光譜分析,光譜分析名詞解釋
1、光譜分析名詞解釋
光譜分析是光譜化學分析的簡稱。根據(jù)物質(zhì)所發(fā)生的光譜束測定該物質(zhì)組成的分析方法。
其優(yōu)點是靈敏,迅速。歷史上曾通過光譜分析發(fā)現(xiàn)了許多新元素,如銣,銫,氦等。
根據(jù)分析原理光譜分析可分為發(fā)射光譜分析與吸收光譜分析二種;根據(jù)被測成分的形態(tài)可分為原子光譜分析與分子光譜分析。光譜分析的被測成分是原子的稱為原子光譜,被測成分是分子的則稱為分子光譜。
物理原理:
任何元素的原子都是由原子核和繞核運動的電子組成的,原子核外電子按其能量的高低分層分布而形成不同的能級,因此,一個原子核可以具有多種能級狀態(tài)。
能量最低的能級狀態(tài)稱為基態(tài)能級(E0=0),其余能級稱為激發(fā)態(tài)能級,而能最低的激發(fā)態(tài)則稱為第一激發(fā)態(tài)。正常情況下,原子處于基態(tài),核外電子在各自能量最低的軌道上運動。
如果將一定外界能量如光能提供給該基態(tài)原子,當外界光能量E恰好等于該基態(tài)原子中基態(tài)和某一較高能級之間的能級差E時,該原子將吸收這一特征波長的光,外層電子由基態(tài)躍遷到相應的激發(fā)態(tài)。原來提供能量的光經(jīng)分光后譜線中缺少了一些特征光譜線,因而產(chǎn)生原子吸收光譜。
電子躍遷到較高能級以后處于激發(fā)態(tài),但激發(fā)態(tài)電子是不穩(wěn)定的,大約經(jīng)過10-8秒以后,激發(fā)態(tài)電子將返回基態(tài)或其它較低能級,并將電子躍遷時所吸收的能量以光的形式釋放出去,這個過程稱原子發(fā)射光譜。
可見原子吸收光譜過程吸收輻射能量,而原子發(fā)射光譜過程則釋放輻射能量。
2、光譜分析原理
光譜分析原理是利用物質(zhì)與光的相互作用,通過研究物質(zhì)對不同波長光線的吸收、散射、發(fā)射等特性,獲得物質(zhì)的結構、組成和性質(zhì)信息的一種手段。
在光譜分析中,常用的方法包括原子吸收光譜、原子發(fā)射光譜、分子吸收光譜、拉曼光譜、熒光光譜等。其中,原子吸收光譜和原子發(fā)射光譜是最為常見的兩種光譜分析方法。
原子吸收光譜利用物質(zhì)中原子對特定波長的光吸收而產(chǎn)生特征吸收光譜線的原理,來確定樣品中某些元素的含量和存在形態(tài)。而原子發(fā)射光譜則是利用激發(fā)原子后所產(chǎn)生的特定波長的發(fā)射光譜線,來識別和分析樣品中的元素。
分子吸收光譜則是將樣品溶解或稀釋后,使用可見光或紫外線照射樣品,通過測量樣品對光的吸收程度,來鑒別和分析樣品中的化合物。
光譜分析的特性:
1、高靈敏度:光譜分析技術可以達到非常高的靈敏度,能夠檢測到非常微小的物質(zhì)濃度變化。
2、高分辨率:不同物質(zhì)對于光的吸收、發(fā)射和散射等特征會呈現(xiàn)出獨特的光譜圖像,光譜分析可以通過對這些特征的解析來進行定量和定性分析。
3、非破壞性:相比于其他化學或物理分析方法,光譜分析是一種非破壞性的分析技術,樣品不需要被摧毀或改變結構就可以進行測試。
4、多元素檢測:光譜分析可同時檢測多種元素和化合物。
5、無需樣品準備:在某些情況下,光譜分析不需要對樣品進行任何處理或準備即可完成測試。
6、快速分析:某些光譜分析技術可以快速得到結果,適用于實時監(jiān)測、流程控制、在線分析等場合。
3、光譜定性分析的基本原理是什么
光譜定性分析的基本原理是:由于各種元素的原子結構不同,在光源的激發(fā)下,可以產(chǎn)生各自的特征譜線,其波長是由每種元素的原子性質(zhì)決定的,具有特征性和唯一性,因此可以通過檢查譜片上有無特征譜線的出現(xiàn)來確定該元素是否存在。
其優(yōu)點是靈敏,迅速。歷史上曾通過光譜分析發(fā)現(xiàn)了許多新元素,如銣,銫,氦等。
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通過光譜的研究,人們可以得到原子、分子等的能級結構、電子的組態(tài)、分子的幾何形狀、化學鍵的性質(zhì)、反應動力學等多方面物質(zhì)結構的信息。與此同時,光譜學方法應用在獲取物質(zhì)組成方面的信息,為化學分析提供了多種重要的定性與定量的分析方法。
原子發(fā)射光譜即可依據(jù)某元素的特征波長判斷是否為該元素,對于子吸收光譜由于通常是單元素分析,且光源即為待測元素燈,因此,一般不采用子吸收光譜來定性。
而分子光譜屬于連續(xù)光譜,一般根據(jù)其光譜的形狀以及某些征峰來定性,但由于分子光譜的形狀除了與物質(zhì)的分子本身結構有關,還受其它多個因素的影響,某些分子光譜,如紫外可見吸收光譜特征性不明顯,單獨用于定性往往有一定的困難。
來源:百度百科——光譜定性分析
來源:百度百科——光譜分析
4、三種常用的光譜分析方法
三種常用的光譜分析方法如下:
光譜分析法指的是物質(zhì)的一類分析方法,主要有原子發(fā)射光譜法、原子吸收光譜法、紫外-可見吸收光譜法、紅外光譜法等。
光譜分析又可分為分子光譜和原子光譜。它主要是利用分子之中價電子的躍進而產(chǎn)生的,因此這種吸收光譜決定于分子中價電子的分布和結合情況。光譜分析法具有分析速度較快、操作簡便 、不需純樣品、可同時測定多種元素或化合物、選擇性好 、靈敏度高、樣品損壞少等優(yōu)點,當然它也有一定的局限性。
如:光譜定量分析應建立在相對比較的基礎上,必須有一套標準樣品作為基準,而且要求標準樣品的組成和結構狀態(tài)應與被分析的樣品基本一致。
物質(zhì)吸收波長范圍在200~760nm區(qū)間的電磁輻射能而產(chǎn)生的分子吸收光譜稱為該物質(zhì)的紫外——可見吸收光譜,利用紫外——可見吸收光譜進行物質(zhì)的定性、定量分析的方法稱為紫外——可見分光光度法。其光譜是由于分子之中價電子的躍進而產(chǎn)生的,因此這種吸收光譜決定于分子中價電子的分布和結合情況。
其在飼料加工分析領域應用相當廣泛,特別是在測定飼料中的鉛、鐵、鉛、銅、鋅等離子的含量中的應用。熒光分析也是近年來發(fā)展迅速的痕量分析方法,該方法操作簡單、快速、靈敏度高、精密度和準確度好,并且線形范圍寬,檢出限低。
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