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7大元素分析儀器的比對(duì),幫你真正搞懂元素
閱讀：2235 發(fā)布時(shí)間：2021-4-16
元素分析儀在化學(xué),，材料學(xué),，環(huán)境檢測(cè),、食品檢測(cè)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用,，可以用來(lái)鑒定被測(cè)物質(zhì)的元素(或離子)組成,，測(cè)定各組分間(各種化學(xué)成分)量的關(guān)系，是實(shí)驗(yàn)室里*檢測(cè)技術(shù)之一,。實(shí)驗(yàn)室都有哪些元素分析儀呢,？每種分析儀有什么區(qū)別呢？
首先,，我們要明白什么是元素,，元素的定義：具有相同質(zhì)子數(shù)(核電荷數(shù))的同一類原子的總稱，到目前為止,，人們?cè)谧匀恢邪l(fā)現(xiàn)的元素有90余種,，人工合成的元素有20余種。
實(shí)驗(yàn)常見(jiàn)的檢測(cè)項(xiàng)目就是化學(xué)元素分析,，也叫成分分析,，一般采用光譜(紫外、紅外,、核磁),；色譜(氣相色譜、液相色譜,、離子色譜),；質(zhì)譜(質(zhì)譜儀、氣質(zhì)連用,、液質(zhì)連用),；能譜(熒光光譜,、衍射光譜)；熱譜(熱重分儀,、示差掃描量熱儀)對(duì)樣品進(jìn)行綜合解析,，通過(guò)多種分離和分析方法的聯(lián)合運(yùn)用，對(duì)樣品中的各組分進(jìn)行定性和定量分析,，從而確定組分的結(jié)構(gòu),，對(duì)樣品有個(gè)全面的了解，進(jìn)行原料驗(yàn)收,、爐前分析,、成品檢驗(yàn)等各個(gè)環(huán)節(jié)的產(chǎn)品測(cè)試。
接下來(lái)就一起看看各元素分析儀器的分析過(guò)程及性能對(duì)比,。
主要元素分析儀器
實(shí)驗(yàn)室元素的常見(jiàn)分析方法：
1,、電感耦合等離子體質(zhì)譜法；
2,、分光光度法,；
3、激光誘導(dǎo)等離子體光譜法,；
4,、滴定分析法；
5,、電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法,；
6、原子光譜分析法,；
7,、x射線熒光光譜法,；
8,、石墨爐原子吸收法；
9,、原子光譜分析法,；
10、電分析法,；
常見(jiàn)的元素分析儀器：
1.紫外\可見(jiàn)光分光光度計(jì)(UV),；
2.原子吸收分光光度計(jì)(AAS)；
3.原子熒光分光光度計(jì)(AFS),；
4.原子發(fā)射分光光度計(jì)(AES),；
5.電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(icp-MS)；
6.X射線分光光度計(jì)(XRF),；
常見(jiàn)分析儀器的歸屬類型：
ICP-OES：是原子發(fā)射光譜的一種,，原名ICP-AES后改名為ICP-OES,；
ICP-MS:無(wú)機(jī)質(zhì)譜(MS)，用于分析元素價(jià)態(tài)及含量,，也用于同位素分析,；
FAAS、GAAS和HGAAS(HAAS)：火焰原子吸收,、石墨爐原子吸收和氫化物原子吸收,，都屬于原子吸收一類。
各種元素分析儀器分析過(guò)程,、特點(diǎn)及應(yīng)用
1,、紫外\可見(jiàn)光分光光度計(jì)(UV)
(1)分析過(guò)程：
(2)原理：
利用比耳定律(A=ξbC)，其中ξ為摩爾吸光系數(shù),，對(duì)于固定物質(zhì)為常數(shù),；b為樣品厚度；C為樣品濃度,；A為吸光度,。很明顯，在樣品厚度和摩爾吸光系數(shù)一定的情況下A與樣品濃度成正比,。
(3)主要特點(diǎn)：
(1)靈敏度高
(2)選擇性好
(3)準(zhǔn)確度高
(4)適用濃度范圍廣
(5)分析成本低,、操作簡(jiǎn)便、快速,、應(yīng)用廣泛
2,、原子吸收和熒光分光光度計(jì)
(1)分析過(guò)程：
(2)原子吸收光譜法原理：
原子吸收光譜法(AAS)是利用氣態(tài)原子可以吸收一定波長(zhǎng)的光輻射，使原子中外層的電子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)的現(xiàn)象而建立的,。
