原子吸收光譜的基本術語和概念 EWG1990儀器學習網

2020-12-03 儀器學習

2018/12/27 作者/EWG1990儀器學習網

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(1)電子躍遷(electronic transition)

一個原子、離子或分子的一個電子從能級E2到另一第三個能級E1的過程電子躍遷可能伴有一個光子hν的發射或吸收,hν=|E2-E1|,因此稱為「電篇磁躍遷」,它通常遵守「電磁選擇定則」。其中h為普克朗常數,ν為發射或吸收的光子的頻率

(2)基態(ground state)

自由原子、離子或分子內能最低的能級狀態。通常將此能級的能量定為零。

(3)能級(energy level)

具有特定內能的自由原子、離子或分子的恆定量子狀態。能量常用電子伏特(eV)或kJ/mol(千焦耳每摩爾)表示。

(4)共振能級(resonance level)

通過直接電磁躍遷能回到基態的受激原子、離子或分子的能級。

(5)原子激發態(atomic excitation state)

原子由基態轉變到高於基態的給定能級時狀態。

(6)激發能(excitation energy)

原子由基態轉變到高於基態的給定能級所需的能量。

(7)共振能(resonance energy)

原子通過吸收一個光子,從基態轉變到共振態時所需的能量。

(8)電離能(ionization energy)

從一個基態原子中移去一個電子所需的最小能量。

(9)原子蒸氣(atomic vapor)

含有待測元素(被分析物)自由原子的蒸氣。

(10)(原子的)譜線(spectral line of an atom)

經歷一次電磁躍遷的原子所發射或吸收的電磁輻射,其頻率非常狹窄。此輻射形成一個峰,用峰值波長來表示譜線,並對應於發射或吸收譜線輪廓的最大值。原子的躍遷譜線和離子的躍遷譜線應予區別,如Ba原子躍遷譜線為Ba I 553.5m和557.8nm,Ba離子躍遷譜線為Ba II 455.4nm。

(11)特徵譜線(characteristic line)

用火焰原子發射、原子吸收或原子螢光光譜法測定氣相中待測元素濃度時所用的譜線。特徵譜線包括共振線和其他譜線。

(12)共振線(resonance line)

對應於共振能級和基態間躍遷的譜線。

(13)譜線輪廓(line profile)描繪發射輻射強度隨波長變化的曲線(發射線的)或描繪吸收率隨波長變化的曲線(吸收線的)。

(14)半寬度(half-width)

在譜線輪廓上強度等於最大強度一半的兩點間的波長間隔。

(15)自吸(self-absorption)

發射源內部受激發原子所發射的輻射部分地被該發射源中存在的同種原子吸收時發生的現象。與光程很短且每單位體積內發射原子數相同的發射源的譜線相比較,自吸的結果,使觀測到的譜線強度減弱、譜線寬度加大所有的發射源,不管其是否均勻,熱發射或非熱發射,都會發生自吸。

(16)自蝕(selff-reversal)

當譜線中心強度低於中心兩側的強度時發生在輻射源的一種現象。此種現象的發生是由於來自於中心部分的輻射被溫度低於中心部分的發射蒸氣的外層所吸收。在極端情況下,譜線的中心強度減弱,留下兩側,呈現出兩條模糊的線。

(17)譜線變寬(ine-broadening)

由於發射原子的熱動(都卜勒效應)、電場(斯塔克效應)、自吸和壓力(勞倫茨效應)而引起的譜線理論寬度的增加此現象導致測量靈敏度的降低。

(18)光譜幹擾(spectral interference)

由於待測元素髮射或吸收的輻射光譜與千擾物或其影響的其他輻射光譜不能完全分離所引起的幹擾。

(19)化學幹擾(chemical interference)

待測元素與其他組分之間的化學作用引起的幹擾效應。

(20)物理幹擾(physical interference)

分析物一種或多種物理性質改變所引起的幹擾。

(21)基體效應(matrix effect)

試樣中與被分析物共存的一種或多種組分所引起的種種幹擾。

(22)基體改進劑(matrix modifier)

它是往石墨爐或試液中加入的一種化學物質,使基體形成易揮發化合物,使其在原子化之前去除,從而避免待測元素的揮發或降低待測元素的揮發性,防止灰化過程中的損失。基體改進劑在控制和消除背景吸收、灰化損失、分析物釋放不完全及釋放速率的變化、難離解氣相化合物的形成等方面起重要作用。

(23)消電離劑(ionization buffer)

是一種提高原子化器中自由電子濃度,以減少和穩定待測元素自由電子電離作用的試劑(緩衝劑)。

(24)火焰原子吸收光譜法(flame atomic absorption spectrometry)

用火焰將欲分析試樣中待測元素轉變為自由原子,通過測量蒸氣相中該元素的基態原子對特徵電磁輻射的吸收,以確定化學元素含量的方法。

(25)無火焰原子吸收光譜法(flameless atomic absorption spectrometry)

用非火焰方法(如電熱、雷射或化學反應等),將欲分析試樣中待測元素轉變為自由原子,通過測量蒸氣相中該元素的基態原子對特徵電磁輻射的吸收,以確定化學元素含量的方法。

(26)電熱原子吸收光譜法(electrothermal atomic absorption spectrometry)

