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火焰光度計(jì)有時(shí)被稱為火焰光譜儀。使用濾光器作為分光元件的儀器稱為火焰光度計(jì)。使用棱鏡和光柵作為色散裝置被稱為火焰分光光度計(jì)。
火焰光度計(jì)的工作原理:
火焰光度測(cè)定法按Romadin公式定量分析,即I=I=aXc的b次方,其中I為譜線強(qiáng)度,c為待測(cè)元素含量,a為與待測(cè)元素蒸發(fā)和激發(fā)條件有關(guān)的常數(shù);b為自吸收系數(shù),由于采用火焰作為激發(fā)光源,通過(guò)控制空氣和氣體的流量可以保持其溫度穩(wěn)定,并且由于采用液體樣品,樣品組成的影響較小,所以A在每次測(cè)定中都是一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的常數(shù)。一般由于樣品濃度低,自吸收可以忽略不計(jì),所以I=c,可以通過(guò)測(cè)量相對(duì)強(qiáng)度來(lái)分析。
在火焰光度分析中,被測(cè)液體通過(guò)霧化器變成溶膠,并被引入火焰。待測(cè)元素被熱離解形成基態(tài)原子,在火焰中激發(fā)產(chǎn)生光譜。經(jīng)單色儀分解成單色光后,用光電系統(tǒng)測(cè)量。由于火焰的濕度相對(duì)較低,只能激發(fā)少量元素,得到的光譜相對(duì)簡(jiǎn)單,干擾小。火焰光度法特別適用于易激發(fā)的堿金屬和堿土金屬的測(cè)定。
為了穩(wěn)定火焰,消除測(cè)定中某些元素的干擾,往往在測(cè)定溶液中加入“緩沖液”。比如K、Ca、Mg同時(shí)存在,影響測(cè)定。如果將這三種元素混合到飽和溶液中作為“緩沖液”,當(dāng)測(cè)試溶液中加入一定量時(shí),影響將是單一的常數(shù)值,可以從背景中扣除。當(dāng)測(cè)量鈉時(shí),大量HCO32-的存在會(huì)使結(jié)果更低,因此可以使用鹽酸。
火焰光度計(jì)是一種基于發(fā)射光譜的分析儀器。利用原子發(fā)射原理,將相應(yīng)的物質(zhì)霧化(固體制成溶液,例如用酸溶解。液體是高溫,氣體在放電下被激發(fā)),被激發(fā)的電子處于高能級(jí),不穩(wěn)定的電子會(huì)躍遷回基態(tài)。不同的原子有不同的電子能級(jí),躍遷會(huì)發(fā)出不同波長(zhǎng)的光波。通過(guò)分析光波,我們可以知道它們是什么原子。同樣,我們可以分析光波的強(qiáng)度,判斷原子的含量。
比如鹽放在火焰中,火焰是黃色的,這是因?yàn)辂}中鈉原子外層的電子吸收了火焰的熱能,然后跳到激發(fā)態(tài)能級(jí),再?gòu)募ぐl(fā)態(tài)能級(jí)回到正常狀態(tài),電子就會(huì)釋放能量。這種能量的表征是發(fā)射鈉原子特殊波長(zhǎng)的譜線的黃色光譜(主波5893A)。利用火焰的熱能,激發(fā)鈉原子發(fā)光,通過(guò)儀器檢測(cè)光譜能量的強(qiáng)度,進(jìn)而可以判斷物質(zhì)中鈉的含量。