光谱分析,光谱分析名词解释
1、光谱分析名词解释
光谱分析是光谱化学分析的简称。根据物质所发生的光谱束测定该物质组成的分析方法。
其优点是灵敏,迅速。历史上曾通过光谱分析发现了许多新元素,如铷,铯,氦等。
根据分析原理光谱分析可分为发射光谱分析与吸收光谱分析二种;根据被测成分的形态可分为原子光谱分析与分子光谱分析。光谱分析的被测成分是原子的称为原子光谱,被测成分是分子的则称为分子光谱。
物理原理:
任何元素的原子都是由原子核和绕核运动的电子组成的,原子核外电子按其能量的高低分层分布而形成不同的能级,因此,一个原子核可以具有多种能级状态。
能量最低的能级状态称为基态能级(E0=0),其余能级称为激发态能级,而能最低的激发态则称为第一激发态。正常情况下,原子处于基态,核外电子在各自能量最低的轨道上运动。
如果将一定外界能量如光能提供给该基态原子,当外界光能量E恰好等于该基态原子中基态和某一较高能级之间的能级差E时,该原子将吸收这一特征波长的光,外层电子由基态跃迁到相应的激发态。原来提供能量的光经分光后谱线中缺少了一些特征光谱线,因而产生原子吸收光谱。
电子跃迁到较高能级以后处于激发态,但激发态电子是不稳定的,大约经过10-8秒以后,激发态电子将返回基态或其它较低能级,并将电子跃迁时所吸收的能量以光的形式释放出去,这个过程称原子发射光谱。
可见原子吸收光谱过程吸收辐射能量,而原子发射光谱过程则释放辐射能量。
2、光谱分析原理
光谱分析原理是利用物质与光的相互作用,通过研究物质对不同波长光线的吸收、散射、发射等特性,获得物质的结构、组成和性质信息的一种手段。
在光谱分析中,常用的方法包括原子吸收光谱、原子发射光谱、分子吸收光谱、拉曼光谱、荧光光谱等。其中,原子吸收光谱和原子发射光谱是最为常见的两种光谱分析方法。
原子吸收光谱利用物质中原子对特定波长的光吸收而产生特征吸收光谱线的原理,来确定样品中某些元素的含量和存在形态。而原子发射光谱则是利用激发原子后所产生的特定波长的发射光谱线,来识别和分析样品中的元素。
分子吸收光谱则是将样品溶解或稀释后,使用可见光或紫外线照射样品,通过测量样品对光的吸收程度,来鉴别和分析样品中的化合物。
光谱分析的特性:
1、高灵敏度:光谱分析技术可以达到非常高的灵敏度,能够检测到非常微小的物质浓度变化。
2、高分辨率:不同物质对于光的吸收、发射和散射等特征会呈现出独特的光谱图像,光谱分析可以通过对这些特征的解析来进行定量和定性分析。
3、非破坏性:相比于其他化学或物理分析方法,光谱分析是一种非破坏性的分析技术,样品不需要被摧毁或改变结构就可以进行测试。
4、多元素检测:光谱分析可同时检测多种元素和化合物。
5、无需样品准备:在某些情况下,光谱分析不需要对样品进行任何处理或准备即可完成测试。
6、快速分析:某些光谱分析技术可以快速得到结果,适用于实时监测、流程控制、在线分析等场合。
3、光谱定性分析的基本原理是什么
光谱定性分析的基本原理是:由于各种元素的原子结构不同,在光源的激发下,可以产生各自的特征谱线,其波长是由每种元素的原子性质决定的,具有特征性和唯一性,因此可以通过检查谱片上有无特征谱线的出现来确定该元素是否存在。
其优点是灵敏,迅速。历史上曾通过光谱分析发现了许多新元素,如铷,铯,氦等。
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通过光谱的研究,人们可以得到原子、分子等的能级结构、电子的组态、分子的几何形状、化学键的性质、反应动力学等多方面物质结构的信息。与此同时,光谱学方法应用在获取物质组成方面的信息,为化学分析提供了多种重要的定性与定量的分析方法。
原子发射光谱即可依据某元素的特征波长判断是否为该元素,对于子吸收光谱由于通常是单元素分析,且光源即为待测元素灯,因此,一般不采用子吸收光谱来定性。
而分子光谱属于连续光谱,一般根据其光谱的形状以及某些征峰来定性,但由于分子光谱的形状除了与物质的分子本身结构有关,还受其它多个因素的影响,某些分子光谱,如紫外可见吸收光谱特征性不明显,单独用于定性往往有一定的困难。
来源:百度百科——光谱定性分析
来源:百度百科——光谱分析
4、三种常用的光谱分析方法
三种常用的光谱分析方法如下:
光谱分析法指的是物质的一类分析方法,主要有原子发射光谱法、原子吸收光谱法、紫外-可见吸收光谱法、红外光谱法等。
光谱分析又可分为分子光谱和原子光谱。它主要是利用分子之中价电子的跃进而产生的,因此这种吸收光谱决定于分子中价电子的分布和结合情况。光谱分析法具有分析速度较快、操作简便 、不需纯样品、可同时测定多种元素或化合物、选择性好 、灵敏度高、样品损坏少等优点,当然它也有一定的局限性。
如:光谱定量分析应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。
物质吸收波长范围在200~760nm区间的电磁辐射能而产生的分子吸收光谱称为该物质的紫外——可见吸收光谱,利用紫外——可见吸收光谱进行物质的定性、定量分析的方法称为紫外——可见分光光度法。其光谱是由于分子之中价电子的跃进而产生的,因此这种吸收光谱决定于分子中价电子的分布和结合情况。
其在饲料加工分析领域应用相当广泛,特别是在测定饲料中的铅、铁、铅、铜、锌等离子的含量中的应用。荧光分析也是近年来发展迅速的痕量分析方法,该方法操作简单、快速、灵敏度高、精密度和准确度好,并且线形范围宽,检出限低。
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