Органолептический анализ. Классификация его видов.

Органолептический анализ. Классификация его видов.

Органолептика – наука о сенсорных свойствах (качествах) сред и ингредиентов и их измерений с помощью органов чувств человека, биологических объектов и искусственных сред. Различаю качественный и количественный органолептический анализ: Качественный органолептический анализ объекта используется для характеристики его свойств без их количественной оценки. Этот анализ могут проводить как потребители продукции, так и эксперты. Количественный органолептический анализ предназначается для количественной оценки силы выраженности свойств. Он основан на количественных характеристиках человека; его проводят дегустаторы. Назначение количественного анализа: проверка соответствия продукции требованиям технических норм продукции; определение уровня безопасности продукции; определение порчи продукции; определение уровня количества продукции. Основные виды органолептического анализа подразделяются в зависимости от органов чувств человека (зрение, обоняние, вкус, осязание).

 

Поэтому различают следующие виды органолептического анализа:

 

- визуальный;

 

- обонятельный;

 

- вкусовой;

 

- осязательный.

 

Визуальный анализ используется на 1-ой стадии анализа, поскольку это не разрушающий метод анализа; он является наиб чувств видом анализа, поскольку зрение человека – основной вид получения информации. Через зрение поступает 80-90% информации. Этот вид используется для характеристики формы, размеров, свойств поверхности, цветовой характеристики и иногда химические свойства.

 

Обонятельный вид – 2-я стадия органолептического анализа как не разрушающего метода и 2-го по чувствительности. Применяется для определения, оценки аромата, букета и т.п. а также для регистрации порчи продукта.

 

Вкусовой 3-й этап, чувствительность которого слабее; он регистрирует вкусовые ощущения, такие как кислый, сладкий.

 

Осязательный – окончательный этап; может быть разрушающим и неразрушающим.

 

Основы визуального органолептического анализа.

Свет – электромагнитное излучение, которое воздействует на органы зрения человека и восприятие которое представляет собой 350-750нм.

 

Цвет – восприятие электромагнитного излучения глазом человека в определенном диапазоне длины волн.

 

Человеческий глаз состоит из сетчатки, которая вкл. в себя первичные и вторичные клетки. Колбочковидные клетки отвечают за восприятие цвета, а палочковидные за восприятие света. Глаз человека имеет 3 пика чувствительности в следующих областях: синего, зеленого и красного цвета. А общий воспринимаемый цвет определяется их соотношением.

 

Основные функции глаза:

 

1) Фокусировка на сетчатку.

 

2) Восприятие ахроматического и хроматического цвета

 

Ахроматический цвет – черный, белый, серый.

 

Хроматический – красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый.

 

Существует 254 градации каждого цвета. Человек в состоянии различать 2000 оттенков, а дегустатор 17000

 

3) Преобразование светового сигнала в электрический импульс, т.е. перекодировка информации.

 

Визуальный анализ позволяет определить следующие свойства объектов:

 

1) Поглощение, связанное с химическим анализом, с химическими свойствами объекта;

 

2) Отражение (оценка шероховатой поверхности)

 

3) Рассеивание (оценка гладкого, блестящего, тусклого, глянцевого, объекта)

 

4) Насыщенность (связанная с частотой волны света).

 

Основы вкусового анализа.

Вкусовой органолептический анализатор в ротовой полости и связан с языком.

 

Язык содержит 3 основных вида рецепторов:

 

1) нитевидные сосочки, воспринимают кислый и соленый вкус.

 

2) Телобовидные сосочки – горький вкус.

 

3) Грибовидные – сладкий вкус.

 

Примерная чувствительность языка: кислый 0,01%; сладкий 0,2%; соленый 0,1%; горький 0,4%.

 

Количественная характеристика вкусового анализа:

 

1) Порог ощущения.

 

2) Порог распознавания.

 

3) Порог различия.

 

4) Порог насыщения.

 

Интенсивность вкуса выражается в баллах.

 

Аппетит – комплексное ощущение возникает в полости рта в результате зрительного, обонятельного, вкусового ощущений.

 

 

Подбор дегустаторов. Требования, предъявляемые к ним.

Дегустатор – измерительный прибор, обладающий следующими особенностями: многопараметрический анализатор; подтверждение влияния внешних факторов и среды; адаптируемое устройство.

 

Чаще всего в органолептическом анализе в качестве дегустаторов являются люди, которые прошли специальную подготовку и обладают необходимыми способностями.

