Рентгенофлуорисцентный анализ

 

R=na/nф ≈na/nsт

 

От состава наполнителя зависит  слабо, а определяется только значением  Cа. Благодаря несомненным достоинствам (простота измерений - кроме na нужно измерить только фон nф, что делается и в любом другом способе, обычная пробоподготовка, без введения каких-либо добавок, и устранение матричного эффекта в широком диапазоне наполнителей) анализ с использованием отношения R, названный способом стандарта-фона, получил дальнейшее развитие: использование в качестве внутреннего стандарта рассеянных (когерентно и некогерентно) характеристических линий анода рентгеновской трубки. Именно использование в качестве внутреннего стандарта рассеянных некогерентно характеристических линий анода рентгеновской трубки было использовано в нашем анализе. В настоящее время этот способ является самым распространённым способом РСФА при определении редких, рассеянных и рудных элементов в геологических и геохимических пробах.

 

 

1.3 Рентгенофлуоресцентное определение редких элементов Sr, Rb, Nb

 

Важно, что в случае определения  стронция, рубидия, ниобия методом рентгенофлуорисцентного анализа исключается влияние основы. Данный метод определения Rb, Nb, Sr целесообразно использовать в тех случаях, когда требуется высокая экспрессность при воспроизводимости ±2-5%. и чувствительности анализа составляющей около 30 и более ppm.

 

Таким условиям анализа удовлетворяет прежде всего определение исследуемых элементов в разнообразных порошкообразных материалах и растворах сложного состава, получаемых при технологических исследованиях, а также их определение в смесях при высокой концентрации двух элементов.

 

Стоит особо отметить, что интенсивность  рентгеновского характеристического  излучения не зависит от того, в  виде какого соединения анализируемые  элементы находятся в анализируемом  образце, и сравнительно мало зависит  от присутствия в этом образце  других элементов.

 

Максимальная точность, достигаемая  на современных приборах при правильно  выбранных интервалах счёта, соответствует  средней квадратичной ошибке, равной примерно 0,02%. В большинстве случаев  определения Rb, Nb. Sr средняя квадратичная ошибка выше 1%, а относительная ошибка колеблется от 0,2 до 8%, достигая иногда 10%. Такое резкое различие обусловлено в основном приготовлением образцов, установкой их в спектрометре и нестабильностью работы приборов.

 

1.4 Применение Sr, Rb, Nb

 

Ниобий:

 

Около 40-50% производимого ниобий используют для микролегирования сталей (концентрация ниобий 0,05-0,10% по массе), 20-30% -при получении  нержавеющих и жаростойких сталей (0,2-1,2% ниобий), 20-25% -при получении  жаропрочных сплавов на основе Ni или Fe (1-5% ниобий), 1-3% -в виде металла и сплавов на основе ниобия. Ниобий и сплавы на его основе находят ограниченное применение в соплах ракет и ядерных реакторах.

 

Карбид ниобий - промежуточный продукт  при получении ниобий или NbCl5, материал высокотемпературных нагревателей, в конструкциях высокотемпературных  газоохлаждаемых ядерных реакторов, вместе с карбидами Та и Ti-компонент твердых сплавов на основе WC и Со. Нитрид NbN применяют для изготовления сверхпроводящих болометров, мишеней передающих телевизионных трубок. Карбонитрид NbC0,25N0,75 используют при изготовлении сверхпроводящих квантовых интерференц. устройств, высокочастотных резонаторов с высокими значениями добротности; перспективен для использования в магниобий системах реакторов термоядерного синтеза. Металлиды Nb3Sn и Nb3Ge применяют при изготовлении соленоидов сверхпроводящих устройств; Nb3Ge перспективен для использования в магнитах МГД-генераторов и др. электротехниобий устройств.

 

Стронций:

 

Металлический стронций ограниченно  используют в технике для раскисления меди и бронзы, в качестве легирующих добавок к сплавам Mg, Al, Pb, Ni и Сu, как геттер в электровакуумной технике. Более широко используют соединения стронций при изготовлении специальных оптических стекол, стекол для кинескопов электронных трубок, фосфоресцирующих составах, в производстве ферромагнитных и люминесцентных материалов, эмиссионных покрытий радиоламп и т.д.

 

Соли стронция, в т. ч. радиоактивного стронций, применяют в терапии  кожных болезней, соли жирных кислот - при изготовлении консистентных  смазок.

