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

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

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

4/27 XRD 4

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. 5/27 XRD 4

6/27 XRD 4

Opiera się na zależności pomiędzy intensywnością refleksów 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) 7/25 XRD 4

8/26 XRD 4

9/27 XRD 4

Ilościowe oznaczenie zawartości składnika A w próbce polikrystalicznej dwufazowej (faza A + faza B) metodą wzorca wewnętrznego   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 cA + 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 (cA). 10/27 XRD 4

11/27 XRD 4

12/27 XRD 4

13/27 XRD 4

14/27 XRD 4

15/27 XRD 4