 2

6,7 ± 0,3

23,0 ± 0,7

3,8 ± 0,3

Меньше ПО

35 ± 3

1,7

1,9

1,9

4,5

Определение сурьмы в воде способом ЭТААС

с подготовительным концентрированием

Предварительное исследование сорбционных черт никельсодержащей композиции было проведено на примере сурьмы с внедрением “batch”-системы собственного производства. Приобретенные результаты свидетельствуют о том, что никель обладает сравнимо низкими сорбционными качествами по отношению к гидриду сурьмы (~30 мкг Определение легколетучих элементов методом ЭТААС по технике дозирования суспензий образцов на никелевом модификаторе - статья/г при СNi = 5%). Повышение содержания металла в 50 раз увеличивает сорбционную емкость композиции в 3 раза. Предварительное восстановление никеля в токе водорода при завышенных температурах некординально улучшает сорбционные свойства исследуемого материала. Необходимо подчеркнуть, что сам активированный уголь обладает емкостью, достаточной для концентрирования сурьмы в аналитических целях при ее определении в природных объектах Определение легколетучих элементов методом ЭТААС по технике дозирования суспензий образцов на никелевом модификаторе - статья на уровне ПДК, а добавка никеля содействует формированию преобразующих параметров композиции, обеспечивающих следующее ЭТААС определение частей.

Никельсодержащий активированный уголь, применяемый для предконцентрирования гидрида сурьмы, обеспечивает понижение предела обнаружения (1,9 нг/мл и 0,048 нг/мл соответственно для прямого и гидридного способов), что нужно при анализе объектов с наименьшими содержаниями частей, чем Определение легколетучих элементов методом ЭТААС по технике дозирования суспензий образцов на никелевом модификаторе - статья предел обнаружения прямого способа ЭТААС.

ВЫВОДЫ

Способами порометрии, электрической микроскопии, рентгенофотоэлектронной спектроскопии исследованы особенности синтеза Ni-содержащих материалов на базе активированного угля. Получены их физико-химические свойства, свидетельствующие об универсальности преобразующего деяния композиции при ЭТААС определении легколетучих частей.

Исследованы термостабилизирующие характеристики никельсодержащих модификаторов по отношению к определяемым элементам. Наилучшая Определение легколетучих элементов методом ЭТААС по технике дозирования суспензий образцов на никелевом модификаторе - статья тепловая стабильность (1500, 1300, 1400 и 1200ºС для As, Te, Sb и Se соответственно), рациональные аналитические свойства и большая чувствительность достигаются при использовании Ni-содержащего активированного угля (масса модификатора – 10 мг и содержание в нем 0,5–1,0% никеля). Предложенная композиция избавляет мешающее воздействие хлорид- и карбонат-ионов при их содержании наименее 5 г/л.

На Определение легколетучих элементов методом ЭТААС по технике дозирования суспензий образцов на никелевом модификаторе - статья базе кинетических исследовательских работ показано, что в присутствии никельсодержащего модификатора происходит кардинальное изменение термохимического процесса образования атомов от испарения элемента в виде мономеров к термодеструкции устойчивой конденсированной структуры C‑Ni-А (где А – аналит).

Термодинамические исследования термохимических процессов, протекающих в графитовой печи, проявили, что стабилизация частей при больших температурах происходит Определение легколетучих элементов методом ЭТААС по технике дозирования суспензий образцов на никелевом модификаторе - статья за счет образования хим соединений меж никелем и элементами и, приемущественно, конденсированных смесей меж элементами и компонентами модификатора.

Разработана схема прямого ЭТААС определения As, Te, Sb и Se в природной воде и растительных материалах с внедрением никельсодержащего активированного угля в качестве модификатора и техники дозирования суспензий. Достигнуты пределы обнаружения Определение легколетучих элементов методом ЭТААС по технике дозирования суспензий образцов на никелевом модификаторе - статья для As, Te, Sb и Se 1,7; 4,5; 1,9 и 1,9 мкг/л соответственно.

Предложена схема определения сурьмы в воде, включающая концентрирование гидрида элемента никельсодержащим модификатором/сорбентом с следующим их определением сурьмы способом ЭТААС по технике дозирования в графитовую печь их аква суспензий. Достигнуто существенное понижение предела обнаружения сурьмы по сопоставлению с прямым способом Определение легколетучих элементов методом ЭТААС по технике дозирования суспензий образцов на никелевом модификаторе - статья (0,048 и 1,9 мкг/л соответственно).

Основное содержание работы изложено

в последующих публикациях:

Каунова (Внукова) А.А., Бурылин М.Ю., Темердашев З.А. Преобразующие характеристики металлсодержащих активированных углей // Мат. Всеросс. конф. по аналит. химии «Аналитика Рф 2004», Москва, 27 сентября – 1 октября 2004. С. 131.

Каунова (Внукова) А.А., Бурылин М.Ю., Темердашев Определение легколетучих элементов методом ЭТААС по технике дозирования суспензий образцов на никелевом модификаторе - статья З.А. Электротермическое атомно-абсорбционное определение As, Se, Sb и Те по технике «slurry-sampling» с применением модификатора на базе никеля // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Естеств. науки. 2004. №3. C. 48–55.

