¿Cuál es el principio del espectrómetro de plasma acoplado inductivamente y cuáles son sus ventajas en la detección?
El término plasma fue propuesto por primera vez por Langmuir en 1929. Ahora generalmente se refiere a la ionización de un gas con un grado de ionización superior a 0,1. El gas no solo contiene átomos y moléculas neutros, sino que también contiene una gran cantidad. de electrones e iones, y las concentraciones de electrones e iones positivos están en equilibrio y, en su conjunto, es neutral. En términos generales, las partes de alta temperatura de las llamas y los arcos, las descargas de chispas y la ionosfera en la superficie del sol y las estrellas pertenecen al plasma.
El plasma se puede dividir en dos categorías: plasma de alta temperatura y plasma de baja temperatura según la temperatura. Cuando la temperatura alcanza 106-108 K, todos los átomos y moléculas del gas se disocian e ionizan por completo, lo que se denomina plasma de alta temperatura; cuando la temperatura es inferior a 105 K, el gas se ioniza parcialmente, lo que se denomina plasma de baja temperatura; -temperatura del plasma.
En aplicaciones prácticas, el plasma de baja temperatura se divide en plasma caliente y plasma frío. Cuando la presión del gas es de alrededor de 1,013 en las partículas, la energía del movimiento térmico de varias partículas (electrones, iones positivos, átomos, moléculas) choca, los iones positivos, átomos, moléculas) tienden a converger y todo el gas entra o alcanza una termodinámica. En este momento, la temperatura del gas y la temperatura de los electrones son básicamente las mismas, oscilando entre varios miles y decenas de miles de grados. Este tipo de plasma se llama plasma térmico. Por ejemplo, la llama de plasma CC (DCP) y la antorcha de plasma acoplada inductivamente (ICP) son plasmas térmicos. Cuando se trata de un plasma térmico, si la presión del gas de descarga es baja y la concentración de electrones es pequeña, hay menos oportunidades para que los electrones choquen con partículas pesadas. La energía cinética de los electrones del campo eléctrico no se intercambia fácilmente con las partículas pesadas. La energía cinética entre ellos es muy diferente, y los electrones La energía cinética promedio puede alcanzar decenas de electronvoltios y la temperatura del gas es baja, por lo que el plasma se encuentra en un sistema de equilibrio no termodinámico, que se llama plasma frío, como Descarga de resplandor verde, descarga de lámpara de cátodo hueco, etc.
La denominada fuente de luz de plasma en el análisis espectral suele referirse a un tipo de fuente de luz de descarga que parece una llama. Actualmente, los más utilizados son tres: la antorcha de plasma acoplada inductivamente (ICP), la antorcha de plasma de corriente continua (DCP) y la antorcha de plasma por inducción de microondas (MIP). En lo que respecta a MIP, aunque puede inyectar muestras de microvolúmenes, tiene un bajo consumo de gas, baja potencia y es fácil de determinar los no metales, su límite de detección para la mayoría de los metales es bajo, la interferencia entre elementos es grave y el helio. Se requiere, por lo que se utiliza principalmente detector para análisis cromatográfico.
ICP y DCP, dos fuentes de luz de plasma con mejor rendimiento analítico, se han utilizado en espectrómetros de emisión atómica.
Los pioneros de la tecnología de espectroscopia de emisión atómica de plasma acoplado inductivamente (ICP-AES) fueron Greenfield y Fasel, quienes publicaron los resultados de su investigación en 1964. Después de la década de 1970, la tecnología logró avances reales. En 1974, Leeman en los Estados Unidos desarrolló el primer espectrómetro comercial de emisión atómica de plasma acoplado inductivamente.
Las principales ventajas de la fuente ICP son:
1) Límite de detección bajo: el límite de detección de muchos elementos es 1ug/L
2) Medición dinámica rango Amplio: 5-6 órdenes de magnitud
3) Alta precisión
4) Efecto de matriz pequeña: ICP utiliza una fuente de luz de excitación de alta temperatura de 6000-7000K, y la muestra Cuando se trata químicamente, la serie de estándares analíticos es muy fácil de preparar y es muy similar a la acidez, la composición de la matriz, la salinidad total y otras propiedades de la solución de muestra. Al mismo tiempo, la fuente de luz de alta densidad de energía, el efecto de canal ambiental de excitación especial y el mecanismo de excitación le dan a la fuente de luz ICP la ventaja sobresaliente del efecto de matriz pequeña.
5)?Alta precisión: RSD~0,5
6)?Tiempo de exposición corto: generalmente sólo 10-30 segundos
7)?Espectro de emisión atómica El El método tiene las características de analizar múltiples elementos al mismo tiempo. En comparación con otros métodos de análisis que miden cada elemento individualmente, tiene grandes características en términos de eficiencia, economía y tecnología. Ésta es una de las razones por las que la espectroscopia de emisión atómica ICP ha logrado grandes avances.