光谱定量分析

作者&投稿:东婉 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
什么是光谱定量分析~

70-80年代间基本都是光谱半定量,90年代末期到现在随着等离子光谱分析ICP技术的普及和提高,现在都是定量分析了,化探分析也做了明确要求为光谱定量分析。

红外光谱定量分析是借助于对比吸收峰强度来进行的,只要混合物中的各组分能有一个持征的,不受其他组分干扰的吸收峰存在即可。原则上液体、圆体和气体样品都对应用红外光谱法作定量分析。
红外定量分析的原理和可见紫外光谱的定量分析一样,也是基于比耳朗勃特(Beer-Lambert)定律。
Beer定律可写成:A=abc式和A为吸光度(absorbance),也可称光密度(optical density)它没有单位。不同物质有不同的吸收系数a值。
吸收系数是物质具有的特定数值,文献中的数值理应可以通用。但是,由于所用仪器的精度和操作条件的不同,所得数值常有差别,因此在实际工作中,为保证分析的准确度,所用吸收系数还得借助纯物质重新测定。

扩展资料
在定量分析中须注意下面两点:
1)吸光度和透过率是不同的两个概念、透过率和样品浓度没有正比关系,但吸光度与浓度成正比。
2)吸光度的另一可贵性使它具有加和性。
若二元和多元混合物的各组分在某波数处都有吸收,则在该波数处的总吸光度等于各级分吸光度的算术和:但是样品在该波数处的总透过率并不等于各组分透过率的和。
参考资料来源:百度百科-红外光谱法

光谱定量分析依据的是光谱中出现的分析元素的谱线强度,因而测量谱线的强度是进行定量分析的基本环节。

7.3.3.1 定量分析原理

在一定的实验室条件下(且不考察激发源中待测元素的化学反应),谱线强度可表示为

I=aCb或lgI=lga+blgC

式中:I为分析线强度;C为试样中元素的质量浓度;a为比例系数;b为自吸系数。此式为光谱定量分析的基本关系式,也称赛伯—罗马金公式。

试样的蒸发与激发条件,以及试样的组成与形态都会影响赛伯—罗马金公式中的比例系数,即影响谱线的强度,而在实际工作中要完全控制这些因素有一定的困难。因此,用测量谱线的绝对强度进行分析,难以获得准确的结果,因而一般采用内标法进行光谱的定量分析。

7.3.3.2 内标原理和内标元素的选择

(1)内标原理

内标法是应用分析线和内标元素的内表现的强度比(即相对强度)测定含量。这一对谱线称为分析线对。只要内标元素及分析线对选择合适,各种条件因素的变化对分析线对的影响基本上是一样的,其相对强度也基本不会变化,分析的准确度将得到改善,这就是内标法的优点。

设被测元素和内标元素的含量分别为C和C0,分析线对的强度分别为I和I0,自吸系数分别为b和b0。则

现代岩矿分析实验教程

分析线对的强度比为

现代岩矿分析实验教程

由于C0一定,b0也一定,而且各种条件因素对和影响基本相同,所以

现代岩矿分析实验教程

式中A为常数,即

现代岩矿分析实验教程

上式为内标法光谱定量分析的基本公式。以lgR为纵坐标,为lgC横坐标绘制校准曲线。

(2)内标元素和内标线的选择

内标元素及内标线的选择,对定量分析的准确度和精密度影响很大。一般应从下面几点进行考虑:

1)若内标元素是外加的,则该元素在分析试样中应该不存在,或含量极微可忽略不计,以免破坏内标元素量的一致性。

2)被测元素和内标元素及它们所处的化合物必须有相近的蒸发性能,以避免“分馏”现象发生。

3)分析线和内标线的激发电位和电离电位应尽量接近(激发电位和电离电位相等或很接近的谱线称为“均称线对”)。分析线对应该都是原子线或都是离子线,一条为原子线而另一条为离子线是不合适的。

4)分析线和内标线的波长要接近,以防止感光板反衬度的变化和背景不同引起的分析误差。分析线对的强度要合适。

5)内标线和分析线应选择无自吸或自吸很小的谱线,并且不受其他元素谱线的干扰。

7.3.3.3 缓冲剂

采用电弧粉末法进行光谱定量分析时,往往在试样中加入某些物质(如元素的氧化物、盐类、碳粉、金属粉末等),以稳定弧烧,控制电弧温度和元素的蒸发行为,降低被测元素的检出限、提高测定的准确度和精密度,这些物质统称为缓冲剂。

(1)缓冲剂的作用

A.稳定电弧温度

当电离能不同的几种元素同时从电极孔中蒸发时,弧焰温度主要由进入放电区最低电离能的元素所决定;如试样中存在大量碱金属和碱土金属时,由于其电离能较低,可获得一个稳定的、温度较低的弧焰,从而减少标准和试样组分不一致对激发条件的影响。

