光谱化学分析

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  光谱化学分析(spectrochemical analysis),应用光谱学原理和实验方法以确定物质化学成分和结构的分析法。简称光谱分析。包括发射光谱化学分析和吸收光谱化学分析。根据分析目的不同,光谱化学分析可以分为光谱定性分析、光谱定量分析和结构分析。

  发射光谱化学分析是利用各物质的特征发射光谱以确定其化学成分及含量,分为原子发射光谱分析分子发射光谱分析原子发射光谱法是利用原子(或离子)发射的特征光谱来研究物质化学组成的分析方法。原子荧光光谱法X射线荧光光谱分析火焰光度法也属于原子的发射光谱法。火焰光度法是以化学火焰作为激发光源的原子发射光谱法。一些易激发的元素如碱金属、碱土金属在火焰中被激发而发射出特定波长的光谱,其谱线强度与各物质的含量成正比。分子发射光谱是物质分子受到激发而发射的光谱。分光荧光光谱法和分子磷光光谱法、化学发光分析法、分子发射腔分析法等都是基于分子发射光谱的分析方法。分子发射腔分析是1973年英国R.贝尔彻等创立的。该法是基于物质分子在冷火焰中的分子发射。如各种含硫化合物在氢-氮扩散火焰中在384纳米产生强的S2分子发射。在一定实验条件下,从放有样品的分子发射腔引入火焰至达到最大分子发射强度所经历的时间tm对各种硫化合物是特征的,发射强度与被测物质的含量成正比。

  吸收光谱化学分析是利用各种物质的特征吸收光谱以确定其结构和化学成分。包括原子吸收光谱分析和分子吸收光谱分析。属于分子吸收光谱分析法的有比色法、紫外-可见 分光光度法、红外光谱法和光声吸收光谱法。光声吸收光谱法简称光声光谱法,被测定物质分子吸收了光能被激发到高能态,激发态分子在10-8秒或更短的时间内通过非辐射去活化方式,将所吸收的光能转变为热能,后者为封闭于系统内的填充气体所吸收并将热能转变为气体分子的动能,在系统内产生周期性的压力波动,用灵敏的微音检测器或压电陶瓷传声器检测,得到声信号,经放大后作为入射光波长的函数记录下来,使得到光声光谱。特征吸收峰可用于定性。信号强度与被测物质含量成正比,因此可进行定量分析。其灵敏度比普通光度法高二到三个数量级。

  光谱化学分析有很高的灵敏度、准确度,且分析速度快,在地质、冶金、工业、农业、医药卫生、环境、航天等各个部门都有广泛的应用。分析对象包括固体、液体、气体,无机化合物和有机化合物。周期表中的绝大多数元素都可用本法测定。分析内容包括物质成分的定性、定量分析及结构分析。