khimie.ru

Широкое применение спектрального анализа в контрольно-аналитических лабораториях началось в 30-е гг. XX в., прежде всего с целью анализа металлов и сплавов. При этом отрабатывали методические вопросы анализа, особенно количественного (уже упоминавшийся методологических пар, «метод трех эталонов» и др.). В зависимости от цели анализа конструировали разные типы спектральных приборов. Так, в 1930-1940-е гг. большое распространение получили стилоскопы (приборы для полуколичественного анализа, в частности для определения марки металла). В СССР первый стипоскоп был создан в 1932-1933 гг. Г. С. Ландсбергом и его сотрудниками по инициативе Московского автомобильного завода им. И. В. Сталина (ЗИЛ). Использование прибора на заводе оказалось очень эффективным, и это дало толчок широкому внедрению стилоскопов в промышленности. В 1947 г. отмечали, что загрузка стилоскопа на металлургических и машиностроительных предприятиях достигает тысячи проб в сутки, при этом определяют 3-4 элемента. Уже в послевоенные годы был создан переносной стилоскоп. Основным методом анализа при работе со стилоскопом был метод гомологических пар, а основным источником возбуждения спектра — электрическая дуга между анализируемым образцом и вспомогательным электродом. Существенную роль сыграло предложение (1941) Н. С. Свентицкого использовать для питания дуги сеть переменного тока с помощью так называемого активизированного генератора. Для экспресс-анализа по ходу технологического процесса в металлургии стали использовать приборы другого типа — стилометры (1933-1935). Это трехпризменный спектроскоп, снабженный поляризационным фотометром Шайбе. Стилометры применяли непосредственно в цехе. Затем для контроля технологических процессов стали использовать и спектрографы, т.е. приборы с фотографической регистрацией спектра.

Другим важнейшим направлением использования атомно-эмиссионного анализа, сложившимся в 1930-е гг., был анализ минерального сырья. Вследствие многообразия объектов анализа, чрезвычайно широкого ассортимента определяемых элементов и широкого диапазона возможных концентраций эти анализы очень ложны и трудно поддаются стандартизации. В случае анализа руд минералов в гораздо большей степени, чем в случае сплавов, сказывается влияние состава пробы на интенсивность спектральных линий изучаемого элемента. Эти обстоятельства потребовали глубокого исследования физических и химических процессов в источниках возбуждения спектра (пламени или электрическом разряде, а также разработки новых приемов введения пробы в источник.

При анализе геологических объектов намного большее распространение, чем при анализе металлов и сплавов, получил перевод анализируемых проб в раствор; при этом в той или иной с пени уменьшалось влияние матрицы. Разумеется, в этом случае использовали концентрирование определяемых элементов, полное или частичное удаление макроэлементов. При анализе порошков большое распространение получил так называемый метод просыпки, предложенный в 1936 г. В. В. Несслером, усовершенствованный и широко внедренный А. К. Русановым. Основным источником возбуждения спектра при анализе руд и минералов стала дуга. В исследованиях А. К. Русанова было показано, что причиной изменения интенсивности спектральных линий наряду с изменением температуры дуги является изменение условий испарения элементов из расплавов, образующихся при введении определяемых элементов в дугу. Факторами, обусловливающими характер испарения элементов, скорость и последовательность испарения тех или иных соединений, являются температура кипения соответствующего вещества и глубина отверстия в электроде при испарении вещества из электрода. А. К. Русановым составлены ряды летучестей свободных металлов и различных соединений, позволяющие рационально подходить к анализу сложных объектов и сознательно использовать явления фракционирования для повышения чувствительности определений тех или иных элементов. В результате всех этих обширных и детальных исследований практический анализ руд и минералов получил прочную теоретическую базу и превратился в хорошо обоснованный метод анализа.