光谱分析及光谱分析仪器的原理与分类

  光谱分析是根据物质的光谱来鉴别物质及确定它的化学组成和相对含量的方法。光谱分析的优点是灵敏,迅速.历史上曾通过光谱分析发现了许多新化学元素,如铷,铯,氦等。

  众所周知,光谱分析是基于物质中的原子和分子处于不停的运动状态,这种物质内部运动,在外部可以以能量辐射和吸收的形式反映出来,这种形式就是电磁辐射。而光谱就是按着波长顺序排列的电磁辐射。由于原子和分子的运动是多种多样的,因此光谱及光谱分析仪器的种类也是多种多样的。一般按波长及测量的方法可以分为:

  1、r射线0.005~1.4纳米

  2、x射线0.1~100纳米

  3、光学光谱100~300微米

  4、微波光谱0.3mm~l米

  而在光学光谱中,又可细分为:

  1、真空紫外光谱100~200纳米

  2、近紫外光谱2000入~3800纳米

  3、可见光谱3500入~7800纳米

  4、近红外光谱7800入~3微米

  5、远红外光谱3~30微米

  通常所说的光谱或光谱分析仪器,一般是指光学光谱分析仪器。从它的外形看可分为线光谱、带光谱和连续光谱。线光谱是由气体状态下的原子或离子激发而产生的。如果是原子产生的,称为原子光谱。如果是离子产生的,便称为离子光谱;而带状光谱来源于被激发的气体分子。如果光谱分析中采用的碳电极在高温下可与空气中的氮化合,生成氰(CN)分子,当氰分子在电弧中被激发后就产生带光谱,称为氰带;当物质的液态或固态在高温下激发就会产生连续光谱。如常见的白炽灯(钨丝灯),烧红的铁电极等。它们发射的都是连续光谱。

  根据电磁辐射的本质,光谱可分为原子光谱仪器和分子光谱仪器。根据辐射能的传递情况光谱又可分为发射、吸收、发光(荧光光谱)和莱曼光谱等。我们这里习惯讲的光谱分析实质就是指“原子发射光谱分析”。发射光谱工作的光谱范围波长大约为1600入一8500入。

  光谱分析仪器的分析的过程是将被测物质的试样引入光源中,给以外界的能量,使试样蒸发成气态原子,并且使气态原子的外层电子由低能态激发至高能态,处于高能态的原子很不稳定要跃迁至基态或低能态,便产生了辐射。由于被分析试样中含有不同的原子,在结果上就会产生不同波长的辐射,对于所产生辐射,经过摄谱仪进行分光,就会在感光板上得到按波长顺序排列的有规则的谱线。而通过仪器的观察辨认各种特征波长的谱线的存在情况就是光谱定性分析。如果用光谱分析仪器进一步测量就是光谱的定量分析。

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