 

Требования:

 

1) Отсутствие заболеваний;

 

2) Нормальное психологическое и физическое состояние;

 

3) Наличие определенного уровня сенсорной чувствительности, которая определяется по результатам физиологических испытаний;

 

4) Наличие знаний о технических требованиях продукции;

 

5) Знание терминологического органолептического анализа;

 

6) Точность и воспроизводимость показаний;

 

7) Прохождение аттестации.

 

Сенсорную чувствительность дегустатора делят на 4 группы: чувствительная, средняя удовлетворительная, низкая.

 

Для работы дегустатором выбирают лиц с удовлетворительной и выше чувствительностью.

 

Профессиональный отбор дегустаторов – система мероприятий направленных на выявление индивидуальных качеств, оценивается по психологическому здоровью, общественным и специальным способностям.

 

Оценку осуществляют в 3 этапа.

 

1) клинические испытания, которые поводят в больницах по специальным тестам на санитарные и физиологические отклонения.

 

2) Оценка сенсорной чувствительности.

 

3) Психологические испытания.

8. Формирование групп дегустаторов

вкл. 4 этапа:

 

- отбор

 

- теор. подготовка

 

- тренировка

 

- проверка

 

Для оценки работы отдельных дегустаторов использ показатель «индекс повторяемости» - статистич-я величина правильности оценки при анализе с использ- ем бал шкалы и выражает срелнее отклонение рез-тов оценки при многократн анализе одних и тех же продуктов.

 

Кратк хар-ка этапов форм-ния групп дегустаторов:

 

1) Отбор проводят при помощи балл шкал на основе анализа результатов их работы. Кажд денустатору на каждом заседании предлагают в различн состоянии 2 или 3 пары идентичн образцов, кот испытуемый должен классифицировать по определен шкале по определен признакам.

 

2) Теоретич подготовка - обучение отобран лиц состоит из теор подготовки, кот делится: 1- основн сведения сенсорного анализа, 2- органолептич методы определен кач-ва продукции, 3- методы статистич обработки рез-тов.

 

3) Тренировка – теорет-ки подготовлен дегустаторы должны проходить тренировки для повышения своей квалификации. Тренировки – серия практических занятий от 4 до 12 часов, а так же теор подготовка от 1 до 1,5 часов.

 

 

9. Дегустационн комиссия – из отобранных кандидатов образуют комиссию, способную осуществить сенсорный анализ. Комиссии в завис-ти от поставлен задачи бывают 2 типов: производственные и исследовательские. Производств комиссии выявляют и отбраковывают некачествен продукт и так же устанавливают причины возникновения и принимают меры по ликвидации этих причин. В состав производств комиссий вкл дегустаторов, кот обладают средней чувствит-ю и подготовкой, достаточной для проведения оценок методом сравнений.

 

Исслед комиссии определ-т взаимосвязь м-ду отдельн пок-лями (вкус, запах, цвет и т.д.) кач-ва, совершенствуют методы анализа и решают др. научн. Задачи. К дег-рам этой категории предъявляют более высокие требования по сенсорн чувствительности, подготовке, и степени тренировки. Они должны уметь выполнять профильный и кол-венн анализы и др. методы исследования.

 

Комиссии для оценки кач-ва пищ прод-тов сост из 5-9 чел-к. Кажд комиссию возглавляет председатель, в задачи кот-го входят: 1- планирование проведения исследований, 2- интерпретация рез-тов, 3- контакты с зайнтерес в рез-тах лицами, 4- сотрудн-во со спец-тами как в области кач-ва, так и др. областей знаний.

 

Представитель проводит отбор кандидатов комиссию. Кроме предст-ля в комиссии им-ся заместитель предст-ля, в задачи кот-го входят: 1- организация и контроль за практич проведением исследований, 2- предоставление И дегустаторам, 3- оказание помощи председателю.

 

Кажд дег-р оценивает прод-цию индивидуально в спец отведен лаб-рии. Рез-ты работы он заносит в дегустацион листы. Все эти дег-ционн листы собир-ся вместе и их рез-ты занос-ся в протокол «обработки дегуст-нных листов», после чего на основании этих листов выд-ся заключение о кач-ве прод-ции.