B.控制被测元素和内标元素的蒸发行为

在实际工作中,应根据不同的分析要求,选用不同的缓冲剂,如分析易挥发元素和某些中等挥发元素,希望其提前蒸发,以减少基体元素的干扰、降低谱带背景、降低检出限,此时应选用的缓冲剂就要起到使被测元素提前蒸发、抑制基体元素蒸发的作用;如分析难挥发元素,则希望易挥发和中等挥发元素尽量提前蒸发,使难挥发元素滞后集中蒸发,以便降低检出限和背景。具体来说,缓冲剂在电极孔穴中的反应是极其复杂的,只能遵守一般规则,并在实践中加以探索。

C.稀释试样

由于地质试样组分复杂多变,加入大量缓冲剂后,可以稀释试样和标准样,使组分更趋一致,有利于防止试样激发时喷溅,提高弧烧的稳定性;有利于减少组分的影响和降低背景;有利于提高分析结果的准确度和精密度。

(2)缓冲剂的选择

选用缓冲剂时,必须注意下述问题:

1)用作缓冲剂的物质应预先经过检查,确实不含被测元素与过量的内标元素。

2)应具有增强被测元素谱线的作用,这是测定微量元素必须首先考虑的措施。

3)可使被测元素与内标元素的蒸发行为一致,以减少因激发条件变化影响准确度和精密度。

4)能消除或减少试样喷溅现象,稳定弧烧;能消除或减少试样组分变化对分析结果的影响。

5)缓冲剂的辐射背景要浅,所产生的谱线不应干扰分析线对。

6)缓冲剂应具有稳定的物理化学性质,便于研磨保存;应避免用剧毒或放射性物质。

7.3.3.4 试样的蒸发特性

(1)电极孔穴中试样的蒸发

装有试样的碳电极在起弧以后,有些试样会喷溅,有些试样会很快成为熔融状态,后者中的各物质按其熔点和沸点依次蒸发进入放电隙,有些物质直接升华,有些物质在未达到沸点时就发生分解、氧化、还原或复合转化等反应而发生化学状态的改变。总之,试样物质在电极中的蒸发过程极其复杂。

可以利用元素的分馏效应来改善分析的检出限和准确度。例如,在分析易挥发元素时,可以利用分馏效应,采用截取曝光的办法,降低谱带背景,避免不同元素对谱线强度的影响及谱线之间的干扰;分析难挥发元素时,则可以采取浓缩的办法,使基体元素先蒸发出来,然后再曝光,也可达到上述目的。

但是,分馏效应也会给分析工作带来困难。例如,引起弧焰中蒸气成分、浓度以及弧温的不断改变,导致谱线强度的急剧变化,影响摄谱的再现性。为此,可选用小而浅的电极孔穴,或者往试样中加入碳粉,以阻止熔珠的形成,从而减弱或消除元素的分馏效应。

试样的蒸发速度与试样成分、试样装入量和电极温度有关。电极的温度则由电流、电极形状、试样成分以及电极周围的气氛所决定。

试样从电极孔穴中蒸发时,产生热扩散以及化合物的分解、氧化、还原、复合等反应,对元素进入放电隙的速度和持续时间有显著影响,并直接影响谱线强度。

(2)元素从电极孔穴中的蒸发顺序

各元素从石墨电极孔中蒸发的顺序相当复杂,特别是矿石和矿物试样,由于成分的不同、结构上的差异,对元素从电极小孔中蒸发的顺序影响很大。一般硅酸盐岩石及土壤中各元素的蒸发顺序为:[Hg、Se、Te、As、Sb、Bi、Cd、P、Tl、In、Sn、Pb、Zn、Ge、Ga、Ag、Cs、Rb],[B、Cu、Li、Na、K],[Mn、Eu、Yb、Au、Sr、Ba、Re、Mo、W、Sm、Ca、Mg],[Si、Cr、Be、Fe、Co、Ni、Ho、Tb、Dy、Pb],[U、Er、Gd、Tm、Y、Pr、Nd、Ce、La、Sc、V、Ti、Pt],[Mo、Th、Zr、Nb、Hf、Re、W、Ta]。

7.3.3.5 试样喷溅的消除

有些试样在起弧后,由于电极头急剧灼烧,粉末试样未能很快形成熔珠而被试样中分解出的气体从孔穴中带出。一般采取下列办法加以防止:若试样中有较多的水分,可在试样电极上滴加一滴蒸馏水或糖水(含蔗糖20%),烘干使其黏结即可;若试样含有较多的有机物,可将试样放入高温炉灰化;若系碳酸盐类试样,可滴加少量稀盐酸使其预先分解。

