Opracował: Marcin Zając Data: 22.03.200

W ćwiczeniu brali udział:

-Rafał Zywar,

-Robert Ziemiański

Ćwiczenie nr. 3.

Analiza spektralna metali i stopów.

1. Cel ćwiczenia:

Zidentyfikować charakterystyczne linie żelaza (sprawdzić czy są cienkie czy grube ) oraz przeprowadzić analizę 10 dowolnych linii widma , wynik umieścić na papierze milimetrowym.

2. Stanowisko ćwiczenia .

Stanowisko badawcze do analizy spektralnej metali i stopów składa się z dwóch podstawowych elementów:

1. ze stolika z umieszczonym na nim spektroskopem oraz,

2. z generatora prądu.

3. Budowa spektroskopu.

Spektroskop zbudowany jest z dwóch głównych układów :

1. źródła wzbudzania ,

2. aparatury, układu optycznego.

Źródło wzbudzania stanowi łuk elektryczny lub iskra elektryczna rzadziej palnik plazmowy, który otrzymuje się pomiędzy dwiema elektrodami . Elektrody tę mogą mieć różne kształty .

Zwykle jedną z jedną z elektrod jest materiał badany drugą zaś elektroda na stałe zamocowana w aparaturze. Jeśli mamy do czynienia z substancją sproszkowana to wówczas pokrywamy nią jedną z elektrod. Podczas takiego wzbudzania , atomy są wzbudzane które dążą później do stanu podstawowego. Procesowi temu towarzyszy emisja fotonów, które trwa ok.10 s, przez co promieniowanie jest stałe i natężenie promieniowania jest stałe.

Kolejnym bardzo ważnym układem jest układ optyczny, w skład którego wchodzą: szczelina , kolmator czyli soczewka przekształcająca wiązkę promieniowania na równoległą, układu rozpraszającego (pryzmatu lub siatki dyfrakcyjnej ) i kamery z płytką fotograficzną okularu do rejestracji widma .Najważniejszą częścią tego zespołu jest układ rozpraszający.

To dzięki niemu mamy możliwość obserwacji prążków, linii widma .Im większa zdolność rozpraszająca układu i więcej będziemy widzieć linii ,(linie te nam nie będą się zlewać w jedną ). Zdolność rozdzielczą możemy opisać wzorem :

λ-długość fali

∂λ- najmniejsza możliwa rozdzielnia różnica fali

Schemat blokowy spektrografu.

Energia potrzebna do wzbudzenia atomu w spektroskopie firmy C. Zeiss otrzymuje się z łuku elektrycznego. Promieniowanie otrzymane w wyniku dążenia atomu do stanu podstawowego, jest kierowane na soczewkę kolmatora gdzie formuje się wiązkę równoległą. Wiązka ta

trafia na pryzmat zostaje tam rozczepiona i załamana później pada na soczewkę kamery gdzie może być rejestrowane na kliszy fotograficznej bądź można bezpośrednio obserwować okiem.

4. Przebieg ćwiczenia .

a. ) Po podłączeniu spektroskopu do sieci prądu zmiennego 220V, wybrać jedną próbkę. Umieścić na stole spektroskopu i zamknąć pokrywę ochronną i zabezpieczyć.

b. ) Przełącznikiem włączyć oświetlenie skali .

c.) Włączyć generator znajdujący się obok ,przekręcając pokrętło o 90°

d.)Umieszczonym na podłodze przełącznikiem nożnym uruchomić generator którego przepływ prądu spowoduje powstawanie łuku elektrycznego.

e.) Obserwować powstające linie widmowe w okularze .

f.) W celu przyporządkowania linii długości fali należy go ustawić go dokładnie na wycięciu znajdującym się pod widmem (do przesuwania widma służy pokrętło na bocznej ścianie spektroskopu).

g.) Odczytać ze skali umieszczonej nad okularem odpowiadającą mu długość fali.

h.) Sprawdzić cechy linii charakterystycznych metalu (cienka /gruba) dla określonych długości fali..

i) Przyporządkować długość dla wybranych linii widma.

Spektrograf ten ma możliwość również porównywania widm dwóch próbek dzięki temu można sprawdzać czy widmo jednego pierwiastka znajduje się w stopie drugiego. Aby przeprowadzić takie badanie należy umieścić drugą próbkę na drugim stoliku i przełączyć

pokrętłem badanie przy pomocy dwóch stolików.

VI.)Wnioski.

1. Identyfikacja konkretnych pierwiastków odbywa się dzięki występowaniu charakterystycznych linii które nie występują w innych pierwiastkach.

2. Możliwość sprawdzania występowania pierwiastków śladowych oraz zanieczyszczeń.

3. Przy pomocy badania widma jesteśmy w stanie określić jakie pierwiastki wchodzą w skład danego metalu, stopu.

4. Możliwość określenia ilości zawartości danego pierwiastka w stopie

5. Szybkie jakościowe określanie składu stopów metali z wykorzystaniem staloskopu.

---