測試技術(shù)與方法review3

1、電磁波類型及對應(yīng)的光學(xué)分析方法（1）射線 *核內(nèi)能級量子躍遷 *能量： 4.1106 4.1108 eV *波長： 310-11 310-13 cm *頻率： 101021 101023 Hz *光學(xué)分析方法： 能譜分析、穆 斯堡爾譜分析、中子活化分析1電磁波類型及對應(yīng)的光學(xué)分析方法2.X射線*原子內(nèi)層電子能級躍遷*能量： 4.1104 4.1102 eV*波長：3 10-7310-9 cm*頻率：101017101019 Hz*光學(xué)分析方法：X射線分析、X射線熒光光譜分析、電子探針分析2電磁波類型及對應(yīng)的光學(xué)分析方法3.紫外線*原子和分子外層電子能級躍遷*能量： 4.1100 eV*波長：3

2、 10-5 cm*頻率：10 1015 Hz*光學(xué)分析方法：遠紫外光譜分析、發(fā)射光譜分析、原子吸收光譜分析、比色分析3電磁波類型及對應(yīng)的光學(xué)分析方法4.紅外線*分子振動能級躍遷*能量： 4.110-2 eV*波長：3 10-3 cm*頻率：10 1013 Hz*光學(xué)分析方法：拉曼光譜分析、紅外吸收光譜分析4光譜分析技術(shù)及其應(yīng)用發(fā)射光譜分析技術(shù)原子吸收光譜分析原子熒光分析技術(shù)紫外可見分光光度法紅外光譜分析拉曼光譜分析5 根據(jù)元素原子在高溫下，外層電子因能級變化而發(fā)生特征波長和強度的光輻射，稱其原子發(fā)射光譜。 應(yīng)用原子發(fā)射原理，借以物質(zhì)成分的定性定量分析稱其原子發(fā)射光譜分析 *凡是原子外層電子內(nèi)層

3、電子和核能的變化可釋放射線的元素，均可用于物質(zhì)成分分析發(fā)射光譜分析原理6發(fā)射光譜分析的特點1.多元素同時分析，是一種高效快速測試方法，一次同時分析30多種元素，適宜大批樣品多元素分析7發(fā)射光譜分析的特點2.檢測下限低，屬痕量元素分析方法，可檢測10-810-9，對大多數(shù)元素光譜分析檢測下限接近元素地區(qū)背景值，普通化學(xué)分析難以實現(xiàn)8發(fā)射光譜分析的特點 3.選擇性好 光譜分析應(yīng)用光學(xué)元件把不同元素譜線分開，元素間干擾較化學(xué)分析少，減少復(fù)雜的化學(xué)預(yù)分離可把化學(xué)性質(zhì)相似的元素根據(jù)光譜不同譜線將其分離測定9發(fā)射光譜分析的特點4.受基體成分影響大 元素的種類和含量相同，但物質(zhì)基本成分不同的兩樣品，若不進行

4、特殊處理，測定值可能差別很大，采用與基體成分相似的標(biāo)樣矯正，以提高精確度 將試樣轉(zhuǎn)入溶液光譜測定可改善分析精度10發(fā)射光譜分析的特點5.對非金屬元素難以測定 S、Se、P及鹵族元素激發(fā)電位較高，分析線在遠紫外段，光譜分析難以測定11發(fā)射光譜分析的特點6.是地球化學(xué)樣品分析重要和廣泛的分析技術(shù)，現(xiàn)已將檢測下限由痕量提高到超痕量，定性與定量分析兼?zhèn)?，激發(fā)光源由火焰、電弧改進為等離子體（ICP）和激光光源，測定元素由20多種發(fā)展到70余種12發(fā)射光譜分析的激發(fā)光源類型與組成光譜分析使用的激發(fā)光源有以下幾種： 火焰、電弧、火花、激光、等離子炬 使用激發(fā)光源不同，試樣的熔化汽化原子的激發(fā)或電離特性有很大

