火焰光度計是以發(fā)射光譜法為基本原理的一種分析儀器。具有靈敏度高、選擇性強、所需樣品少、分析速度快的特點,已廣泛運用在YL臨床、土壤、肥料、玻璃、陶瓷、水泥、耐火材料等方面。
火焰光度計是對樣品中K、Na元素進(jìn)行定量分析的儀器。例如:將食鹽置于火焰中時,火焰光呈黃色,這是由于食鹽中的鈉原子外層電子吸收了火焰的熱能,而躍遷到受激能級。所特有的波長光譜線——黃色光譜(主波589.3nm)。利用火焰的熱能使某種元素的原子激發(fā)特征光譜,并用儀器檢測其光譜能量的強弱,進(jìn)而定量檢測物質(zhì)中該元素含量的高低,這類儀器稱之為火焰光度計。

火焰光度計利用原子發(fā)射原理,是把相應(yīng)的物質(zhì)原子化(固體配成溶液,如:用酸溶解。液體高溫,氣體用在放電情況下激發(fā)),激發(fā)的電子處于高能級,不穩(wěn)定會躍遷回基態(tài),不同的原子,電子能級不同,躍遷是會發(fā)出不同波長的光波,通過分析光波就知道是什么原子了。同理也可以分析光波的強度,判斷該原子的含量。
火焰光度計是按羅馬金公式的原理進(jìn)行定量分析的,即I=a×c^b,式中I為譜線的強度,c是待測元素的含量,a是與待測元素的蒸發(fā)、激發(fā)條件有關(guān)的常數(shù);b為自吸系數(shù),因為用火焰作激發(fā)光源,其溫度可通過控制空氣與燃?xì)獾牧髁恳员3址€(wěn)定,又因采用液體試樣,試樣組分的影響較少,故在各次測定中a是個較穩(wěn)定的常數(shù),一般由于試樣濃度較低,自吸可忽略不計,于是I=λc,并可用相對強度的測量方法進(jìn)行分析。
進(jìn)行火焰光度計分析時,把待測液用霧化器使之變成溶膠導(dǎo)入火焰中,待測元素因熱離解生成基態(tài)原子,在火焰中被激發(fā)而產(chǎn)生光譜,經(jīng)單色器分解成單色光后通過光電系統(tǒng)測量,由于火焰的溫度比較低,因此只能激發(fā)少數(shù)的元素,而且所得的光譜比較簡單,干擾較小,火焰光度法特別適用于較易激發(fā)的堿金屬及堿土金屬的測定。
火焰光度計測定中為了穩(wěn)定火焰和排除一些元素的干擾,常在測定液中加入“緩沖劑”,如K、Ca、Mg同時存在彼此間對測定有影響,如果把這三種元素配成飽和溶液為“緩沖劑”,在試液中加到一定量時,則產(chǎn)生的影響是單一恒定值,可作本底扣除,測鈉時,大量的HCO32-存在可使結(jié)果偏低,可用鹽酸酸化試液后加熱除去。
火焰光度計由霧化器、燃燒器、光學(xué)系統(tǒng)、檢測器和記錄器組成。構(gòu)造分為發(fā)光、分光和測光三部分。其過程是由霧化器將試樣噴入火焰,激發(fā)發(fā)光,經(jīng)分光后由檢測器測量發(fā)射強度,后者與試樣中待測元素含量成正比。現(xiàn)代的儀器帶有讀數(shù)指示系統(tǒng)、記錄器或數(shù)字顯示裝置,也可配帶微型專用計算機(jī)。有的原子吸收分光光度計帶有火焰發(fā)射型式。

火焰光度計光學(xué)部分包括:透鏡、單色器、光圈和快門,透鏡使火焰中被測元素的譜線更集中的照射到單色器及光電轉(zhuǎn)換器件上,以提高測定的靈敏度。單色器如果采用的是石英棱鏡和狹縫選擇譜線就稱為火焰分光光度計,如果是采用濾光片,就稱為火焰光度計,適合測定K、Na離子濃度。
火焰光度計光電轉(zhuǎn)換部分就是將光能轉(zhuǎn)換為電能的器件,老式的使用的是硒光電池,后來采用硅光電池,以后改為光電管。增加了儀器的靈敏度,并在一定程度上克服了光電池的疲勞和衰老問題。光電池的構(gòu)造簡單,靈敏度高,產(chǎn)生的光電流可以直接用靈敏的檢流計測量;光電管內(nèi)阻很大光電流可以經(jīng)直流放大用精密的微安表測量,這樣可以測量很弱的光,從某種意義上講提高了火焰光度計精度。
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