 

Оценка работы комиссии провод-ся по воспроизведению получен результатов, кот определяют с помощью кольцевых опытов. Для этого работает не менее 5 комиссий одновременно в одинак условиях, но в различных местах с 1 и той же продукцией. Исследованию подвергается не менее 10 проб, причем кажд исслед-ся дважды. Рез-ты оценки образцов комиссиями выраж-т в баллах как среднее арифметич значение, присужден-е каждой пробе.

 

Воспроизводимость рез-тов испытаний хар-ся повторяемостью и сравнимостью. Повторяемость – количественное выражение величины случайных ошибок дег-нной комиссии, т.е. когда она в одинаковом составе при одинаковых условиях в 1 и тот же день получает различные рез-ты оценки одной и той же пробы продукта. Оценивается в баллах.

 

Сравнимость – количественное выражение величины случайных ошибок различных комиссий, полученных для 1 и той же пробы при схожих условиях испытаний.

 

Метод предпочтения.

Является самым простым методом, основан на логич заключении и применяется для потреб оценки товаров. В этом методе опрашиваемый отвечает на? нравится или нет ему предложенный товар.

 

В данн методе может быть предложена шкала предпочтителтности, напр такого вида:

 

1- оч нравится, 2- нравится, 3- не очень нрав, 4- Оч не нрав.

 

Самая простая схема состоит из предоставления на делегацию одного образца и определение его приемлемости или неприемлемости.

 

Для получения более точн ответов используют опросные анкеты. Если проводится анализ однокомпонентного продукта, то он достаточно прост, но ели прод-т многокомпонентен, то в этом случае оценив-ся кажд его параметр в отдельности, а затем все вместе, т.к. из-за низкого кач-ва 1 компонента, прод-т может стать непригодным.

 

В основе оценки находится шкала желательности или степень желательности, кот. может выражаться в эпитетах, баллах… Рассмотрим примерные требования оценки продукции 20-тью потребителями: после дегустации заполняют дегустационные листы, кот затем математически обрабатыв-ся, т.е. подсчитывается кол-во одинаковых оценок по каждому образцу.

 

Провод-ся расчет баллов. Для этого баллы суммируются и делятся на кол-во оценок (находим среднее арифметическое). Нашли степень желательности.

 

При использовании шкалы желательности можно оценить отдельн составные показатели (вкус, цвет, аромат…).

 

Методы сравнения

Позволяют определить различия между нескольк образцами, а так же величину этих различий. Методы сравнения могут быть симметричн (когда на оценку предоставляется 2 образца) и асимметричными (кол-во единиц образцов разное

Метод парных сравнений.

 

Применяется при выявлении малоизвестных или неизвестных различий 2-х проб. Сущность метода – дегустаторам дают 2 пробы и необходимо установить разницу между ними или какая проба наиболее предпочтительна. Метод прост и не требует большого кол-ва образцов. Недостаток – появляется довольно высокая вероятность угадывания правильного ответа.

 

Метод треугольных сравнений.

 

Сущность – дегустатору предоставляют 3 пробы, в состав которых входят 2 одинаковых образца и 1 отличный от 2-х других. Дегустатор должен определить различия между пробами. => Точность этого метода выше, чем парных сравнений.

 

Аналитические методы ОА

 

Метод расстановки.

 

В методе дегустатору предлагают 3 и более образцов и он должен расставить беспорядочно поданные образцы в порядке возраствния интенсивности предпочтения или в порядке убывания.

 

Это метод предназначен для выявления изменений отдельных признаков в большом кол-ве проб (при исследовании влияния изменения рецептуры на отдельн признак кач-ва).

 

Метод разбавлений.

 

Сущность – жидкий продукт подвергается серии разбавлений в определенных пропорциях до получения такой его концентрации, при признак не обнаруживают органолептически. А саму интенсивность признаков оценивают по числу разбавлений. Этот метод используют для того, чтобы проследить, как влияют изменившиеся условия хранения и производства на интенсивность.

 

Методы балльной оценки.

Для количественного выражения значений показателей качества органолептическим методом для многих продуктов используют балльный метод, т.е. обозначения показателей качества с помощью условной системы исчисления баллов.

 

Точность балльной оценки кач-ва прод-ции зависит от соблюдения след условий:

 

1- каждый балл шкалы должен отвечать уровню кач-ва, воспринимаемому средн оценщиком.

 

2- каждому баллу шкалы должна соответствовать однозначная хар-ка кач-ва.