5、的差異，分析結(jié)果有明顯影響13發(fā)射光譜分析的應(yīng)用長期來是地球化學(xué)樣品分析最重要和最廣泛的分析技術(shù)，近十年來分析檢測下限由痕量進入超痕量，精度由半定量發(fā)展為近似定量、定量，測定元素由20種發(fā)展到70種14五、發(fā)射光譜分析的應(yīng)用我國每年采集幾百萬幾千萬地球化學(xué)樣品，編制大中比例尺地球化學(xué)異常圖，由發(fā)射光譜分析完成目前采用緩沖法、內(nèi)標(biāo)法、溶液進樣法，光譜精密度和準確度有很大提高15五、發(fā)射光譜分析的應(yīng)用特別是引入電感耦合為激發(fā)源，原子化裝置或離子源一類新型光譜分析法，發(fā)展了ICP光譜分析，對火成巖、變質(zhì)巖、火山巖中的稀土元素、同位素分析測定發(fā)表了大量數(shù)據(jù)16 *比經(jīng)典光譜法有較高的檢出限，尤其對難熔

6、元素和非金屬元素優(yōu)于經(jīng)典光譜法 *干擾水平低、準確度高，采用化學(xué)預(yù)處理可進一步提高檢出能力和選擇性 *減少基體效應(yīng)，線性分析范圍寬，用一條標(biāo)準曲線可分析痕量到較大濃度的樣品ICP原子發(fā)射光譜分析方法特點17*儀器具有同時或順序多元素測定能力*研制有由微型計算機控制的多道固定狹縫式和單道掃描式ICP發(fā)射光譜儀*每個樣品分析只需1minICP原子發(fā)射光譜分析方法特點18原子吸收光譜分析某元素的基態(tài)原子可吸收同種元素發(fā)出的特征光輻射，吸收值與氣體中待測元素的濃度成正比方法與發(fā)射光譜分析相同，屬比較法，用已知標(biāo)準溶液做工作曲線，與試液吸收值對比，求出待測元素含量原子吸收光譜一般將試樣轉(zhuǎn)為試液原子吸收光

7、譜分析一般原理193.原子吸收光譜分析特點（1）精密度高 將樣品轉(zhuǎn)為試液，與基體元素分離，減少了對分析的干擾203.原子吸收光譜分析特點（2）檢出線低 石墨爐原子吸收光譜的檢出限為10-11 -10-14g，適于環(huán)境樣品中痕量元素及超純物質(zhì)中雜質(zhì)成分的測定213.原子吸收光譜分析特點（3）選擇性好 元素的吸收線比其發(fā)射線的數(shù)目少的多，通常發(fā)射光譜中譜線重疊，無須分離共存干擾元素223.原子吸收光譜分析特點（4）線性工作范圍大 與發(fā)射光譜射譜法相比，光電檢測線性工作范圍寬，可達4-5個數(shù)量級（5）測定元素種類較多 目前原子吸收光譜可測定約70種元素，不過有許多元素的檢測下限距區(qū)域化探要求相差甚遠

8、，能滿足區(qū)域化探分析要求的10-20種233.原子吸收光譜分析特點 (6)分析速度快 （7）原子吸收光譜存在兩個缺點 每次只測定一種元素，不同元素需換不同的元素?zé)?火焰原子吸收光譜需將樣品轉(zhuǎn)為溶液24原子熒光光譜分析法基本原理原子蒸氣吸收特定波長的光輻射的能量而被激發(fā)，受激原子在去激發(fā)過程中發(fā)射出一定波長的光輻射稱為原子熒光。 利用上述物理現(xiàn)象發(fā)展起來的分析方法即原子熒光光譜分析法25原子熒光光譜分析法技術(shù)特點 a選擇性好。 b檢出限低。 c線性范圍寬。 d干擾少。 e雙道同時測量。主攻測定元素 As、Se、Hg、Sb、Pb、Ge、Sn、Bi、Te、Cd、Zn26光的吸收定律 1.朗伯比耳定律

