CC BY
33
МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА»
№11/2015
ISSN 2410-6070
Список использованной литературы:
1. Сабирова Ф.М., Мухамадиева А.А. Изучение истории создания первого атомного реактора в курсе физики в вузе // Научные труды SWorld. 2015. Т.10. № 2 (39). С. 77-81.
2. Сабирова Ф.М., Латипова Л.Н. Теория и практика общественного развития // Актуальные проблемы истории естественно-математических и технических наук и образования: анализ и обобщение опыта. 2015. № 9. С. 204-206.
3. Мухамадиева А.А., Сабирова Ф.М. История создания первого атомного реактора // Актуальные проблемы истории естественно-математических и технических наук и образования: Материалы Всероссийской научно-практической конференции - Елабуга: Изд-во ЕИ КФУ, 2014. - С. 43-47.
4. Сабирова Ф.М., Мухамадиева А.А. О Нобелевских лауреатах, участвовавших в создании первого атомного реактора // Материалы VI международной научно-практической конференции 24-25 августа 2015 г. North Charleston, USA. С. 214-218.
5. Смирнов Ю.Н. И.В. Курчатов и власть // Вопросы истории естествознания и техники, 2003, № 1. 17 с.
6. Ларин И.В. Реактор Ф-1 был и остается первым // Наука и жизнь, 2007, №8 - 49 с.
7. Сабирова Ф.М. О российских физиках и нобелевских премиях // Физика в школе. 2011. №1. С.8-11.
© Сабирова Ф.М., Мухамадиева А.А., 2015
УДК: 543:423:575.2 (04)
Рыскул кызы Гульзат, Б.Б.Саякбаева, Г.Ж. Доржуева
Институт физико-технических проблем и материаловедения им. акад.Ж.Жеенбаева Национальной
Академии Наук Кыргызской Республики 720071, Бишкек, проспект Чуй, 265-а e-mail: [email protected]
ВЛИЯНИЕ МАКРОЭЛЕМЕНТОВ НА ИНТЕНСИВНОСТИ ЛИНИЙ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ В
ПРИРОДНОЙ ВОДЕ В СТРУЕ ПЛАЗМЫ ДГП-50
Аннотация
Исследовано влияние макросостава природных вод на интенсивности спектральных линий микроэлементов вдоль потока плазмы. Установлено, что содержание суммарных макроэлементов не оказывало заметного влияния на распределение интенсивности спектральных линий атомов и ионов микроэлементов, содержащихся в природной воде. Отмечено, что градуировочные графики для всех атомных и ионных линий определяемых элементов совпадали как в отсутствии, так и в присутствии матричных легкоионизируемых элементов.
Ключевые слова
Атомно-эмиссионный спектральный анализ, двухструйный плазматрон, низкотемпературная плазма,
интенсивность спектральных линий.
Influence of macrocomposition elements of natural waters on microelement's spectral line intensities is investigated in the plasma flow. It's been determined that content of macrocomposition elements summary in natural waters do not give significant influence on atomic and ion's spectral lines intensities distribution. It has been noted that calibration curve for all atomic and ion's lines of the determined elements coincide in the presence of matrix lightly ionized elements as well as in their absence.
Kew words
Atomic-emission spectral analysis, two-jet plasmatron, low temperature plasma, spectral lines intensity.
МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №11/2015 2410-6070
Введение.
Как известно, питьевые воды являются производными от природных (речных или подземных), как результат предварительной очистки. В свою очередь, сточные воды представляют собой загрязненные в результате хозяйственной деятельности человека природные воды. Металлы в природных водах могут находиться в виде растворенных ионов, взвешенных частиц. Кроме того встречаются также соединения различных элементов с различными типами химической связи (ионные и ковалентные).
