原子發射光譜儀小編今天為您分享有關從焰色反應到原子發射光譜分析的相關知識,希望對您有幫助。
幾百年前,化學家們就企圖憑著物質在火焰中發出的顏色來研究物質的組成。直到1854年,德國化學家本生發明了本生燈,才有可能在較高的溫度和較少的于擾下系統地研究這個問題。本生用一根白金絲分別把各種各樣的物質送進本生燈的火焰中,他驚喜地發現各種金屬的鹽類在高溫下都能發出自己特有的彩色光。鈉是黃色,鉀是紫色,鈣是磚紅色,鋇是綠色……這種特異的現象被叫做焰色反應。
但是,當本生進一步著手利用焰色反應來判斷物質中所含的元素成分時,他發現這并不是一種非常容易的事。除了鈉等極少數金屬元素能直接通過觀察得出外,大部分金屬元素在火焰中的顏色都是相互覆蓋的,就是用各種顏色的濾色片也極難把它們辨出來。例如:鍶蒸氣和鋰蒸氣都能將燈焰染成紅色,兩者根本無法用肉眼辨別。
物理學家基爾霍夫在一次散步中向隋入困境的本生建議,是否可以利用物理的研究成果,設法觀察火焰的光譜而不是直接觀察火焰的本身。于是,他們制作了一部簡單的分光鏡,在鏡筒的一頭開了條狹縫作為平行光管,使通過平行光管的光線落到三棱鏡上,三棱鏡進一步把從狹縫里射來的光線向一旁折射,形成了光譜。化學家和物理學家的相互合作立即得到了驚人的發現:鈉鹽的光譜在全黑的背景上出現了兩條明亮的黃線,而且這兩條黃線永遠是出現在同一位置上,所有的鉀鹽都產生了一條紫線和一條紅線,兩條譜線當中的光譜差不多是連成一片的;所有的鍶鹽的光譜上都有條明亮的藍線和幾條暗紅線。
總之,每一種元素都有它特有的譜線,在三棱鏡的折射下,都出現在它們各自固定的位置上。這樣一來,要從被檢物質里尋找元素的組成,就可以根據各種元素的特征譜線來確定這種元素的存在。下本現代的原子發射光譜分析就是在這個基礎上發展起來的。隨著對原子光譜更深入的研究,人們發現物質中不同的原子之所以會產生不同的光譜,是由于不同的原子會產生不司的能級的躍遷。當把含有不同原子的試樣放入光源中,試樣首先蒸發變成氣態原子,并吸收光源的能量,使外層電子激發至高能態,面處于商能(激發)狀態的原子不穩定,又躍遷回基態或低能態,便產生不同波長的輻射。
現在的光源已不再用本生燈了,而是用能給予更高能量,于擾更小的直流或交流的電弧發生器高壓火花器和激光顯微光源,用攝譜儀代替三棱鏡進行分光,按波長的順序記錄在感光板上。隨著各種先進技術的廣泛應用,8年代的原子發射光譜分析,已應用更先進的光譜儀配合電子計算機進行自動進樣及數據處理,不但可以確定物質的元素組成,而且可以根據各特征譜線強度,精確地確定各種元素的含量,在幾分鐘甚至幾十秒內就能完成100多年前需要幾個月甚至幾年才能完成的分析工作。