 

Балльная оценка может быть полной и неполной. Полн оценка охватывает все свойства продукции, кот характеризуют его общ качества. Она применяется для оценки новых продуктов или при конкурсных оценках. Неполная бал оценка производится по наиболее важным показателям кач-ва, кот в значительной степени влияют на общую оценку продукта, а так же имеют наиболее высокую изменчивость. Напр вкус и запах. Неполн оценка применяется для ежедневного контроля кач-ва.

 

Бал метод оценки кач-ва прод-ции тесно связан с экспертным методом, т.е. способом определения числен значений показателей кач-ва, при кот используется обобщенный опыт и решения группы специалистов- экспертов.

 

Составление бал шкал.

 

При их составлении выполняются след операции:

 

1- установление номенклатуры единичных показателей кач-ва.

 

2- Установление градации кач-ва и присвоение им баллов.

 

3- Bla-bla-bla…

 

Номенклатура показателей кач-ва должна состоять из показателей, влияющих на кач-во, кот уже нельзя разложить на более простые.

 

Оформление бал шкал

 

Бал шкалу оформляют в виде табл. Графа 1 и 2 этой табл содержит перечень установленных комплексных и единичных пок-лей кач-ва. Графа 3 содержит словесную хар-ку, а графа 4 – баллы, присвоенные этой характеристике.

 

Наибольш распространение в практике получили 5- балльные шкалы, кот содержат след словесные хар-ки:

 

1- Отличное качество – 5 б

 

2- Хорошее кач-во – 4 б

 

3- Среднее кач-во – 3 б

 

4- Неудовлетворительное кач-во – 2 б (продукт неполноценен)

 

5- Оч плохое кач-во – 1 б (брак продукции)

 

Для оценки 5 баллов используют признак эталона, а 3 и 4 отличают 1-я и 2-я категория кач-ва в соответствии с требованиями стандарта на данн изделие.

 

 

Поляризованный свет.

Поляриметрический анализ по сравнению с рефрактометрическим анализомболее специфичен. Если рефрактометрия пригодна для идентификации и изучения строения практически любых соединений, то поляриметрия м.б. использована только при работе с оптически активными в-вами.

 

Оптически активные в-ва - в-ва, способные вращать плоксоть поляризации проходящего ч/з них света.

 

Представление об оптич. активности в-ва связано с электромагнитной теорией света и теорией взаимодействия электромагнитного излучения с в-вом.

 

Согласно эл/магн теории, световые волны- поперечные волны, т.е. колебания этих волн проходят в плоскости перпендикулярно к направлению луча. При этом электрич. поле и магнитная индукция волны перпендикулярны друг другу.

 

E- напряжённость

 

H- магнитная индукция

 

Луч света распространяется вдоль Ох, то колебания осущ-ся в плоскости перпендикулярно Ох. Е меняется в плоскости ZX. Колебания E и H раполагаются в перпендикулярных плоскостях.

 

Если проекция вектора эл. поля Е на плоскость перпендикулярна направлению распространения луча представляющего. собой 1 линию, то такой луч- плоскополяризованный. (линейная поляризация СС):

В том случае, когда такие проекции ориентированы по всем направлениям, то луч света- неполяризованный: все, кроме СС.

 

Плоскость, в к-рой происходит колбание вектора напряж-сти эл поля Е наз. плоскость поляризации.

 

Плоскополяризованные лучи света получают при пропускании естественного луча света ч/з призмы, вырезанные из оптически активных минералов.

 

Если сложить 2 линейно поляризованных луча, плоскости поляризации, к-е взаимно перпендикулярны, и разность фаз составляющую П/2, то это приводит к получениюлучей в форме правой или левой спирали, т.е. это приводит к круговой поляризации света.

 

Основы спектроскопии.

Метод основан на взаимодействия электромагнитного излучения с веществом, кот. приводит к возникновению в вещ. различных энергетических переходов: электронных, колебательных, вращательных, переходов связанных с изменением направления магнитного момента электронов и ядер.

 

Электромагнитное излучение представляет собой вид энергии, кот. распределяется в вакууме со скоростью 300 тыс. Км в сек. и кот. выступает в форме света, теплового и УФ излучения в микро- и радиоволн, гамма и рентгеновских лучей.

 

Свойства эл.маг. излучения иногда удобнее описывать исходя из его волновой структуры, а иногда из корпускулярной природы.