Темердашев З.А., Бурылин М.Ю., Каунова (Внукова) А.А. Некие научно-методические нюансы ЭТААС определения гидридобразующих частей (As, Sb, Se, Te) в Определение легколетучих элементов методом ЭТААС по технике дозирования суспензий образцов на никелевом модификаторе - статья объектах среды // Экологический вестник научных центров Черноморского экономического сотрудничества. 2004. №4. C. 80–85.

Каунова (Внукова) А.А., Бурылин М.Ю., Темердашев З.А. Прямое ЭТААС определение ядовитых частей в объектах среды // Мат. III Междунар. конф. по новым технологиям и приложениям современных физико-химических способов для исследования среды, Ростов-на-Дону, 21–25 марта Определение легколетучих элементов методом ЭТААС по технике дозирования суспензий образцов на никелевом модификаторе - статья 2005. С. 213–214.

Бурылин М.Ю., Темердашев З.А., Каунова (Внукова) А.А., Дорий М.С. ЭТААС анализ природных объектов с применением металлуглеродных сорбентов/модификаторов // Мат. XVII Уральской конф. по спектроскопии, г. Новоуральск, 12–15 сентября 2005. С. 58–59.

Каунова (Внукова) А.А., Бурылин М.Ю., Темердашев З.А. Концентрирование сурьмы никельсодержащим активированным Определение легколетучих элементов методом ЭТААС по технике дозирования суспензий образцов на никелевом модификаторе - статья углем для следующего ЭТААС определения // Мат. II Междунар. симпозиума «Разделение и концентрирование в аналитической химии и радиохимии», Краснодар, 25–30 сентября 2005. С. 144.

Бурылин М.Ю., Темердашев З.А., Бурылин С.Ю., Каунова А.А. Синтез и исследование физико-химических черт новых металлосодержащих сорбентов для концентрирования и определения гидридобразующих частей // Наука Кубани. 2005. №5. С Определение легколетучих элементов методом ЭТААС по технике дозирования суспензий образцов на никелевом модификаторе - статья. 5-8.

Каунова (Внукова) А.А., Бурылин М.Ю., Темердашев З.А. Определение гидридобразующих частей в водах способом электротермической атомно-абсорбционной спектрометрии с внедрением никельсодержащих хим модификаторов // Зав. Лаб. Диагностика материалов. 2006. Т. 72, №5. С. 3–8.

Burylin M.Yu., Temerdashev Z.A., Kaunova A.A. Development of electrothermal atomic absorption spectrometry method with slurry-sampling of Определение легколетучих элементов методом ЭТААС по технике дозирования суспензий образцов на никелевом модификаторе - статья carbonized materials // International Congress on Analytical Sciences (ICAS-2006), Moscow, 25–30 June 2006. Р. 93.

Burylin M.Yu., Pupyshev A.A., Temerdashev Z.A., Obogrelova S.A., Caunova A.A. Thermodynamic study of modifier effect of activated carbon containing palladium and nickel in GF AAS // VII European Furnace Symposium on Определение легколетучих элементов методом ЭТААС по технике дозирования суспензий образцов на никелевом модификаторе - статья Atomic Absorption Spectrometry, Electrothermal Vaporization (VII EFS) and XII Solid Sampling Colloquium with Atomic Spectrometry(XII SSC), St. Petersburg, 2–7 July 2006. Р. 69.

Temerdashev Z.A., Burylin M.Yu., Caunova A.A. Nickel containing sorbent/modifier based on activated carbon in electrothermal AAS // VII European Furnace Symposium on Atomic Absorption Spectrometry, Electrothermal Vaporization Определение легколетучих элементов методом ЭТААС по технике дозирования суспензий образцов на никелевом модификаторе - статья (VII EFS) and XII Solid Sampling Colloquium with Atomic Spectrometry (XII SSC), St. Petersburg, 2–7 July 2006. Р. 70.

Бурылин М.Ю., Темердашев З.А., Каунова А.А. Кинетические исследования процессов атомизации сурьмы и селена с ролью хим модификатора при их определении способом электротермической атомно-абсорбционной спектрометрии // Журн. прикл. диапазон. 2006. Т Определение легколетучих элементов методом ЭТААС по технике дозирования суспензий образцов на никелевом модификаторе - статья.73. № 4. С. 530–534.

Бурылин М.Ю., Темердашев З.А., Пупышев А.А., Каунова А.А., Обогрелова С.А. Термодинамическое моделирование термостабилизирующей эффективности металлсодержащих модификаторов на базе активированного угля в способе электротермической атомно-абсорбционной спектрометрии // Журн. прикл. диапазон. 2006. Т.73. № 5. С. 676–682.

Создатель выражает глубокую признательность за консультации и методическую помощь доценту Бурылину Определение легколетучих элементов методом ЭТААС по технике дозирования суспензий образцов на никелевом модификаторе - статья Мише Юрьевичу.


opredelenie-krahmala-na-kartofelnih-vesah.html
opredelenie-kriticheskih-kontrolnih-tochek.html
opredelenie-krivih-uprochneniya-metallov-metodom-vnedreniya-treh-konicheskih-indentorov.html