9、 布格(Bouguer)和朗伯(Lambert)先后于1729年和1760年闡明了光的吸收程度和吸收層厚度的關(guān)系。Ab 1852年比耳(Beer)又提出了光的吸收程度和吸收物濃度之間也具有類似的關(guān)系。A c 二者的結(jié)合稱為朗伯比耳定律27朗伯比耳定律數(shù)學(xué)表達式 Alg（I0/It)= b c 式中A：吸光度；描述溶液對光的吸收程度； b：液層厚度(光程長度)，通常以cm為單位； c：溶液的摩爾濃度，單位molL； ：摩爾吸光系數(shù)，單位Lmolcm； 或: Alg（I0/It)= a b c c：溶液的濃度，單位gL a：吸光系數(shù)，單位Lgcm a與的關(guān)系為： a =/M （M為摩爾質(zhì)量） 28

10、透光度(透光率)T透過度T : 描述入射光透過溶液的程度: T = I t / I0吸光度A與透光度T的關(guān)系: A lg T 朗伯比耳定律是吸光光度法的理論基礎(chǔ)和定量測定的依據(jù)。應(yīng)用于各種光度法的吸收測量； 摩爾吸光系數(shù)在數(shù)值上等于濃度為1 mol/L、液層厚度為1cm時該溶液在某一波長下的吸光度； 吸光系數(shù)a(Lg-1cm-1）相當(dāng)于濃度為1 g/L、液層厚度為1cm時該溶液在某一波長下的吸光度。292.摩爾吸光系數(shù)的討論 （1）吸收物質(zhì)在一定波長和溶劑條件下的特征常數(shù)； （2）不隨濃度c和光程長度b的改變而改變。在溫度和波長等條件一定時，僅與吸收物質(zhì)本身的性質(zhì)有關(guān)，與待測物濃度無關(guān)； （3

11、）可作為定性鑒定的參數(shù)； （4）同一吸收物質(zhì)在不同波長下的值是不同的。在最大吸收波長max處的摩爾吸光系數(shù)，常以max表示。max表明了該吸收物質(zhì)最大限度的吸光能力，也反映了光度法測定該物質(zhì)可能達到的最大靈敏度。 30摩爾吸光系數(shù)的討論（5）max越大表明該物質(zhì)的吸光能力越強，用光度法測定該物質(zhì)的靈敏度越高。105：超高靈敏； =(610）104 ：高靈敏； 80C）溶液法液體池溶劑： CCl4 ，CS2常用。3) 固體:研糊法（液體石臘法）KBr壓片法薄膜法33拉曼光譜基本理論拉曼效應(yīng) 激光拉曼光譜是一種激光光子與物質(zhì)分子發(fā)生非彈性碰撞后改變原有入射頻率和波數(shù)的一種分子聯(lián)合色散光譜，稱拉曼光

12、譜 34激光拉曼光譜學(xué)的應(yīng)用（1）可對微米大小的單晶或粉末獲得拉曼譜，使分子振動譜分析技術(shù)進入微量、微粒、微觀的微束分析領(lǐng)域 *可提供礦物中分子基團結(jié)構(gòu)單元及配位體對稱性信息 *對礦物中離子的有序-無序占位、缺位、缺陷等精細結(jié)構(gòu)反映靈敏35激光拉曼光譜學(xué)的應(yīng)用（2）對巖石中微小標(biāo)型礦物鑒定成為現(xiàn)實，如對高壓變質(zhì)巖中的柯石英、金剛石、文石的鑒定 LRM技術(shù)使礦物在巖石薄片中幾微米至十幾微米的標(biāo)型礦物結(jié)構(gòu)狀態(tài)、分子配位體受壓變化特征及鍵長鍵角的改變得到確定的反映36激光拉曼光譜學(xué)的應(yīng)用（3）研究礦物在氣相、液相、固相包裹體是迄今唯一一種對單個包裹體非破壞性測定的方法 *特別對含有機質(zhì)包裹體和烴類有機包裹體的鑒定提供可靠測試手段 *對當(dāng)今地學(xué)前沿流體地質(zhì)學(xué)的發(fā)展有極大促進37激光拉曼光譜學(xué)的應(yīng)用（4）有助于古生物礦物及有機地球化學(xué)研究 *如對太古代微化石中細胞壁和充填物的LRM分析 *測定有孔蟲的方解石、霞石組成殼的分子基團成分 *借以研究沉積巖成巖過程及其生態(tài)特征38激光拉曼光