 

С волновой точки зрения, как классическая импульсная волна, основными эл.маг. характеристиками явл.:

 

1) длина волны (м), характер-т наименьшее расстояние между точками синусоидальной волны частиц, колеб-ся в одинаковой фазе.

 

2) частота колебаний (с) – это число колебаний в сек.

 

ν=с

 

3) волновое число (1м)- величина, обратная длине волны.

 

ω=1

 

4) энергия колебаний

 

Е=ĥ ν= ĥс

 

где - постоянна Планка

 

29. Классификация спектр. методов:

1) по области электр-магнитн. излучения:

 

-гаммалучевая спектроскопия

 

-рентген.

 

-ультрафиол.

 

-видимая

 

-инфракрасная

 

-микроволновая

 

-радиочастотная

 

2) по характеру взаимодействия излучения с в-вом:

 

- спектроскопия поглощения (абсорбционная)

 

- спектр-я испускания (эмисионная)

 

- спектр-я рассеяния

 

- спектр-я отражения

 

3) по типу изучаеых объектов:

 

- атомная

 

- молекулярная

 

4) по фазовому состоянию анализируемого в-ва:

 

- газов

 

- жидкостей

 

- тв. тел

 

- растворов

 

Виды спектров в фотометрии.

Графическое изображения распред-я поглощаемой энергии по длинам волн вызывается спектром поглощ вещ-ва. Виды спектров зависят от величин, кот откладываются на ОХ и ОУ.

 

Как правила. На ОХ- длина волны (λ), частоту (ð) либо волновое число (ω), а по ОУ откладывается оптич плотность (Д), log Д отражен в % (Т%) либо коэф-т поглощения (ε). Вид этих спектров в зав-ти от системы координат может быть:

 

В зав-ти от log оптич плотности, это будет выглядеть наоборот.

 

В зав-ти от коэф-та поглощения могут наблюдаться несколько мах:

 

Так как поглощаемая энергия приводит не только к изменению электронных, но и колебат. и вращат. состояний поглощаемых молекул, то наблюдаются спектры поглощения. Они предст собой широкие полосы с одним или несколько мах-ми в непрерывной области поглощениями, либо несколькими мах-ми в различных областях, разделенные областями пропускания.

 

Полосы поглощ-ия в электронном спектре характ-тся длиной волны λМАХ и интенс-тью, кот измеряются в этом мах-ме. Положение полосы на шкале длин волн опред-тся разностью энергий состояния до и после перехода. К сожалению проводить качеств. анализ только по спектру поглощ-ия невозможно, потому что полосы поглощ-ия различных химических вещ-в перекрываются и сильно искажаются, а также смещаются под действием растворителя.

 

Применение фотометрии.

По своей применяемости в практике заводских, контролирующих и исследовательских лабораториях фотометрия явл-тся самым распространенным методом.

 

Достоинства метода: 1. Доступность, дешевизна, простота работы и обслуживания. 2. Точность анализа 1-2%. Экспрессность метода, не требует высокой квалификации персонала 3. Обладает высокой универсальностью и избирательностью.

 

Фотометрия используется для колич-го определения продуктов питания: белков, сахара, жиров, нитратов, нитритов и токсичных элементов.

 

Подготовка проб к анализу в ИК-спектроскопии.

Т.к. пробы-в-в, кот анализируются ИКС-ией м. находится в различных состояниях (газообр, жидк.,суспензиров., или ТВ. виде), то для анализа эти пробы необходимо предвар-но подготовить:

 

1) для газообразн. образцов при анализе использ.спец. кюветы,кот имеют длин.пути поглощения,а материал, из кот. они изготовл-ны д.б.прозрачным для ИК излучения.

 

2)для анализа тв-х в-в готовят р-ры этих в-в в спец. Растворителях, кот. им. окно прозрачности, т.е. не поглощают ИК излучения сами в области нахождения осн-х полос поглощения исслед. вещ-ва. При этом растворитель д.б. инертным по отношению к образцу, т.е. не вступать с ним в хим. реакцию. Наприм., для снятия спектра в обл. 6254000 см-1 использ. ССI4. При приготовлении растворов необходимо следить, чтобы исслед-е в-во и растворитель не содержали влаги, т.к. влага искажает спектр.

 

3) 1 из прстейш. методов пригот-я образцов явл-ся м-д жидк. пленки. Этот м-д применяем для нелетучих жидк-й, кот нерастворимы в расворителях. Жидк. пленку готовят след. обр: капля исслед. в-ва наносится между двумя солевыми пластинами, кот. сжимаются.