Наиболее распространенными макрокомпонентами природных и питьевых вод являются соли Са, М§, № и К. В речных водах они находятся в отношениях Ca:Mg:Na:K - 13:5.3:3.3:1 [1]. Влияние макроэлементов в природных водах на содержание или изменение свойств микроэлементов представляет собой важную задачу. Поэтому основной практический целью данной работы является изучение влияния суммарных макроэлементов в различных концентрациях на результаты анализа, определяющих содержание тяжелых металлов. Прежде всего, выяснилось распределение интенсивности излучения атомных и ионных линий определяемых элементов по высоте плазменной струи и влияние на это распределение изменений концентрации суммарных макроэлементов. Изучение проведено при оптимальном режиме работы двухструйного плазматрона (1=100А, Ор =4.6 л/мин, Отр =1.5л/мин.).
Экспериментальная часть.
Головной стандартный раствор готовили растворением соответствующих металлов и оксидов металлов марки ОСЧ, ХЧ, ЧДА. в минимальном объеме в основном HNOз марки ХЧ с последующим доведением до требуемого объема дистиллированной водой. Стандартные растворы, содержащие матричные элементы, готовили разбавлением головного стандарта, содержащего 3 г/л матричных элементов (Са, Mg, №). Влияние суммарных концентрации изучено посредством изготовления исходных растворов с содержанием кальция, магния и натрия 10г/л из солей указанных макроэлементов. Для изучения влияний, вызванных присутствием суммарных макроэлементов (Са, Mg, №), были приготовлены 6 различных концентраций макроэлементов, содержание каждой из которых соответствовало выше указанным содержаниям этих элементов, а микроэлементы во всех 6 концентрациях имели одинаковое концентрации.
Для возбуждения спектров микроэлементов в природной воде применена установка «НУР» с двухструйным плазматроном ДГП-50, работающая в оптимальном режиме (1=100А, Ор =4.6 л/мин). Анализируемую жидкость вводили между струями двухструйного плазматрона при помощи распылительной системы в виде мелкодисперсного аэрозоля. При этом существенным моментом является степень дисперсности получаемого аэрозоля. В распылительной системе использованы концентрический пневматический распылитель нашей конструкции [2], который дает мелкодисперсную аэрозоль диаметром частиц меньше 5 мкм и работает при расходе распылительного газа 1.5 л/мин, водных растворов 4.6 мл/мин. Спектры фотографировались на фотопластинку ПФС-02 с чувствительностью 6 ед ГОСТа при ширине щели спектрографа ДФС-13 с решеткой 600штр/мм и с обратной линейной дисперсией в первом порядке 0.4нм/мм. Время экспозиции 50 сек. Уменьшенное в 2 раза изображение исследуемой зоны струи плазмы проектировалось на щель спектрографа. Фотометрирование производили по длине спектральной линии от репера с определенным шагом и с учетом фона с помощью микроденситометра МД-100. С целью выбора оптимально-компромиссной рабочей зоны в оптимальном режиме работы установки «НУР» изучались вертикальные профили излучения атомных и ионных линий элементов по всей высоте плазменной струи при распылении растворов, не содержащих и содержащих в различных концентрациях суммарных макроэлементов (Са, Mg, №). Типичные осевые эмиссии аналитических линий исследуемых элементов в зависимости от содержании макрокомпонентов представлены на рис.16 для линии V II 292.4нм. На рисунке начало отсчета по высоте плазменной струи соответствует максимальной величине фона при расходе плазмообразующего газа 4.6 л/мин. Такие же профили спектральных линий были получены для атомов и ионов остальных исследуемых элементов.
Компромиссный аналитический участок струи плазмы для атомных и ионных аналитических линий определяемых элементов выбрали на основании результатов о распределении интенсивности аналитических линий по высоте (рис.1.) плазменной струи двухструйного плазматрона. Оптимально-компромиссным для всех анализируемых элементов оказался участок струи плазмы высотой ~10мм, нижняя граница которого
МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №11/2015 ISSN 2410-6070
находится на расстоянии 19мм от среза сопла. В выбранных оптимальных участках проводился спектральный анализ проб вод с непрерывным введением воды в виде аэрозоли, между струями плазмы двухструйного плазматрона. Градуировочные графики, полученные в установленных оптимально-компромиссных условиях для многоэлементного анализа на расстоянии 26 мм по высоте плазменной струи от среза сопла при распылении водных растворов, не содержащих и содержащих 3 г/л суммарных макроэлементов, (Ca, Mg, Na) представлены на рис. 1.
