仪器分析是指采用比较复杂或特殊的仪器设备,通过测量物质的某些物理或物理性质的参数及其变化来获取物质的化学组成、成分含量及化学结构等信息的一类方法。仪器分析与化学分析(chemical analysis)是分析化学(analytical chemistry)的两个分析方法。
仪器分析的分析对象一般是半微量(-)、微量(-10mg)、超微量()组分的分析,灵敏度高;而化学分析一般是半微量(-)、常量()组分的分析,准确度高。
仪器分析大致可以分为:电化学分析法、核磁共振波谱法、原子发射光谱法、气相色谱法、原子吸收光谱法、高效液相色谱法、紫外-可见光谱法、质谱分析法、红外半岛体育 半岛官网光谱法、其它仪器分析法等。
1、灵敏度高:大多数仪器分析法适用于微量、痕量分析。例如,原子吸收分光光度法测定某些元素的绝对灵敏度可达10^-14g。电子光谱甚至可达10^-18g。
2、取样量少:化学分析法需用10^-1~10^-4g;仪器分析试样常在10^-2~10^-8g。
3、在低浓度下的分析准确度较高:含量在10-5%~10-9%范围内的杂质测定,相对误差低达1%~10%。
4、快速:例如,发射光谱分析法在1min内可同时测定水中48个元素,灵敏度可达ng?-1级。
5、可进行无损分析:有时可在不破坏试样的情况下进行测定,适于考古、文物等特殊领域的分析。有的方法还能进行表面或微区分析,或试样可回收。
6、能进行多信息或特殊功能的分析:有时可同时作定性、定量分析,有时可同时测定材料的组分比和原子的价态。放射性分析法还可作痕量杂质分析。
7、专一性强:例如,用单晶X衍射仪可专测晶体结构;用离子选择性电极可测指定离子的浓度等。
8、便于遥测、遥控、自动化:可作即时、在线分析控半岛体育 半岛官网制生产过程、环境自动监测与控制。
9、操作较简便:省去了繁多化学操作过程。随自动化、程序化程度的提高操作将更趋于简化。
(编者注:因乘法幂次不好显示,编为:“^,即10^-1为10的负一次方,以下类同)
发射光谱法:依据物质被激发发光而形成的光谱来分析其化学成分。使用不同的激发源而有不同名称的光谱法。如用高频电感耦合等离子体(ICP)作激发源,称高频电感耦合等离子体发射光谱法;如用激光作光源,称激光探针显微分析。
原子吸收光谱法:基于待测元素的特征光谱,被蒸发中待测元素的气态原子所吸收,而测量谱线强度减弱程度(吸收度)求出样品中待测元素含量。应用较广的有火焰原子吸收法和非火焰原子吸收法,后者的灵敏度较前者高4~5个数量级。
原子荧光分光光度法:通过测量待测元素的原子蒸气在辐射能激发下所产生的荧光发射强度来测定待测元素。
红外吸收光谱法:主要用于鉴定有机化合物的组成,确定化学基因及定量分析,近年来已用于无机化合物。
紫外可见分光光度法:适用于低含量组分测定,还可以进行多组分混合物的分析。利用催化反应可大大提高该法的灵敏度。
红外傅里叶变换光谱法:光信号以干涉图形式输入计算机进行傅里叶变换的数学处理,具有信噪比大、灵敏度高等特点。