用電熱(如石墨爐等)將欲分析試樣中待測元素轉變為自由原子,通過測量蒸氣相中該元素的基態原子對特徵電磁輻射的吸收,以確定化學元素含量的方法。

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(27)氫化物發生原子吸收光譜法(hydride generation atomic absorption spectrometry)

基於待測元素還原生成氫化物,經加熱(電熱或火焰)分解成該元素的自由原子,通過測量蒸氣相中該元素的基態原子對特徵電磁輻射的吸收,以確定化學元素含量的方法。

(28)冷蒸氣發生測汞火焰原子吸收光譜法(determination of mercury by cold vapour generation atomic absorption spectrometry)

將欲分析試樣中汞離子,還原為自由原子,通過測量蒸氣相中的基態原子對特徵電磁輻射的吸收,以確定汞元素含量的方法。

(29)吸光度A(absorbance)

透光率倒數的以10為底的對數:

(30)(原子的)激發源(atomic excitation source)

使自由原子轉變為激發態原子的裝置。

(31)空心陰極燈(hollow-cathode lamp)

屬於放電燈的一種。其陰極是一種或多種元素的空心體,操作時能使陰極濺射所產生的元素蒸氣發射出特別窄的特徵線。

(32)無極放電燈(electrodeless-discharge lamp)

此種燈無內電極,燈內元素靠高頻電磁場激發。

(33)連續光譜燈(continuum lamp)此種燈在一定波長範圍發出連續發射,即發射不能分解為譜線。

(34)通帶(bandpass)

輻射選擇器從給定光源中分離出的在某標稱波長或頻率處的輻射範圍。

(35)光譜帶寬(spectral band width)

光譜帶寬一般參照通帶輪廓而定義,如同譜線半強寬度是參照發射譜線輪廓而定義一樣。

(36)去溶劑作用(desolvation)去除溶劑,形成溶質顆粒。

(37)揮發作用(volatization)

將含有被分析物的溶質顆粒,從固相或液相轉變為氣相。

(38)原子化作用(atomization)

將含有待測元素的化合物轉變為原子蒸氣。

(39)原子化器(atomizer)

發生原子化作用的裝置。

(40)原子化總效率(overall efficiency of atomization)

在原子化器中轉變為自由原子的待測元素與進入原子化器的待測元素的質量比。

(41)中性火焰(化學計量火焰)(neutral flame;stoichiometric flame)

按化學當量計算的燃料和氧化劑比率燃燒的火焰。

(42)氧化性火焰(貧燃火焰)(oxidizing flame fuel-lean flame)

使用過量氧化劑時的火焰。

(43)還原性火焰(富燃火焰)(reducing flame;fuel-rich flame)

使用過量燃料時的火焰。

(44)預混合燃燒器(premix burner)

燃料、氧化劑和氣溶膠在到達火焰之前已經預先混合的燃燒器。此種燃燒器通常產生層流火焰。

(45)直接噴入式燃燒器(direct-injection burner)

燃料、氧化劑和氣溶膠未經過預先混合而被噴入火焰的燃燒器。此種燃燒器通常產生紊流火焰。

(46)觀察高度(observation height)

觀察光軸與燃燒器頂端水平面之間的垂直距離。

(47)霧化作用(nebulization)

液粒轉變為霧粒。

(48)霧化器(nebulizer)

發生霧化作用的裝置。

(49)噴霧室(spray chamber)

霧化器的腔室。噴入的液體在其中轉變為霧粒。有的霧粒揮發,有的凝聚或沉積於室內,然後作為廢液排出。

(50)霧化效率(efficiency of nebulization)

被分析物進入火焰的量與其提吸量之比。

(51)透光率(transmittance)

透射光通量與入射光通量之比。

(52)吸光率(absorptance)

所吸收的光通量與入射光通量之比。

(53)光譜範圍(spectral range)

儀器可使用的波長範圍。該範圍取決於光源、波長選擇器的光學元件和檢測器。

(54)解析度(resolution)指儀器分開鄰近的兩條譜線的能力。當兩條譜線間最低點的輻射通量與兩譜線中較強者的輻射通量之比小於或等於80%時,即可認為兩條譜線被分開。但此比值僅適用於兩條譜線強度相近的情況。解析度可用該兩個波長的平均值(λ)與兩個波長之最小差(△λ)的比值(λ/△λ)表示。

(55)靈敏度(sensitivity)在一定濃度時,測定值的增量(△X)與相應的待測元素濃度的增量(△C)之比。S=△X/△C。

①特徵濃度(characteristic concentration) 對應於1%淨吸收的被分析物質的(最小)濃度,或對應於0.0044吸光度的被分析物質的濃度,Cc=0.004△C/△X。

②特徵質量(characteristic mass) 0.004吸光度所對應被分析物的質量,Mc=0.0044△m/△X。

(56)檢出限(limit of detection)

能以適當的置信度檢出的待測元素的最小濃度或最小質量。它是用其強度或吸光度接近於空白並顯然是可檢測的溶液,經若干次重複測定所得強度或吸光度標準偏差的K倍求出的量(K一般取3)。檢出限也可以用元素的絕對量表示。

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