Одновременное определение элементов в атомно-абсорбционной спектрометрии с электротермической атомизацией

Обсуждение перспектив создания многоэлементного атомно-абсорбционного спектрометра приводит к выводу о целесообразности применения в этих целях спектральных приборов относительно низкого разрешения. Ранее проведенные исследования показали, что спектрометр с разрешением 0,12 нм, оснащенный линейным CCD (ПЗС)-детектором, позволяет регистрировать спектр поглощения в диапазоне длин волн 200 – 400 нм, использовать стабильные источники непрерывного спектра, такие как дейтериевая лампа или ксеноновая дуга малой мощности, и наблюдать динамику изменения спектров поглощения при импульсной атомизации пробы в графитовой печи. Потеря чувствительности за счет низкого разрешения компенсируется возможностью прямого определения нескольких элементов в единственной жидкой или порошкообразной пробе. Специфическими для многоэлементного анализа являются проблемы одновременной калибровки данных в широком диапазоне определяемых концентраций и обеспечения полноты атомизации при высоких содержаниях элементов в пробах. Эти вопросы рассмотрены в данной работе на примере новой технологии расчетов и ее применения при анализе стандартных образцов нитратных и галогеноидных растворов. Показано, что при одновременном определении линеаризация градуировочных графиков для определения 10 – 15 элементов, не подверженных химическим влияниям, может осуществляться автоматически в интервалах концентраций до 4 – 5 порядков величины с 5 – 10 %-ным отклонением от пропорциональности на концах интервала. Для элементов, образующих устойчивые молекулярные соединения, требуется дальнейшее усовершенствование системы атомизации.

1. Welz B., Sperling M. Atomic Absorption Spectrometry. 3rd edition. — Weinheim: Wiley-VCH, 1999. — 941 p.

2. Welz B., Becker-Ross H., Florek S., Heitmann U. High-Resolution Continuum Source AAS. — Weinheim: Wiley-VCH, 2005. — 295 p.

3. Welz B., Vale M. G. R., Pereira E. R., et al. Continuum Source Atomic Absorption Spectrometry: Past, Present and Future Aspects — A Critical Review / J. Braz. Chem. Soc. 2014. Vol. 25. N 5. P. 799 – 821.

4. Harnly J. M. The future of atomic absorption spectrometry: a continuum source with a charge coupled array detector / J. Anal. At. Spectrom. 1999. Vol. 14. P. 137 – 146.

5. Becker-Ross H., Florek S., Heitmann U., et al. Continuum source atomic absorption spectrometry and detector technology: A historical perspective / Spectrochim. Acta. Part B. 2006. Vol. 61. P. 1015 – 1030.

6. Geisler S., Okruss M., Becker-Ross H., et al. Spectrometer system using a modular echelle spectrograph and a laser-driven continuum source for simultaneous multi-element determination by graphite furnace absorption spectrometry / Spectrochim. Acta. Part B. 2015. Vol. 107. P. 11 – 16.

7. Becker-Ross H., Okruss M., Florek S., et al. Echelle-spectrograph as a tool for studies of structured background in flame atomic absorption spectrometry / Spectrochim. Acta. Part B. 2002. Vol. 57. P. 1493 – 1504.

8. Welz B., Lepria F. G., Araujoa R. G. O., et al. Determination of phosphorus, sulfur and the halogens using high-temperature molecular absorption spectrometry in flames and furnaces — A review / Anal. Chim. Acta. 2009. Vol. 647. P. 137 – 148.

9. Harnly J. M., Smith C. M. M., Wichems D. N., et al. Use of a segmented array charge coupled device detector for continuum source atomic absorption spectrometry with graphite furnace atomization / J. Anal. At. Spectrom. 1997. Vol. 12. P. 617 – 627.

10. Boldova S. S., Put’makov A. N., Labusov V. A., et al. Regarding the designing of the high-resolution continuum source spectrometer for simultaneous multi-element atomic absorption analysis / Zavod. Lab. Diagn. Mater. 2015. Vol. 81. N 1. Part II. P. 148 – 153 [in Russian].

11. Vaschenko P. V., Boldova C. C., Labusov. V. A. The calculation algorithm for processing of the sequence of continuum source atomic-absorption spectra / Zavod. Lab. Diagn. Mater. 2015. Vol. 81. N 1. Part II. P. 153 – 157 [in Russian].

12. Harnly J. M., O’Haver T. C. Extension of analytical calibration curves in atomic absorption spectrometry / Anal. Chem. 1981. Vol. 53. P. 1291 – 1298.

