CCF20110129057

7

IV | I

i

Rys. 7.18. Pole magnetyczne i prądy wirowe genem wane przez cewkę indukcyjną

c) Po lym zabiegu piłjdy wysokiej częstości płynące w cewce indukcyjnej gem rują drgające pole magnetyczne, którego linie biegną osiowo wewnątrz kwarcowej i tworzą zamknięte elipsy na zewnątrz cewki, jak to przedstawia rys. 7. IX.

Rys. 7.17. Schemat palnika z indukcyjnie sprzężoną plazmą

d)    Powstałe pole magnetyczne indukuje z kolei elektrony, które w postaci pierścieni przepływają wewnątrz kwarcowej rury. Ten przepływ elektronów nazywa się prądem wirowym, a elektrony są przyspieszane przez zmienne pole magnetyczne.

e)    Przyspieszane elektrony i jony napotykają w przepływie opór, a wynikiem jest ciepło Joule’a.

Wszystkie te procesy prowadzą do prawie natychmiastowego utworzenia się plazmy, której temperatura jest bardzo wysoka i wynosi od 6000 do 10 000 K. Analizowana próbka, najczęściej w formie roztworu, jest zasysana przez układ nebulizera, a utworzony aerozol jest transportowany przez centralną rurę palnika i przez rdzeń plazmy. Próbka jest przenoszona przez gaz nośny — argon przepływający z szybkością ok. 1 dm³/min.

Minii/owaó można także gazy, a nawet ciała stale rozdrobnione na cząstki < 10 |tm. ‘mltka w gorącej plazmie rozpada się na atomy, które ulegają wzbudzeniu i emitują po-llonięlą energię w postaci promieniowania elektromagnetycznego charakterystycznego illn danego pierwiastka. Promieniowanie to przechodzi przez monochromator, gdzie zo-ią|e rozszczepione na poszczególne linie widmowe i pada na układ fotopowielaczy. i ilrzymane sygnały elektryczne są przetwarzane na cyfrowe i przekazywane do pamięci komputera. Na rysunku 7.19 przedstawiono schemat spektrometru do badania emisji |noinieniowania z palnikiem ICP. Są konstruowane różne układy z zastosowaniem mowie liromatora lub układu polichromatora. Rysunek przedstawia schemat spektrometru / |inlichromatorem. Promieniowanie z plazmy przechodzi przez szczelinę wejściową 1 i |inda na siatkę dyfrakcyjną. Po rozszczepieniu przechodzi przez szczeliny wyjściowe 2, położone na tzw. okręgu Rowlanda. Szczelin takich jest wiele, a naprzeciw szczelin są lulupowielacze. Spektrometr z polichromatorem ma zastosowanie w analizie wielopier-«laslkowej i umożliwia oznaczenie kilkudziesięciu pierwiastków w czasie < ł minuty.

Ilys. 7.19. Spektrometr do badania emisji i palnikiem ICP; 1 — szczelina wejściowa, i! szczeliny wyjściowe, 3 — próbka + argon, -/ - argon, 5 — cewka, 6 — plazma, 7 — okrąg Itnwlanda, S, 9, 10 — fotopowielacze, 11 — re-jtwlrator, 12 — komputer

Metoda ICP-AES ma następujące zalety:

a)    Umożliwia analizę zarówno jednego pierwiastka, jak i analizę wielopierwiastkową.

b)    Wysoka temperatura plazmy pozwala na oznaczanie pierwiastków o wysokich potencjałach wzbudzenia (np. W, U).

c)    Cechuje ją duży zakres prostoliniowości wskazań, obejmujący 4-5 rzędów wielkości stężenia. Ten szeroki liniowy zakres wskazań pozwala oznaczać zarówno składniki główne, jak i śladowe w tej samej próbce.

d)    Do wzbudzenia nie używa się elektrod, co eliminuje zanieczyszczenia.

e)    Granica wykrywalności jest niska i mieści się dla większości pierwiastków w zakresie 0,1-10 ppb.

f)    Charakteryzuje się bardzo dobrą precyzją i dokładnością.

g)    Użycie polichromatora umożliwia oznaczenie ok. 60 pierwiastków w ciągu kilku minut; jednoczesna detekcja wielu linii widmowych.