Обсуждение результатов.
Изменение количественного содержания суммарных макроэлементов не оказывало заметного влияния на распределение интенсивности спектральных линий атомов и ионов микроэлементов, содержащихся в природной воде, вдоль потока плазмы, что видно из рис.1. Такое наблюдаемое поведение атомных и ионных линий в присутствии легкоионизируемых элементов в двухструйном плазматроне замечено и в работе [3,4], а также отмечалось в плазменных струях одноканального плазматрона и в
13 16 19 22 25 28 3] 34 -i,oo о,оо 1,оо 2,оо
Рисунок 1- Осевые эмиссии аналитических линий V II 292,4 нм (а) при разных содержаниях макрокомпонентов. □ -0.0 г/л, А -0.18 г/л, О -3.0 г/л. Градуировочные графики (б) построенные с присутствием макросостава (А ) и в отсутствие макросостава ( □ ).
индуктивно-связанной плазме [1]. С изменением матричного состава меняется плотность и вязкость анализируемых растворов, что при распылении растворов может привести к изменению скорости поступления растворов в распылитель и между струями плазмы, это приведет к изменению величины аналитических сигналов определяемых элементов. Кроме того, при эксплуатации распылителя с концентрацией макроэлементов 7-10 мг/л солей в анализируемых растворах (в основном легкоионизируемых) нередко наблюдается осаждение на кончике капилляра пневматического распылителя соли макрокомпонентов, что приводит к изменению размера распыленных аэрозолей, а в результате к изменению интенсивности спектральных линий определяемых элементов. Поэтому для надежности работы распылителя необходимо ограничиться суммарным макросоставом до 3 г/л, что отмечено на рис.1. Одной из главных задач при проведении анализа вод является оценка влияния валового состава проб на методику определения различных элементов. [5,6]. В этой связи, характерной особенностью разрабатываемых методик является использование для анализа каждого элемента нескольких аналитических линий внутреннего стандарта с учетом всех возможных наложений мешающих элементов. Главным преимуществом такой методики по сравнению с существующими является то, что для одной и той же приготовленной серии стандартов можно получить результаты для нескольких элементов одновременно. При атомно-эмиссионном спектральном анализе природных вод в двухструйном плазматроне устранение влияния валового состава на результаты анализа связаны с полным испарением капель аэрозоля, а также с особенностями механизма возбуждения в струе двухструйного плазматрона.
Список использованной литературы: 1. Кузнецова А.И., Чумакова Н.А. Определение микроэлементов в природных водах Байкальского региона методом атомно-эмиссионной спектрометра // Журнал аналитической химии, 1995. Т.50. №10. С 1090.
МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №11/2015 ISSN 2410-6070
2. Урманбетов К., Жеенбаев Ж.Ж., Таштанов Р.А., Доржуева Г.Ж. Атомно-эмиссионный спектральный анализ природных вод на установке «НУР» //Известия НАН КР,1998. №4. С. 23-27.
3. Урманбетов. К, Жеенбаев Ж.Ж., ДоржуеваГ.Ж. Исследование и оптимизация параметров установки «Нур» созданный на базе двухструйного плазматрона для анализа растворов // Аналитика и контроль. - 1999. - №
4. - С. 29-33.
4. Жеенбаев Ж.Ж., Таштанов Р.А., Доржуева Г.Ж., Урманбетов К. Влияние макрокомпонентов природных вод на интенсивности линий определяемых микроэлементов. // Известия. НАН КР. - 2003. - № 2/3. - С.73-79.
5. Урманбетов К., Жеенбаев Ж.Ж., Рыспеков С.К., Токарский И.М., Чылымов А.С. №1744512. 1992.
6. Yudelevich I.G., Cherevko A. S. // Spectrochim. Acta, 1976.V. 31. B.
© Саякбаева Б.Б., Рыскул кызы ГульзатДоржуева Г.Ж, 2015
