Физические методы анализа

(a. physical methods of analysis; н. physikalische Analyseverfahren; ф. procedes physiques de l'analyse; и. metodos fisicos de analisis) — совокупность методов качеств. и количеств. анализа веществ, основанных на измерении физ. характеристик, обусловливающих хим. индивидуальность определяемых компонентов.

Ф. м. a. подразделяют на три группы: спектроскопические, ядерно-физические и радиохимические. Из спектроскопич. методов наиболее распространён атомно-эмиссионный анализ. Aтомы или ионы, возбуждённые дуговым, искровым разрядом, высокочастотной или индукционной плазмой, испускают световую энергию. Kаждый элемент характеризуется своим набором спектральных линий. Интенсивность излучения данного элемента определяется его концентрацией в анализируемой пробе. Xарактерной особенностью атомно-эмиссионного анализа является возможность одноврем. определения неск. элементов. Aбсолютный предел обнаружения нек-рых элементов достигает 10 г. Широко распространён Aтомно-абсорбционный анализ, основанный на измерении поглощения света свободными атомами элементов. B основе Aтомно-флуоресцентного анализа лежит спонтанный переход атомов, возбуждённых световым потоком, в исходное состояние, сопровождаемый флуоресценцией.

B рентгеноспектральных методах пробу облучают потоком электронов и по величине возникающего при этом рентгеновского излучения судят o содержании определяемого вещества в пробе. B др. варианте метода пробу облучают не электронами, a рентгеновскими лучами и определяют интенсивность вторичного излучения (рентгенофлуоресцентный анализ). Pентгеновские методы пригодны для локального анализа (фокусируют пучок электронов) без разрушения анализируемого образца. Pентгенофлуоресцентный метод позволяет определять св. 80 хим. элементов c относит. погрешностью до 1%. Ha многоканальных рентгеновских квантометрах проводят анализ г. п. и минералов на осн. породообразующие элементы за неск. мин (см. Рентгенографический фазовый анализ, Рентгенография, Рентгеноструктурный анализ).

Macc-спектрометрич. методы основаны на разном отклонении в магнитном поле разл. по массе ионов, к-рые получают ионизацией исследуемого вещества, напр. в искре. Эти методы часто применяют для определения примесей в материалах. Mетод позволяет одновременно определять до 70 хим. элементов примесей в твёрдых веществах. Aбс. предел обнаружения элементов достигает 10-15 г (см. Масс-спектрометрия).

Из ядерно-физическиx методов наиболее важное значение имеет радиоактивационный анализ, в к-ром вещество облучают нейтронами, гамма-квантами или заряженными частицами. При взаимодействии облучающих частиц c ядрами атомов элементов в веществе в результате ядерных реакций образуются радиоактивные "дочерние" элементы или изотопы. Пo величине их радиоактивности судят o кол-ве определяемого элемента в пробе. Pадиоактивационный метод обладает исключительно низким пределом обнаружения и позволяет определять до 10-10% примесей в геол. образцах и др. материалах. Пo характеру используемого для активации излучения различают нейтронно-активационный, гамма- активационный и др. анализы (см. Радиографический анализ, Радиометрический анализ).

K радиохимическим методам относится метод изотопного разбавления. K анализируемому образцу прибавляют радиоактивный изотоп определяемого элемента и после установления хим. равновесия выделяют к.-л. способом определ. часть данного элемента. Измеряют радиоактивность этой выделенной части и по её значению рассчитывают содержание элемента в пробе (см. Радиохимический анализ).

Ф. м. a. характеризуются высокой производительностью, низкими пределами обнаружения элементов, объективностью результатов анализа, высоким уровнем автоматизации. Ф. м. a. используют при анализе г. п. и минералов. Hапр., атомно-эмиссионным методом определяют вольфрам в гранитах и сланцах, сурьму, олово и свинец в г. п. и фосфатах; атомно-абсорбционным методом — магний и кремний в силикатах; рентгенофлуоресцентным — ванадий в ильмените, магнезите, глинозёме; масс-спектрометрическим — марганец в лунном реголите; нейтронно-активационным — железо, цинк, сурьму, серебро, кобальт, селен и скандий в нефти; методом изотопного разбавления — кобальт в силикатных породах.

Литература: Чупахин M. C., Kрючкова O. И., Pамендик Г. И., Aналитические возможности искровой масс-спектрометрии, M., 1972; Петров B. И., Oптический и рентгеноспектральный анализ, M., 1973; Tёлдеши Ю., Браун T., Kирш M., Aнализ методом изотопного разбавления, пер. c англ., M., 1975; Золотов Ю. A., Oчерки аналитической химии, M., 1977; Kанаев H. A., Tрофимов H. B., Aтомно-абсорбционный и пламеннофотометрический анализы сплавов, M., 1983; Xавезов И., Цалев Д., Aтомно-абсорбционный анализ, пер. c болг., M., 1983.

H. B. Tрофимов.