有的试样形成熔珠后,从孔中跳出或成小熔珠四处飞溅,可能是由于试样中的Fe、Mn、Mg含量较高,因熔珠表面的氧化膜阻滞了熔珠内部物质顺利蒸发而引起的迸发,可在试样中混入等量或两倍量的碳粉或石英粉防止。

Al、Si含量较高的试样,在弧烧后期,熔珠易从电极头滚落,防止办法是增加电极孔穴的壁厚,或在电极孔底部垫入少量碳粉,或在试样中混入碳粉以防止熔珠的形成。



原子发射光谱定量分析常用的方法有哪几种
答:原子发射光谱定量分析常用的方法有一种,原子发射光谱法(AES),是利用物质在热激发或电激发下,每种元素的原子或离子发射特征光谱来判断物质的组成,而进行元素的定性与定量分析的方法。原子发射光谱法是根据处于激发态的待测元素原子回到基态时发射的特征谱线对待测元素进行分析的方法。原子发射光谱法包括...

2、光谱分析与定量化学分析的关系
答:光谱定性分析不需要纯样品,只需要利用已知的谱图,就可以进行光谱的定性分析,能够同时测定出多种元素或者化合物,省去了比较复杂的分离性操作过程。光谱定量分析建立在相对比较的基础上,必须有一套标准样品作为基准,而且要求标准样品的组成和结构状态应与被分析的样品基本一致,这是比较困难的。光谱分析法...

发射光谱定性与定量分析的依据是什么
答:每种元素的原子或离子发射特征光谱来判断物质的组成,而进行元素的定性与定量分析的。原子发射光谱法可对约70种元素进行分析。用于1%以下含量的组份测定,检出限可达ppm,精密度为±10%左右,线性范围约2个数量级。这种方法可有效地用于测量高、中、低含量的元素。。灵敏度髙,选择性好,分析速度快。

原子荧光光谱分析的定量基础
答:6.1.2.1 荧光强度与被测物浓度之间的关系 原子荧光光谱分析是用激发光源照射含有一定浓度的待测元素的原子蒸气,从而使基态原子跃迁到激发态,然后去激发回到较低能态或基态,发出原子荧光。测定原子荧光的强度即可求得待测试样中该元素的含量。假设原子只吸收某一频率的光能,在被激发至特定的能级后...

光谱分析中,对待测物质进行定量测定采用的比较法是什么?
答:标准曲线法的基本原理是:在相同的光路、光源、检测器和仪器条件下,浓度与吸光度或发射光强度之间呈线性关系。因此,只要建立好标准曲线,就可以通过待测样品的吸光度或发射光强度进行浓度的定量测定。标准曲线法具有准确度高、重现性好、操作简单等优点,广泛应用于各种光谱分析方法中,如紫外可见光谱分析...

应用原子吸收光谱法进行定量分析的依据是什么?进行定量分析有哪些方法...
答:原子吸收光谱法进行定量分析的依据是朗伯-比尔定律,最常见和简单的方法是标准曲线法。

发射光谱分析的定量光谱分析
答:1890年,胡特和德利菲德的研究成果表明,照相底片的黑度与产生映像的曝光量的对数在一定范围内成直线关系,这就是后来的乳剂特性曲线。这一发现为“摄谱法光谱定量分析”准备了条件。德国人格拉赫在1924年经施伐策尔改进了该方法:如果在几年试样中,基体元素的量是恒定的,但含有不同量的测定元素,那么...

原子发射光谱定性与定量分析的原理是什么?
答:原子发射光谱法(AES),是利用物质在热激发或电激发下,每种元素的原子或离子发射特征光谱来判断物质的组成,而进行元素的定性与定量分析的方法。原子发射光谱法是根据处于激发态的待测元素原子回到基态时发射的特征谱线对待测元素进行分析的方法。原子发射光谱法包括了三个主要的过程,即:由光源提供能量...

原子发射光谱定性,定量分析的依据是什么?
答:原子发射的光,我们是用分光镜将其中各种不同频率的光分散开来,不同频率的谱线都不重合,整体叫做 原子的发射光谱。我们可以用照相机拍下来,也能在电脑中直接分析。把其中的各条谱线和标准谱线比较,就能准确判别其中含有的频率成份。这就是对发射光谱的定量分析和定性分析。

原子发射光谱法定量分析的基本公式为 lgI=blgc+lga 为什么说该式只有在...
答:【答案】:公式lgI=blgc+lga只有在低浓度时成立。浓度较大时,处于激发光源中心的原子所发射的特征谱线被外层处于基态的同类原子所吸收,使谱线的强度减弱,造成自吸收。公式中,b为自吸常数。浓度较低时,自吸收现象可忽略,b值接近于1。随着浓度的增加,b逐渐减小,当浓度足够大时,b接近于零,此时...