 

4)если исслед. полимер растворим в летуч. раст-ле, то пленку можно получить испарением раствор-ля. Для этого тонк. слой р-ра полимера нанос. на окно кюветы либо солев. пластинку и быстро высушивают. Т.о. получ-ся прозрачн. Пленка. Спектры, получен. Через такие пленки, свободны от влияния растворителей.

 

5) тв. вещ-ва, кот. не раств-ся в растворителях и кот. пригодны для их спектроскопии готовят в виде суспензий в вазелин. масле. Для этого необх., чтобы размеры тв. частиц исслед-го в-ва были меньше длины волны их излучения.

 

6) тв. в-ва можно приготовить для их спектроскопии в виде взвеси КВr. Для этого формируют таблетки методом прессования, т.е. тонко измельч. образец в-ва, полежащ. анализу перемешивают очень тщательно с порошком КВr, а затем прессуют в пресс-формах таблетки.

 

 

Интерпритация ИК-спектров.

При анализе ИК спектровможно решить 4 осн. задачи;

 

1) необход. подтвердить идентичность анализируемого образца известн. строения

 

2) необход. идентифиц-ть неивестного в-ва

 

3) треб-ся проанализировать смеси в-в

 

4) провести количест. анализ

 

Решая 1-ю задачу проще всего сравнить получ. спектр анал-го вещ-ва с эталон. спектром. Эталон. спектры для всех вещ-в приводятся в спаравочной литератупе либо получают сами исслед-ли в аналогичных условиях.

 

2-я задача для харак-ки неизвестного вещ-ва по ИК спектру стандартных подходов не сущ=ет, поэтому во многих случаях эти вещ-ва идентифицируют ориентировочно. Для установл-я строения неивестн. нов. вещ-ва ИКС примен-я в сочетании с др. физ. методами исслед-я.

 

3-я задача: анализ в-в возможен с применением ИКС только при предварит.раздел-нии этой смеси.

 

4-я задача; колич. анализ. Для определения колич. анализа из множ-ва полос ИК спектра в-ва выбирают 2 полосы: 1 полоса наибол. чувствит-я, т.е. интенс-ть кот. сильно зависит от содерж-я в-ва (концентр-и), и др. полоса, кот. назыв-ся базовой, интен-ть кот. слабо завис-т от содер-я вещ-ва. Затем строим колибровочный график зав-ти отнош-я интенс-ти, чувсвительный к интенсив-ти базовой от концентрации в-ва. А затем польз-ся этим графиком для конкретн. неизвестной концентр-ции в-ва.

 

Люминисцентный анализ.

-совок-ть методов молекулярн. эмиссион. спектроскопии, основ. на явлении люминисценции. Проводя этот анализ регистрир-т либо собствен. свечение спец-х реагентов – люминофоров, которыми обрабатывают объект исслед-я. Люминисценция – свечение в-ва, возникающ. после поглощения им энергии возбуждения. Т.к. энергия возбуждения м. иметь различн. природу и происхождение, то люмини-цию подразделяют по виду возбуждения на:

 

1) фотолюминисценция, кот. возбуждается видимым светом.

 

2) радиолюминисценция, кот. возбуж-ся проникающее радиацией: ренгено-, катодо-, ионо-,α-излучением.

 

3)электролюминисценция, возбуждается эл. полем.

 

4) хемилюминисценция, кот. возбуждается при протекании хим. реакций.

 

Для аналитич. целей использ. фотолюминисценцию.

 

Лампа с полым катодом

Лампа с полым катодом представляет собой 2хэлектродную разборную лампу, которая наполнена инертным газом, аргоном или неоном, при этом давление в лампе составляет 0,1-20 мм рт. ст., т.е. инертные газы находятся в состоянии разрежения.

 

Эта лампа подключается к источнику стабилизированного напряжения, а также к вакуумной установке. Изобразим схематично такую лампу:

 

1 – цоколь лампы

 

2 – катод в виде стакана

 

3 – анод в виде трубки

 

4 – колба

 

5 – окно из стекла

 

6 – штуцер для вакуумирования

 

7 – перегородка

 

Принцип работы:

 

Пробу анализируемого вещества вносят в стаканчик катода, затем колбу и цоколь соединяют вместе. Между катодом и анодом возникает тлеющий разряд с участием частиц, поступающих с катода, и частиц инертного газа, которым заполнена колба. Положительные ионы инертного газа бомбардируют катод и анализируемую пробу, атомизируют их и возбуждают.

