§ 5. Количественный спектральный анализ

Интенсивность спектральной линии зависит от многих условий: источника возбуждения спектральных линий, скорости испарения пробы, освещения щели спектрального прибора и др. При случайных изменениях этих условий меняется интенсивность спектральных линий, поэтому количественный анализ, основанный на измерении абсолютной интенсивности спектральных линий, недостаточно точен.

Аналитические пары линий. Для получения более точных количественных определений обычно пользуются не абсолютными интенсивностями, а отношением интенсивности линии определяемого элемента к интенсивности линии элемента сравнения.

При анализах сплавов в качестве элемента сравнения, как правило, выбирают один из компонентов исследуемой пробы. При анализах руд и солей в пробу обычно вводят специально подобранный элемент (метод внутреннего стандарта). Например, при определении кобальта в сплаве на алюминиевой основе измеряют величину относительной интенсивности линии кобальта и линии алюминия . Для определения олова измеряют относительную интенсивность линии олова и линии натрия , который (в виде хлорида натрия) вводят в исследуемую пробу. Пару линий, используемую в количественном спектральном анализе, — линию определяемого элемента и линию элемента сравнения — называют гомологической, или аналитической, парой.

Для перехода от относительной интенсивности линий аналитической пары к концентрации определяемого элемента можно пользоваться уравнением (1).

В области небольших концентраций определяемого элемента концентрацию элемента сравнения, который составляет большую часть массы исследуемой пробы, считают постоянной величиной, независимой от концентрации определяемого элемента. Действительно, в двух образцах сплава на алюминиевой основе, содержащих 0,05 и 0,1% меди, содержание алюминия равно 99,95% и 99,90%. Очевидно, что . Если принять концентрацию элемента сравнения за постоянную величину, то интенсивность линии элемента сравнения тоже будет постоянной: . В этом случае отношение интенсивности линии определяемого элемента к интенсивности линии элемента сравнения выражается уравнением:

где ; а и b — константы.

Логарифмирование выражения (2) приводит к следующему уравнению:

Уравнение (2а) показывает, что между логарифмом относительной интенсивности линий аналитической пары и логарифмом концентрации определяемого вещества существует линейная зависимость. Чтобы пользоваться уравнением (2а) для нахождения концентрации определяемого элемента, нужно найти функциональную зависимость между .

Чаще всего для этого используют фотографический метод с последующим фотометрированием.