Рентгенофлуоресцентное определение редких элементов Sr, Rb, Nb в литий-фтористых редкометальных гранитах - Курсовая работа

Научный и практический интерес к литий-фтористым редкометальным гранитам обусловлен уникальностью их химического и минерального состава, а также экстремальными (вплоть до рудных) концентрациями редких и рассеянных элементов.В данной главе будет представлен ряд методов используемых при анализе Sr, Rb, Nb, которые будут рассмотрены с точки зрения следующих характеристик: Чувствительность Предел обнаруженияДанные методы можно разделить на прямые и косвенные. В косвенных методах стронций осаждается в виде труднорастворимого соединения с окрашенным реактивом, присутствующим в избытке, осадок отделяют и по количеству несвязанного реактива определяют концентрацию стронция в пробе. Примеры прямых методов определения: Определение стронция нитроортаниловым С (нитрохромазо) или ортаниловым С Мешают определению барий, свинец (2), давая с реагентом цветную реакцию; цирконий, титан, талий и некоторые другие элементы приводят к резкому занижению результатов. Определению мешают многие металлы, в том числе Са и Mg, если их содержание в пробе ? 0,3 мкмоля, а Cu (II) ?0,25 мкмоля. Определения ведется после предварительного отделения группы элементов Li, K, Na, Ca и Ba, входящих в растворимые соли строительных материалов. c) Спектральные методы: Спектрографический (искровой и дуговой) метод.В настоящее время не найдены избирательно действующие реагенты, образующие с рубидием комплексные соединения, обладающие устойчивостью, необходимой для фотометрического определения. Поэтому многочисленные фотометрические методы определения рубидия не имеют большого практического значения. b) Электрохимические методы: Также как и фотометрические, не относятся к категории селективных методов определения рубидия. Чувствительность и ошибки метода: Обычным полярографическим методом с использованием ртутно капающего электрода можно определять рубидий уже при содержании его в растворе 7*10-5-1*10-3 г-ион/л. Определение рубидия высокочастотным титрованием тетрафенилборатом натрия требует тщательной предварительной очистки анализируемого раствора от целого ряда примесей. c) Спектральные методы: Данные методы определения рубидия входят в группу физических методов анализа, характеризующихся высокой чувствительностью и избирательностью по отношению к рубидию. Данный вид анализа позволяет в используемой области спектра (400-900 нм) определять почти без предварительной химической обработки пробы одновременно с рубидием значительное число и других элементов.Обеспечивают возможность непосредственного определения до тысячных долей процента ниобия. Эталоны, применяемые для прямого определения ниобия, готовят на основе смеси пустой породы, которая по составу приближается к анализируемой руде, но не содержит ниобий и "вспомогательной смеси" (угольный порошок, рассчитанные количества пятиокисей ниобия и 0,75% трехокиси молибдена в качестве внутреннего стандарта). b) Полярографические методы анализа Ниобий определяют в присутствии других элементов после выделения суммы окислов методом осаждения или экстракции.Таким образом можно сделать выводы о том, что многие методы способны конкурировать с рентгенофлуорисцентным анализом, и даже превосходят его по чувствительности, но на ряду с этим имеют некоторые недостатки.Граница обнаружения зависит от атомного номера элемента, например, для фосфора граница обнаружения составляет 0.01%, для элементов начала V периода оценивается в 0.0002%. Метод РФА основан на сборе и последующем анализе спектра , полученного путем воздействия на исследуемый материал рентгеновским излучением . При этом электроны с внешних оболочек либо заполняют образовавшиеся вакантные места, а излишек энергии испускается в виде фотона, либо энергия передается другому электрону из внешних оболочек (оже-электрон ). При этом каждый атом испускает фотоэлектрон с энергией строго определенного значения, например железо при облучении рентгеновскими лучами испускает фотоны К? = 6,4 КЭВ. Форма спектра тормозного излучения зависит от материала анода рентгеновской трубки и приложенного напряжения, при этом со стороны коротких волн эта кривая начинается с некоторой пороговой минимальной длины волны lmin, зависящей только от приложенного напряжения (рис.2).Интенсивность флуоресценции зависит не только от содержания определяемого элемента, но и от состава наполнителя, (матрицы). Помимо непосредственного возбуждения атомов определяемого элемента первичным рентгеновским излучением, может наблюдаться ряд других эффектов, нарушающих линейную зависимость интенсивности характеристической линии от концентрации элемента. В результате интенсивность возбуждающего излучения уменьшается, и величина аналитического сигнала оказывается заниженной. В действительности, с учетом поглощения части излучения как определяемым элементом (А), так и наполнителем, имеет место соотношение: NIA / NA100 = ?ACA / (?ACA ?НСН) ?m1 и ?mi - массовые коэффициенты ослабления первичного излучения и аналитической линии в пробе, NIA интенсивность линии в пробе, NA100 - интенсивность линии для чи

Оглавление

Введение

1. Литературный обзор

1.1 Методы определения рубидия, стронция и ниобия

1.1.1 Определение стронция

1.1.2 Определение Рубидия

1.1.3 Определение Ниобия

Выводы

1.2 Основы рентгенофлуоресцентного анализа

1.2.1 Матричные эффекты

1.2.2 Способ стандарта-фона

1.3 Рентгенофлуоресцентное определение редких элементов Sr, Rb, Nb

1.4 Применение Sr, Rb, Nb

2. Экспериментальная часть

2.1 Пробоподготовка

2.2 Аппаратура

2.3 Результаты РФА анализа

Заключение

Литература

Научный и практический интерес к литий-фтористым редкометальным гранитам обусловлен уникальностью их химического и минерального состава, а также экстремальными (вплоть до рудных) концентрациями редких и рассеянных элементов. Среди нерешенных вопросов происхождения редкометальных гранитов главным остается причина возникновения таких магм, обогащенных летучими и редкими элементами либо в ходе длительной дифференциации обычных гранитных расплавов, либо изначально в процессе плавления протолита. Решение этого важного вопроса требует определения состава пегматитов, и, прежде всего, содержаний редких и рассеянных элементов, по которым возможна дифференциация пегматитов и других интрузивных пород.

Целью настоящей работы является определение возможностей одного из современных методов анализа РФА (с использованием способа стандарта-фона, на спектрометре ARL ADVANT’X) для одновременного определения таких элементов как Sr, Nb, Rb в литий-фтористых редкометальных гранитах со сложными матрицами.

Таким образом можно сделать выводы о том, что многие методы способны конкурировать с рентгенофлуорисцентным анализом, и даже превосходят его по чувствительности, но на ряду с этим имеют некоторые недостатки. Например: необходимость предварительное отделение, осаждение определяемого элемента, мешающее влияние посторонних элементов, существенное влияние матричного состава, наложение спектральных линий, длительные пробоподготовка плохая воспроизводимость результатов, высокая стоимость аппаратуры и ее эксплуатации.