Plyny v emisní spektrometrii s indukčně vázaným plazmatem

Zjištěním koncentrace kovů v mazivu můžeme určit opotřebení a životnost motoru nebo můžeme podle koncentrace dusíku, fosforu, draslíku a dalších biogenních prvků v půdě určit, zda je potřeba na poli přidat hnojivo.

Jak můžete vidět, je třeba znát koncentrace a zastoupení jednotlivých prvků ve vzorku. Pomocí této analytické metody lze měřit koncentrace v plynech, kapalinách i pevných látkách. Díky vysoké citlivosti a schopnosti detekovat až jednotky ppb (počet částic na miliardu) lze tuto metodu použít k analýze stopových prvků. Příkladem může být detekce nízkých koncentrací kovů jako je rtuť nebo polokovů, například arsenu. Navíc lze detekovat více prvků současně což snižuje časovou náročnost a také nároky na velké množství vzorku.

Princip fungování

Vzorek je převeden na roztok a následně zmlžen. Vzniklá mlha je proudem argonu vedena do plazmového hořáku, kde je pomocí magnetického pole plazma udržováno. Vzhledem k teplotě plazmatu okolo 6-10 tisíc kelvinů zanikají veškeré chemické vazby a elektrony jednotlivých atomů jsou excitovány na vyšší energetické hladiny. Excitovaný stav je nestabilní a energeticky nevýhodný. Elektrony proto sestupují zpět na výchozí hladiny za emise fotonu o specifické vlnové délce dané rozdílem hladin. Každý prvek má jinou vlnovou délku a změřením této vlnové délky lze určit o který prvek se jedná. Změřením její intenzity lze potom zjistit, jaké je jeho zastoupení ve vzorku.

Vraťme se nyní na začátek, kdy je roztok se vzorkem zmlžen. Tato mlha je rozprašována do proudu argonu, který je potřeba regulovat pomocí regulátoru průtoku. Argon se vzorkem prochází přes vysoké napětí, kde se z něj stává plazma. Pokud by proud nebyl přesně regulován hrozilo by, že nebude dodržena správná kombinace podmínek pro vznik plazmatu a zároveň bude kolísat koncentrace vzorku, což by mělo negativní vliv na výsledek.

Jak již bylo zmíněno, plazma má tisíce stupňů a je třeba zajistit chlazení, k tomu je využíván chladící plyn, který je taktéž regulován a protéká okolo reaktoru.

Detektor

Nyní se dostáváme k detektoru, který snímá jednotlivé emisní čáry. Jednotlivých čar jsou tisíce a některé jsou velmi blízko u sebe, proto je kladen velký nárok na citlivost detektoru. Ten se skládá z kombinací zrcadel, hranolů, monochromátorů a polychromátorů. Detekci může narušit plny, který obsahuje kyslík a může záření zachytit, je tedy nutné celý detektor kontinuálně proplachovat dusíkem. Tok dusíku nemusí v tomto případě být moc přesný. Je ovšem nutné zajistit dobrou opakovatelnost, to vyžaduje další použití regulátoru průtoku.

Regulace plynů

Při vynálezu ICP-OES byly jednotlivé plyny regulovány manuálně, s automatizací procesu došlo i k automatizaci dávkování plynů za použití regulátorů hmotnostního průtoku, které nacházejí uplatnění napříč odvětvími. Trend posledních let je přechod na vysoce přesné regulátory hmotnostního průtoku, které dosahují jak vysoké přesnosti (±0,1 % na celém rozsahu a ±0,5 % z odečtu), tak i vysoké úrovně opakovatelnosti, která je nižší než 0,2 % z odečtu. Tato zařízení pomáhají dále snižovat detekční hranici a tím napomáhají k přesnějším výsledkům analýzy.

Kam dál?

Můžete si přečíst související články 5 nejběžnějších problémů při výběru průtokoměrů plynů nebo kapalin, Často používané výrazy v měření průtoku, Přehled plynů v databázi EL-FLOW Prestige, nebo se podívat na naše další články, případně si projít kategorii související s tímto článkem (Průtokoměry a regulátory průtoku plynu), nebo si prohlédnout relevantní produkty (EL-FLOW Prestige, všestranný hmotnostní průtokoměr, mini CORI-FLOW ML120, Coriolis pro nejmenší průtoky). Bližší informace a výpis všech výrobků najdete na stránkách výrobce Bronkhorst.

Pokud budete potřebovat více informací, nebo byste nám rádi něco sdělili, neváhejte kontaktovat přímo našeho specialistu, ať už přes formulář, nebo emailem.

Odeslat dotaz produktovému specialistovi

Jan Veleba
produktový specialista

+420 775 757 218
jveleba@dex.cz

Outlook vizitka | vCard vizitka

[červeně označené položky jsou povinné]
Jméno

Firma

IČ

e-mail

Telefon

Vaše zpráva

Které z čísel je menší, 5 nebo 20?

nesouhlas s odesláním