 

Полученное излучение от возбужденных атомов поступает через окно 5 на анализатор. Спектр излучения содержит линии материала катода, линии пробы и линии инертного газа.

 

Для замены пробы лампу разбирают, заполняют стакан катода новой пробой, снова собирают лампу, заполняют ее инертным газом и вакуумируют. Для того, чтобы лампа не нагревалась, во время работы ее охлаждают холодной водой.

 

Анализаторы (монохроматоры)

Это устройства, предназначенные для разделения светового пучка на составляющие монохроматические компоненты.

 

Основными элементами анализаторов являются призмы и дифракционные решетки. В самых простых приборах применяется узкая полоса пропускания.

 

Основной задачей спектрального прибора является выделение характеристических спектральных линий, принадлежащих отдельным элементам, и которые входят в состав анализируемого вещества.

 

Устройство и принцип работы анализаторов

 

Дисперсионные спектральные приборы (анализаторы) состоят из трех основных частей:

 

1) входного коллиматора

 

2) диспергирующего элемента

 

3) выходного коллиматора с фиксирующим объективом

 

Принципиальная оптическая схема анализатора:

 

1 – источник света

 

2 – входная щель

 

3 – коллиматорный объектив

 

4 – призма

 

5 – фокусирующий объектив

 

6 – фокальная плоскость

 

Принцип работы:

 

Свет от источника 1 проходит через входную щель 2, в виде расходящегося пучка попадает на коллиматорный объектив 3. Пройдя объектив, лучи становятся параллельными. Эти параллельные лучи, пройдя через призму 4 распадаются на множество параллельных пучков света различной длины волны.

 

Как известно, показатель преломления призмы с увеличением λ уменьшается, поэтому призма отклоняет короткие волны больше, чем длинные, т.е. можно сказать, что призма диспергирует лучи света.

 

Фокусирующий объектив 5 собирает лучи каждой длины волны в соответствующих местах своей фокальной плоскости 6, на которой получается ряд изображений освещенного участка входной щели 2 в виде узких прямоугольников, параллельных друг другу. Эти узкие полоски и являются спектральными линиями.

 

В качестве диспергирующего элемента кроме призм используют дифракционные решетки, которые представляют собой совокупность большого числа регулярно расположенных штрихов (каналов, щелей, выступов), нанесенных на плоскую либо вогнутую поверхность.

 

Фотометрия пламени.

Вариант атомно-эмиссионной спектроскопии с атомизацией в пламени – метод эмиссионной фотометрии пламени. Конструктивно пламенный атомизатор для атомно-эмиссионной спектроскопии представляет собой горелку, в которой атомизируемую пробу (раствор) подают в пламя, распыляя её с помощью форсунки.

 

Схема пламенного атомизатора:

 

1-пламя, 2-ёмкость с раствором пробы, 3-форсунка, 4-трубка для подачи раствора в форсунку, 5-распыленная проба.

 

Принцип работы пламенного атомизатора. Окислитель и горючий газ подаются под определённым давлением в форсунку 3, в которой образуется разрежение (вакуум), за счёт которого раствор пробы из ёмкости 2 поднимается в форсунку, где распыляется в виде факела 5. При этом смесь горючего газа и окислителя поджигается, образуя пламя 1. Таким образом, проба распыляется внутри пламени 1, где образуется высокая температура, и капли пробы мгновенно испаряются.

 

При сгорании горючей смеси, состоящей из горючего газа и окислителя образуется пламя, которое состоит из 2-х основных зон: восстановлений и окислений.

 

Для смеси «светильный газ-воздух» температура внутри пламени распределяется следующим образом: самая высокая температура образуется в окислительной зоне, а самая низкая – в восстановительной.

 

В восстановительной зоне образуется излучение света практически во всём ультрафиолетовом и видимом диапазоне. Это излучение накладывается на линии испускания возбуждённых атомов, поэтому восстановительную зону не используют для аналитических целей. Окислительная зона излучает интенсивно свет в инфракрасной области и очень мало в ультрафиолетовой и видимых областях. Поэтому эту область используют в аналитических целях. Температуру, состав и окислит.-восстановительные свойства пламени в определённых пределах изменяют соотношением горючего газа и окислителя.

