PředmětyPředměty(verze: 945)
Předmět, akademický rok 2015/2016
   Přihlásit přes CAS
Metody atomové spektrometrie - MC230P13
Anglický název: Atomic Spectroscopy Methods
Zajišťuje: Katedra analytické chemie (31-230)
Fakulta: Přírodovědecká fakulta
Platnost: od 2008 do 2016
Semestr: zimní
E-Kredity: 2
Způsob provedení zkoušky: zimní s.:
Rozsah, examinace: zimní s.:2/0, Zk [HT]
Počet míst: neomezen
Minimální obsazenost: neomezen
4EU+: ne
Virtuální mobilita / počet míst pro virtuální mobilitu: ne
Stav předmětu: vyučován
Jazyk výuky: čeština
Poznámka: povolen pro zápis po webu
Garant: doc. RNDr. Petr Rychlovský, CSc.
Vyučující: RNDr. Václav Červený, Ph.D.
RNDr. Jan Kratzer, Ph.D.
doc. RNDr. Petr Rychlovský, CSc.
Výsledky anket   Termíny zkoušek   Rozvrh   
Anotace -
Poslední úprava: RNDr. Václav Červený, Ph.D. (08.01.2018)
V přednášce jsou podrobně probrány nejpoužívanější metody atomové spektrometrie: atomová absorpční spektrometrie (AAS), atomová emisní spektrometrie s indukčně vázaným plazmatem (AES-ICP), hmotnostní spektrometrie s indukčně vázaným plazmatem jako zdrojem iontů (ICP-MS). U každé metody je probrána instrumentace, způsoby zavádění vzorku, metrologické a metodologické problémy, interferenční vlivy a analytické aplikace.
Literatura
Poslední úprava: RNDr. Václav Červený, Ph.D. (08.01.2018)

1. Welz B. and Sperling M.: Atomic Absorption Spectrometry (3rd edn.), Wiley - VCH, Weinheim 1999.

2. Haswell S.J.: Atomic Absorption Spectrometry. Theory, Design and Applications, Elsevier, Amsterdam 1994.

3. Moore G.L.: Introduction to Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectrometry, Elsevier, Amsterdam 1993.

4. Dědina J., Tsalev D.L.: Hydride Generation Atomic Absorption Spectrometry, Wiley, Chichester 1995.

5. Sanz-Medel A.: Flow Analysis with Atomic Spectrometric Detectors, Elsevier, Amsterdam 1999.

Požadavky ke zkoušce
Poslední úprava: RNDr. Václav Červený, Ph.D. (08.01.2018)

Zkouší se vše co bylo odpřednášeno. Zkouška je ústní.

Sylabus -
Poslední úprava: RNDr. Václav Červený, Ph.D. (08.01.2018)

1. Úvod do atomových spektrálních metod

Princip a zákonnitosti vzniku atomových spekter. Emisní a absorpční spektra. Dopplerovské a Lorentzovské rozšíření analytické čáry. Boltzmanův vztah.

2. Rozdělení atomových spektrálních metod

Atomové, fluorescenční a emisní metody. Nejvíce využívané metody. Rozvoj jednotlivých metod. Počty aplikačních publikací využívajících jednotlivé metody. Použití atomových spektrálních metod v praxi a srovnání s jinými instrumentálními metodami.

3. Atomová absorpční spektrometrie

Princip metody.

Instrumentace:

Zdroje primárního čárového záření: výbojky s dutou katodou, bezelektrodové výbojky, laditelné laserové zdroje. Pomocné zdroje záření.

Optický systém: Disperzní prvek. Optické uspořádání. Pomocné optické prvky.

Atomizátory: Princip atomizace. Plamenové atomizátory. Elektrotermické atomizátory. Křemenné atomizátory.

Detekce záření: fotonásobič; princip; temný proud; modulace záření.

Zpracování signálu.

Kompenzace pozadí: Princip. Korekce zdrojem spojitého záření. Korekce Zeemanovská. Smith-Hieftje systém.

Plamenové uspořádání AAS: Typy nebulizérů, míchací komory, hořáky. Výhody a nevýhody použití chemických plamenů k atomizaci. Koncentrační trubice. Technika FIA v AAS. Jiné méně používané techniky zavádění vzorku. Základní pochody při atomizaci v plameni.

