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儀器分析法

放大字體  縮小字體 發布日期:2006-07-07

物質相互作用時產生各種實驗現象。儀器分析就是利用能直接或間接地表征物質的各種特性(如物理的、化學的、生理性質等)的實驗現象,通過探頭或傳感器、放大器、分析轉化器等轉變成人可直接感受的已認識的關于物質成分、含量、分布或結構等信息的分析方法。也就是說,儀器分析是利用各種學科的基本原理,采用電學、光學、精密儀器制造、真空、計算機等先進技術探知物質化學特性的分析方法。因此儀器分析是體現學科交叉、科學與技術高度結合的一個綜合性極強的科技分支。


儀器分析的發展極為迅速,應用前景極為廣闊。儀器分析方法種類很多,所用分析儀器也各有特點,但從總體來看,儀器分析法具有以下特點:


(1)靈敏度高

大多數儀器分析法適用于微量、痕量分析。例如,原子吸收分光光度法測定某些元素的絕對靈敏度可達10-14g。電子光譜甚至可達10-18g,相對靈敏度可在μg·g-1,ng·g-1乃至更小。


(2)取樣量少

化學分析法需用10-1~10-4g;儀器分析試樣常在10-2~10-8g。


(3)在低濃度下的分析準確度較高

含量在10-5%~10-9%范圍內的雜質測定,相對誤差低達1%~10%。


(4)快速

例如,發射光譜分析法在1min內可同時測定水中48個元素,靈敏度可達ng·g-1級。


(5)可進行無損分析

有時可在不破壞試樣的情況下進行測定,適于考古、文物等特殊領域的分析。有的方法還能進行表面或微區(直徑為μm級)分析,或試樣可回收。


(6)能進行多信息或特殊功能的分析

有時可同時作定性、定量分析,有時可同時測定材料的組分比和原子的價態。放射性分析法還可作痕量雜質分析。


(7)專一性強

例如,用單晶X衍射儀可專測晶體結構;用離子選擇性電極可測指定離子的濃度等。


(8)便于遙測、遙控、自動化

可作即時、在線分析控制生產過程、環境自動監測與控制。


(9)操作較簡便

省去了繁多化學操作過程。隨自動化、程序化程度的提高操作將更趨于簡化。


(10)儀器設備較復雜,價格較昂貴

由于分析的試樣狀態、分析目的和要求的不同,所用分析方法和儀器也就不同,儀器分析方法多種多樣。但大體上可歸為4大類:分離分析、成分分析、結構分析和表面分析。分離分析法主要是色譜法,包括紙色譜、柱色譜、有氣相色譜、液相色譜、電色譜等。成分分析法有原子發射光譜、原子吸收光譜、熒光光譜、磷光光譜以及各種電化學分析法(包括電位、電導、電量、電泳、伏-安法等)。這些方法偏重于作無機物的分析。結構分析法有x-衍射法,各種分光光度法(紫外光、可見光、紅外、拉曼光譜),穆斯鮑爾譜、核磁共振譜、順磁共振譜、質譜等。這些方法大多偏重于作有機物的分析。表面分析有掃描和透射顯微鏡分析法、電子及離子探針法、掃描隧道顯微鏡、原子力顯微鏡及各種能譜儀(光電子、俄歇電子能譜儀)分析法等。

 
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