公式：A=KC
式中K為常數(shù),；C為試樣濃度；K包含了所有的常數(shù),。此式就是原子吸收光譜法進(jìn)行定量分析的理論基礎(chǔ),。
原子熒光光譜法是以原子在輻射能激發(fā)下發(fā)射的熒光強(qiáng)度進(jìn)行定量分析的發(fā)射光譜分析法。所用儀器與原子吸收光譜法相近,。
(3)原子吸收主要特點(diǎn)：
(1)靈敏度高FAAS可以測(cè)試ppm-ppb級(jí)的金屬,；
(2)原子吸收譜線簡(jiǎn)單，選擇性好,，干擾少,；
(3)操作簡(jiǎn)單、快速,，自動(dòng)進(jìn)樣每小時(shí)可測(cè)定數(shù)百個(gè)樣品,；
(4)測(cè)量精密度好，火焰吸收精密度可以達(dá)到1-2%,，非火焰可以達(dá)到5-10%,；
(5)測(cè)定元素多,，可測(cè)試70多種元素，利用化學(xué)反應(yīng)還可間接測(cè)試部分非金屬,。
(4)原子熒光主要特點(diǎn)：
(1)有較低的檢出限,，靈敏度高。
(2)干擾較少,，譜線比較簡(jiǎn)單,。
(3)儀器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜,。
(4)分析校準(zhǔn)曲線線性范圍寬,，可達(dá)3～5個(gè)數(shù)量級(jí)。
(5)由于原子熒光是向空間各個(gè)方向發(fā)射的,，比較容易制作多道儀器,，因而能實(shí)現(xiàn)多元素同時(shí)測(cè)定。
3,、原子發(fā)射分光光度計(jì)
(1)分析過(guò)程：
(2)原理
原子的核外電子一般處在基態(tài)運(yùn)動(dòng),，當(dāng)獲取足夠的能量后，就會(huì)從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài),，處于激發(fā)態(tài)不穩(wěn)定(壽命小于10-8s),，迅速回到基態(tài)時(shí)，就要釋放出多余的能量,，若此能量以光的形式出顯,，即得到發(fā)射光譜(線光譜)。
發(fā)射的光波長(zhǎng)為：
圖片
每個(gè)元素有自己*的特征光譜,，從而進(jìn)行元素定性分析,。
(3)主要特點(diǎn)
(1)高溫，104K,；
(2)環(huán)狀通道,，具有較高的穩(wěn)定性；
(3)惰性氣氛,，電極放電較穩(wěn)定,；
(4)具有好的檢出限,一些元素可達(dá)到10-3~10-5ppm,；
(5)ICP穩(wěn)定性好,，精密度高，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差約1%,；
(6)基體效應(yīng)?。?br />
(7)光譜背景??；
(8)自吸效應(yīng)?。?br />
(9)線性范圍寬,。
4,、電感耦合等離子質(zhì)譜分析法
(1)分析過(guò)程：
(2)原理
使試樣中各組分電離生成不同荷質(zhì)比的離子，經(jīng)加速電場(chǎng)的作用,，進(jìn)入質(zhì)量分析器,，通過(guò)電磁場(chǎng)按不同m/e的變化，分子離子及碎片離子的質(zhì)量數(shù)及其相對(duì)峰度,，提供分子量,，元素組成及結(jié)構(gòu)的信息。
(3)主要特點(diǎn)：
(1)質(zhì)量測(cè)定范圍廣泛,；
(2)分辨高,；
(3)靈敏度，可檢測(cè)的最小樣品量,。
5,、X熒光光度計(jì)(XRF)
(1)分析過(guò)程：
(2)原理：
受激發(fā)的樣品中的每一種元素會(huì)放射出二次X射線，并且不同的元素所放射出的二次X射線具有特定的能量特性或波長(zhǎng)特性,。探測(cè)系統(tǒng)測(cè)量這些放射出來(lái)的二次X射線的能量及數(shù)量,。然后，儀器軟件將探測(cè)系統(tǒng)所收集到的信息轉(zhuǎn)換成樣品中各種元素的種類及含量,。
(3)主要特點(diǎn)：
(1)快速,，測(cè)試一個(gè)樣品只需2min-3min；
(2)無(wú)損,，測(cè)試過(guò)程中無(wú)需損壞樣品,，直接測(cè)試；
(3)含量范圍廣,；