 

Атом (или ион) стронция излучает преимущественно  кванты с такими частотами, которые  соответствуют длине красных  и оранжевых световых волн. Отсюда карминово-красный цвет пламени. Это  свойство летучих солей стронция сделало их незаменимыми компонентами различных пиротехнических составов. Красные фигуры фейерверков, красные  огни сигнальных и осветительных  ракет - "дело рук" стронция.

 

Стронций также используют при  изготовлении различных глазури. Стронциевые глазури не только безвредны, но и доступны (карбонат стронция SrCO3 в 3,5 раза дешевле свинцового сурика). Все положительные качества свинцовых глазурей свойственны и им. Более того, изделия, покрытые такими глазурями, приобретают дополнительную твердость, термостойкость, химическую стойкость. На основе окислов кремния и стронция готовят также эмали - непрозрачные глазури. Непрозрачными их делают добавки окислов титана и цинка.

 

Радиоактивный стронций нашел применение в качестве изотопного индикатора при  исследовании кинетики различных процессов. Именно этим методом в опытах с  животными установили, как ведет  себя стронций в живом организме: где преимущественно он локализуется, каким образом участвует в  обмене веществ и так далее. Тот  же изотоп применяют в качестве источника  излучения при лучевой терапии. Аппликаторами со стронцием-90 пользуются при лечении глазных и кожных болезней.

 

Рубидий: можно отметить следующие  области применения рубидия: катализ, электронная промышленность, специальная  оптика, атомная промышленность, медицина. Рубидий используется не только в  чистом виде, но и в виде ряда сплавов  и химических соединений. Важно отметить что рубидий имеет очень хорошую  и благоприятную сырьевую базу, но при этом положение в обеспеченности ресурсами гораздо более благоприятно нежели в случае с цезием и рубидий  способен занять ещё более важную роль например в катализе (где с успехом себя зарекомендовал).

 

Изотоп рубидий-86 широко используется в гамма-дефектоскопии, измерительной технике, а так же при стерилизации ряда важных лекарств и пищевых продуктов. Рубидий и его сплавы с цезием это весьма перспективный теплоноситель и рабочая среда для высокотемпературных турбоагрегатов (в этой связи рубидий и цезий в последние годы приобрели важное значение, и чрезвычайная дороговизна металлов уходит на второй план по отношению к возможностям резко увеличить КПД турбоагрегатов, а значит и снизить расходы топлива и загрязнение окружающей среды). Применяемые наиболее широко в качестве теплоносителей системы на основе рубидия это тройные сплавы: натрий-калий-рубидий, и натрий-рубидий-цезий. В катализе рубидий используется как в органическом так и неорганическом синтезе. Каталитическая активность рубидия используется в основном для переработки нефти на ряд важных продуктов. Ацетат рубидия например используется для синтеза метанола и целого ряда высших спиртов из водяного газа, что в свою очередь чрезвычайно актуально в связи с подземной газификацией угля и производстве искусственного жидкого топлива для автомобилей и реактивного топлива. Ряд сплавов рубидия с теллуром обладают более высокой чувствительностью в ультрафиолетовой области спектра чем соединения цезия, и в связи с этим он способен в этом случае составить конкуренцию цезию-133 как материал для фотопреобразователей. В составе специальных смазочных композиций (сплавов), рубидий применяется как высокоэффективная смазка в вакууме (ракетная и космическая техника). Гидроксид рубидия применяется для приготовления электролита для низкотемпературных ХИТ а так же в качестве добавки к раствору гидроксида калия для улучшения его работоспособности при низких температурах и повышения электропроводности электролита. В гидридных топливных элементах находит применение металлический рубидий. Плазма рубидия находит применение для возбуждения лазерного излучения. Хлорид рубидия применяется в топливных элементах в качестве электролита, то же можно сказать и о гидроксиде рубидия, который очень эффективен как электролит в топливных элементах, использующих прямое окисление угля

 

Литература

1.   Бахтиаров А.В. "Рентгеноспектральный  флуоресцентный анализ".Л. "Недра", 1985.144 с.

2.   Ф.П. Горбенко " Аналитическая  химия стронция" издат. "Наука" 1978.224 с.

3.   И.М. Гибало " Аналитическая химия ниобия и тантала" М. 1967.352 с.

4.   В.Е. Плющев, Б.Д. Степин." Аналитическая химия рубидия и цезия" издат. "Наука" 1975.224 с.

5.   Н.Ф. Лосев " Количественный  рентгеноспектральный флуоресцентный  анализ" издат. "Наука" М. 1969.338с.