 

Пламя – самый низкотемпературный источник атомизации и возбуждения, используемый в атомно-эмиссионной спектроскопии (температура =1500-3000С). Эти температуры оптимальны для определения легко атомизируемых и возбудимых элементов. В 1-ю очередь щелочные и щелочно-земельные металлы. Для этих металлов метод фотометрии пламени является 1-м из самых чувствительных методов. Предел обнаружения достигает 10массовых %.

 

Достоинство фотометрии пламени: высокая стабильность и хорошая воспроизводимость результатов измерений.

 

63. Основной закон поглощения света. Вел-на оптической плотности атомн. пара в соотв-и с основным законом светопоглощения, прямопропорц-на концентрации поглощающих частиц атомов определенного элемента в атомизаторе.A=Kam*l*Lam где Kam- коэф-нт поглащения света свободн. атомами, Lam- концентрация поглощающих частиц, L - длина оптического пути. При постоянном усилении атомизации и задан. режиме работы прибора конц-ция атомов в атомизаторе Lam прямопроп-на концентрации определенного элемента в пробе A=K*L*C. C- концентрация определ. эл-та в пробе, K- коэф-т, включ. в себя коэф-т поглащения и коэф-т пропорц-ти между Lam и C. Этот коэф-т К является сторого эмпирической величиной кот. зависит от условий анализа. К наход-ся опытным путем, напр., с пом. градуировочного графика.

 

(2) Методы атомизации проб. В отлич. от АЭС, в ААС(Атомно-абсорбционная спектроскомпия) роль атомизатора проб сост. в том, чтобы перевести пробы в атомн. сост-е, но не в возбужденное. Поэтому рабоч. диапазон температур в ААС ниже, чем в АЭС(800-3000С). Осн. тип источников атомизации, кот. прим-ся в ААС-пламена и эл-термич(непламеню) атомизаторы.

 

 

64. Пламенные атомизаторы.-для ААС(Атомно-абсорбционная спектроскомпия)

Предст. собой горелку по аналогии с атомизатором для АЭС. Однако конструкции для ААС отлич-ся тем, сто в них использ. различн. варианты щелевых горелок в к-х пламя имеет форму вытянутой узкой щели. Благодаря этому обеспеч-ся большая длина L оптич. пути и соов-но увел-ся аналитический сигнал(оптич. плотность).

 

Изобразим щелев. горелку для ААС

 

1- щелев. горелка, 2- щель, 3-пламя, 4- смеситель, 5- форсунка

 

Принцип работы: в форсунку подаётся под давлением ок-ль, кот. с большой скоростью выходит из форсунки и создает разряжение на выходе из форсунки. Проба за счет разряжения поступает в форсунку, где распыляется на мелкие частички и эта смесь поступает в смеситель 4, куда под давлением направляется гор. газ. Гор. газ, ок-ль и проба смешив-ся и поступает в горелку 1 с небольшой скоростью, глее эта смесь поджигается, образуя пламя длиной L. Наиб. распростран. гор. с-вами в ААС- светильн. газ-воздух (t= 1500-1800 c), ацетилен. воздух (2200-2300 C), ацетилен N2O (2700-2800 C) Недостаток: низк. эф-сть атомизации.

 

 

Оптическая микроскопия. Подготовка образцов.

В микростроении полимерных, металлических, керамических и подобных твердых материалах после специальной обработки изучают с помощью оптических микроскопов. Такой процесс называется металлографическим анализом.

 

Подготовка образцов: Для проведения МГА требуется правильно выбрать образец, а затем подготовить его поверхность для анализа таким образом что бы на этой поверхности четко прослеживалась микроструктура материала из которого выполнен образец. Чаще всего поверхность образца шлифуют в одном из сечений, а затем полируют эту поверхность. По этой причине образец подготовленный для анализа называют шлифом.

 

Для выявления структуры материала после шлифовки и полировки необходимы специальные способы подготовки поверхности, так как иногда на полированной поверхности можно увидеть подробности микроструктуры. Из специальных способов подготовки поверхности наиболее часто для металлов применяют способ травления в растворах кислот. Сущность способа заключается в том, что под действием растворов на поверхности протекает электрохимическая коррозия, при этом в первую очередь вытравливают границы зерен. Когда шлиф попадает под кривое освещение границы зерен выявляются в виде темных