Elektrotermická atomizace v AAS: Typy používaných kyvet. Celokovové kyvety. Platforma. Sonda. Hlavice ETA. Optimalizace teplotního programu. Nároky na elektrický zdroj elektrotermického atomizátoru. Výhody a nevýhody elektrotermické atomizace. Dosažené citlivosti a meze detekce ve srovnání s plamenovou a hydridovou technikou. Možnost vícenásobného dávkování. Modifikátor matrice. Elektrodepozice analytu. Pochody při atomizaci v grafitovém atomizátoru: vypařování analytu z podložky atomizátoru, interakce s grafitovým povrchem atomizátoru, výstup volných atomů z atomizátoru.

Křemenné atomizátory: Použití v hydridové technice. Odporově vyhřívané atomizátory. Atomizátory typu plamínek v trubici. Absorpční průtokové kyvety.

Interference: Definice interference. Vliv na výsledek analýzy.

Spektrální interference. Nespektrální interference. Oboje v plamenovém, elektrotermickém i hydridovém uspořádání.

Metodické problémy analýzy AAS: Kalibrace a její vyhodnocení. Prokládání kalibračních závislostí. Optimalizace navážky vzorku, rozklad vzorku, optimalizace přístrojových parametrů.

Metrologické problémy AAS: Eliminace šumu, driftu signálu. Dosažené citlivosti a meze detekce jednotlivých technik a způsobů atomizace.

Analytické aplikace.

4. Atomová emisní spektrometrie s plazmovými budícími zdroji

Princip metody.

Definice plazmatu. Vznik plazmatu. Fyzikální vlastnosti plazmatu.

Plazmové budící zdroje: Stejnosměrně vázaná plazma, mikrovlnně indukovaná plazma, indukčně vázaná plazma. Konstrukce. Rozdíly. Výhody. Použitelnost.

Instrumentace:

Zavádění vzorku do plazmatu: Nebulizéry pneumatické, ultrazvukové, Babingtonův zmlžovač, fritový zmlžovač, mlžná komora. Méně obvyklé techniky zavádění vzorku: hydraulický vysokotlaký zmlžovač, termospray. Zmlžování suspenzí. Přímé vnášení pevných vzorků. Laserová ablace. Elektrotermické vypařování (ETV-AES-ICP). Aplikace FIA.

AES-ICP: Plazmová hlavice: Konstrukce. Funkce.

Radiofrekvenční generátor: Princip. Požadavky. Konstrukční uspořádání.

Optický systém: Disperzní prvek. Požadavky na rozlišovací schopnost monochromátoru. Echelle monochromátor. Optické uspořádání. Pomocné optické prvky. Sekvenční a simultánní uspořádání emisních spektrometrů. Výhody. Nevýhody.

Detekce záření.

Zpracování analytického signálu. Nastavování vlnové délky. Korekce. Kalibrace. Počítačové řízení přístroje a zpracování naměřených dat.

Interference. Spektrální interference. Nespektrální interference. Možnosti eliminace.

Korekce pozadí.

Metrologické problémy AES-ICP: Eliminace šumu, driftu signálu. Dosažené citlivosti a meze detekce jednotlivých technik.

Aplikace. Analýza různých materiálů.

5. Generace těkavých sloučenin a její uplatnění v metodách atomové spektrometrie

Generování hydridů: Reakce. Metody generování hydridů. Optimální podmínky pro uvolňování hydridů. Transport hydridů. Separátory plyn - kapalina.

Atomizace hydridů: Mechanismus. Vyhřívané křemenné trubice. Plamínek v křemenné trubici. Grafitové atomizátory.

Interference při stanovení hydridotvorných prvků: Interference v kapalné fázi. Interference v plynné fázi.

Aplikace generování hydridů na různé vzorky v AAS, AES-ICP a ICP_MS.

Technika studených par pro stanovení rtuti.

6. ICP - MS

Princip spojení obou metod.

Instrumentace:

Spojovací interface: Konstrukce, funkce. Vzorkovací oblast plazmatu.

Konstrukce přístroje: Plazmová hlavice, rotační a difuzní vývěvy, radiofrekvenční generátor, kvadrupolový hmotnostní analyzátor, zpracování signálu, řízení systému.

Rozlišovací schopnost, citlivost, příklady spekter vzorků. Izotopové zastoupení. Metoda izotopového zřeďování.

Hmotnostní interference.

7. Srovnání citlivostí a dosažitelných mezí detekcí jednotlivých atomových spektrálních metod a porovnání s jinými instrumentálními analytickými metodami

8. Použití přístrojů pro atomovou spektrometrii jako vysoce selektivních detektorů pro separační techniky

Spojovací články. Účinnost převodu analytu. Postkolonová derivatizace hydridovou technikou.

 
Univerzita Karlova | Informační systém UK