Rentgenowska analiza fazowa jakociowa i ilociowa Wykad 5

Rentgenowska analiza fazowa jakościowa i ilościowa Wykład 5 1. 2. 3. XRD 4 Gęstość rentgenowska. Analiza fazowa jakościowa. Analiza fazowa ilościowa: -metody, -dobór wzorca, -przeprowadzenie analizy ilościowej metodą wzorca wewnętrznego. 1/27

GĘSTOŚĆ RENTGENOWSKA A – ciężar cząsteczkowy [g/mol] Z – liczba formuł w komórce elementarnej V - objętość komórki elementarnej 1, 6602. 10 – 24 - jednostka masy atomowej XRD 4 2/27

Policzyć gęstość rentgenowską dla: 1) KBr – układ regularny, a = 6, 578 Å , Z=4; 2) Ge. P – układ tetragonalny, a = 3, 544 Å, c = 5, 581 Å, Z=2; 3) Zn. O – układ heksagonalny, a = 3, 2498 Å, c = 5, 2066 Å, Z=2. XRD 4 3/27

XRD 4 4/27

Identyfikacja fazowa (jakościowa) substancji Etapy pracy: 1. Wykonanie pomiaru metodą proszkową (przy odpowiednio dobranych parametrach). 2. Odczytanie kątów ugięcia i przeliczenie ich na wartości dhkl, korzystając z wzoru Bragga (przyjmując znaną wartość długości fali i n=1). 3. Oszacowanie intensywności względnych. 4. Porównanie wartości dhkl obliczonych z tablicowymi, zaczynając od wartości odpowiadającej refleksowi o największej intensywności – identyfikacja fazy. BAZY DANYCH: - ASTM (American Society for Testing Materials), - JCPDS – ICDD (Join Committee for Powder Diffraction Standards – International Centre For Diffraction Data). Sposoby korzystania z kart identyfikacyjnych: - skorowidz alfabetyczny, - skorowidz liczbowy (Hanawalta), - skorowidz Finka, - obecnie – komputerowe bazy danych. XRD 4 5/27

XRD 4 6/27

Analiza ilościowa Opiera się na zależności pomiędzy intensywnością refleksów pochodzących od danej fazy a zawartością tej fazy: Ii = (Ki xi) / (ri m*) Ii- intensywność wybranego refleksu i-tej fazy Ki- stała eksperymentalna (zależna od składu chem. i struktury fazy oraz warunków pomiaru) xi- ułamek wagowy fazy w mieszaninie ri- gęstość fazy m*- masowy współczynnik absorpcji prom. X (m*=m/r) XRD 4 7/25

XRD 4 8/26

XRD 4 9/27

Ilościowe oznaczenie zawartości składnika A w próbce polikrystalicznej dwufazowej (faza A + faza B) metodą wzorca wewnętrznego 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. XRD 4 Przeprowadzenie analizy fazowej (metoda proszkowa). Wybór wzorca (intensywne piki wzorca nie mogą się nakładać na piki oznaczanej substancji). Wybór konkretnego refleksu wzorca i substancji oznaczanej. Przygotowanie mieszanin wzorcowych (znana zawartość fazy A i fazy B + stała naważka wzorca). Pomiar intensywności wybranych refleksów dla mieszanin wzorcowych i obliczenie średnich wartości IA/Iwzorca. Obliczenie, w oparciu o metodę najmniejszych kwadratów, zależności liniowej IA/Iwzorca = a c. A + b Przygotowanie próbek do pomiarów, poprzez zmieszanie ich ze stałą naważką wzorca. Pomiar intensywności wybranych refleksów dla próbek badanych i obliczenie średnich wartości IA/Iwzorca. Obliczenie ze wzoru z pkt. 6 zawartości fazy A (c. A). 10/27

XRD 4 11/27

XRD 4 12/27

XRD 4 13/27

XRD 4 14/27

XRD 4 15/27