Назначение и задачи
Лаборатория ИМА проводит исследования веществ с помощью физических и физико-химических методов. Решает задачи качественного (состав), количественного (концентрация) и полуколичественного (соответствие нормам) анализа. Может быть частью химической лаборатории или самостоятельным подразделением на предприятиях, в НИИ, вузах.
Зонирование
Лабораторию делят на зоны: спектроскопия, рентгенофлуоресцентный анализ (РФА), хроматография.
Узнать подробнее про услугу: Проектирование лабораторий
Спектроскопия
Основана на изучении спектров излучения, поглощения или рассеяния ЭМ-волн. Позволяет определить состав и структуру вещества.
Атомно-эмиссионная спектроскопия (АЭС)
Определяет элементный состав по линейчатым спектрам излучения атомов, возбуждённых в пламени, дуге, искре или индуктивно-связанной плазме (ИСП). Регистрация – в диапазоне 200 – 1000 нм; для <200 нм требуется вакуумная спектроскопия.
Пламенная фотометрия
Пламенные фотометры отличаются простотой конструкции и относительно низкой стоимостью по сравнению с другими инструментальными методами атомной спектрометрии, для его работы требуются источник пропана-бутана. Фотометр пламенный предназначен для измерений массовой концентрации химических элементов (калия, кальция, натрия, лития или стронция по заказу) в растворах.
Дуговая и искровая спектрометрия
Дуговая и искровая оптическая эмиссионная спектрометрия применяется для анализа элементного состава металлов и сплавов. Атомы образца возбуждаются дугой или искрой, испуская свет с характерными длинами волн. Спектрометр разделяет излучение на линии и измеряет их интенсивность.
Среди отечественных приборов – дуговой спектрометр (185–930 нм) для порошков, металлов, масел и жидкостей, а также компактный искровой спектрометр для определения C, S, P и других элементов. Современные модели используют цифровой источник возбуждения, например в диапазоне 120–780 нм.
ICP-AES
Атомно-эмиссионные спектрометры с индуктивно-связанной плазмой (ICP-AES) определяют элементный состав материалов с использованием высокотемпературной аргоновой плазмы. Пробу вводят в виде аэрозоля после перевода в раствор.
Метод обеспечивает высокую чувствительность (от нг/л до ppm), многоэлементный анализ (десятки элементов одновременно) и высокую скорость. Не определяет неметаллы (H, O, N, C, галогены) и требует значительного расхода аргона.
Для установки необходим лабораторный стол шириной 1200 мм, подвод аргона и вытяжная вентиляция.
Каталог продукции: Лабораторная мебель
ICP-MS
Обеспечивает пределы обнаружения ниже ICP-AES и позволяет проводить изотопный анализ.
Атомно-абсорбционная спектроскопия (ААС)
Атомно-абсорбционная спектроскопия (ААС) - основана на поглощении излучения атомами. Пламенная ААС – для средних концентраций, электротермическая – для следовых. Источник – лампы с полым катодом. Современные приборы имеют два независимых атомизатора и турели по 8 ламп. Опционально – генератор гидридов и «холодного пара».
Каталог продукции: Атомно-абсорбционные спектрометры
Рентгенофлуоресцентный анализ (РФА)
Рентгенофлуоресцентный анализ (РФА) – неразрушающий метод элементного анализа, основанный на измерении вторичного рентгеновского излучения, возникающего при облучении образца первичным пучком.
Используют два типа спектрометров:
— волнодисперсионные спектрометры (WDXRF или WDS) – высокое разрешение, но медленный анализ, громоздкость и высокая стоимость;
— энергодисперсионные спектрометры (EDXRF или EDS) – быстрый анализ, компактность, проще в эксплуатации, но ниже разрешение.
Преимущество РФА – возможность прямого анализа проб любой формы: твёрдых, порошков, жидкостей. Основное ограничение – сложность определения лёгких элементов (Z < 11, т.е. легче натрия), особенно на недорогих приборах.
Каталог продукции: Рентгенофлуоресцентные (РФА) спектрометры
Хроматография
Хроматография - метод разделения смесей на основе распределения между двумя фазами. Применяется в фармацевтике, экологии, пищевой промышленности, криминалистике. Выделяют газовую хроматографию (ГХ) и жидкостную (ЖХ) хроматографию.
ГЖХ и ВЭЖХ
ГЖХ направлена на анализ соединений с определёнными физическими свойствами: высокой летучестью, термической стабильностью и низкими температурами кипения, то область применения ВЭЖХ - анализ широкого спектра веществ: нелетучих, труднолетучих крупных молекул, термически хрупких соединений и ионов. ВЭЖХ используется в фармацевтике для контроля качества лекарственных средств, в пищевой промышленности для определения витаминов, добавок и консервантов в продуктах, в биотехнологии для исследования состава белков, пептидов и других биомолекул.
Газовый хроматограф
Газовый хроматограф включает систему ввода пробы, инжектор, колонку, термостат, детектор (FID, TCD, ECD, MS) и ПО. Колонки – капиллярные (10–100 м).
ВЭЖХ-хроматограф
ВЭЖХ состоит из насоса, автосамплера, колонки, детектора (УФ, МС, флуориметрический, РИД) и ПО.
Каталог продукции: Хроматографы
Организация помещений
Помещения лаборатории инструментальных методов анализа делятся на несколько основных групп по функциональному назначению. Чтобы избежать влияния выделяющихся примесей на результаты анализа, а также для защиты сложного аналитического оборудования от действия паров кислот и растворителей, следует подготовку проб, спектрально-эмиссионный анализ и хроматографический анализ размещать в отдельных помещениях. Особо следует отметить помещения для подготовки проб. Для некоторых видов спектрального анализа потребуется станочное оборудование для фрезерования и шлифования образцов металлов и сплавов. Подготовка проб для ICP-AES и ААС требует растворения проб в кислотах, для чего необходимо иметь лабораторные системы очистки для получения сверхчистых кислот и системы микроволнового разложения проб.
Узнать подробнее: Проектирование лабораторий
Требования к помещениям
Спектральный анализ: вытяжной шкаф, подвод газов и вентиляции. Баллоны с горючими газами – на улице.
Хроматография: вытяжной шкаф, проход 800 мм сзади приборов, шкафы для ЛВЖ, вытяжные зонты над местами ввода проб. Баллоны с негорючими газами не более 2 в помещении, расстояние между парами ≥12 м.
Каталог продукции: Шкафы вытяжные лабораторные
Оформление результатов
Результаты оформляются в протокол испытаний, подписываются исполнителями, утверждаются заведующим и передаются заказчику.
Прочитать статью полностью
Узнайте подробнее про: Проектирование лабораторий и Техническое сопровождение на сайте ПрофЛаб.
Создаём лаборатории будущего – уже сегодня,
ПрофЛаб.