13. Katskov D., Hlongwane M., Heitmann U., Florek S. High-resolution continuum source electrothermal atomic absorption spectrometry: Linearization of the calibration curves within a broad concentration range / Spectrochim. Acta. Part B. 2012. Vol. 71 – 72. P. 14 – 23.

14. Resano M., Flórez M. R., García-Ruiz E. High-resolution continuum source atomic absorption spectrometry for the simultaneous or sequential monitoring of multiple lines. A critical review of current possibilities / Spectrochim. Acta. Part B. 2013. Vol. 88. P. 85 – 97.

15. Katskov D., Khanye G. E. Simultaneous multi-element electrothermal atomic absorption spectrometry: Verification of the concept / S. Afr. J. Chem. 2010. Vol. 63. P. 45 – 57.

16. Katskov D., Sadagov Yu. Design considerations regarding the atomizer for multi-element electrothermal atomic absorption spectrometry / Spectrochim. Acta. Part B. 2011. Vol. 66. P. 451 – 460.

17. Katskov D. The considerations regarding application of low resolution continuum source atomic absorption spectrometry for simultaneous multi-element determination / Trends Appl. Spectrosc. 2012. Vol. 9. P. 17 – 40.

18. Katskov D. Low-resolution continuum source simultaneous multi-element electrothermal atomic absorption spectrometry: steps into practice / Spectrochim. Acta. Part B. 2015. Vol. 105. P. 25 – 37.

19. Jim G., Katskov D. Simultaneous determination of metals in coal with low resolution continuum source atomic absorption spectrometer and filter furnace atomizer / S. Afr. J. Chem. 2011. Vol. 64. P. 79 – 87.

20. Katskov D., Darangwa N. Application of Langmuir theory of evaporation to the simulation of sample vapor composition and release rate in graphite tube atomizers. Part 1. The model and calculation algorithm / J. Anal. At. Spectrom. 2010. Vol. 25. P. 1079 – 1090.

21. Katskov D., Darangwa N., Heitmann U. Application of Langmuir theory of evaporation to the simulation of sample vapor composition and release rate in graphite tube atomizers. Part 2. Verification of the methodology and investigation of atomization of Ag and Cu / J. Anal. At. Spectrom. 2010. Vol. 25. P. 1091 – 1101.

22. Darangwa N., Katskov D. A., Heitmann U. Making ET AAS determination less dependent on vaporization kinetics of the analytes / S. Afr. J. Chem. 2013. Vol. 66. P. 207 – 215.

23. Sadagoff Y. M. Measurement of the diffusion coefficients of metal vapors in graphite furnaces / Spectrochim. Acta. Part B. 2000. Vol. 55. P. 907 – 915.

24. L’vov B. V., Nikolaev V. G. Calculation of diffusion coefficients for metal vapors for electrothermal atomic-absorption spectrometry / J. Appl. Spectrosc. 1987. Vol. 46. N 1. P. 1 – 5.

25. Katskov D. A. Fast heated ballast furnace atomizer for atomic absorption spectrometry. Part 1. Theoretical evaluation of atomization efficiency / J. Anal. At. Spectrom. 2005. Vol. 20. P. 220 – 226.

26. Katskov D. A., Shtepan A. M., Grinshtein I. L., Pupyshev A. A. Atomization of aluminium oxide in electrothermal atomic absorption spectrometry / Spectrochim. Acta. Part B. 1992. Vol. 47. P. 1023 – 1041.

27. Mofolo R. M., Katskov D. A., Tittarelli P., Grotti M. Vaporization of indium nitrate in the graphite tube atomizer in the presence of chemical modifiers / Spectrochim. Acta. Part B. 2001. Vol. 56. P. 375 – 391.

28. Mofolo R. M., Canario C. M., Katskov D. A., Tittarelli P. Atomic and molecular spectra of vapours evolved in a graphite furnace. Part 5: gallium, indium and thallium nitrates and chlorides /Spectrochim. Acta. Part B. 2002. Vol. 57. P. 423 – 438.

29. Katskov D. A., Daminelli G., Tittarelli P. Effect of magnesium nitrate vaporization on gas temperature in the graphite furnace / Spectrochim. Acta. Part B. 1999. Vol. 54. P. 1045 – 1062.

30. Katskov D. A., Mofolo R. M., Tittarelli P. Effect of beryllium nitrate vaporization on surface temperature in the pyrocoated graphite furnace / Spectrochim. Acta. Part B. 1999. Vol. 54. P. 1801 – 1811.

31. Katskov D. A. Graphite filter atomizer in atomic absorption spectrometry / Spectrochim. Acta. Part B. 2007. Vol. 62. P. 897 – 917.