空气或一氧化二氮-哪种是火焰原子吸收光谱分析的合适氧化剂气体?
火焰原子吸收光谱法除燃料气外,还需要一种氧化剂气体来支持燃烧。常用作氧化剂的两种气体是空气和一氧化二氮。你有没有想过,是什么因素帮助你在这两种气体之间做出决定,以及为什么从来都不推荐使用纯氧。
请阅读下面的文章,以获得这些问题的答案。
火焰雾化过程
了解样品引入时火焰中发生的雾化过程是非常重要的。你们大多数人都记得你们在学校实验室进行的简单的火焰测试,以识别碱和碱土金属盐。在本生火焰中加入盐,可产生钠黄、钙砖红、钡绿等特征颜色。用原子吸收光谱仪对元素周期表中约35种元素进行了定性和定量的估计,也采用了同样的原理。含有感兴趣元素的溶液与燃料和氧化剂气体混合物按预先确定的比例一起引入火焰。
样品以微小液滴的形式进入火焰。由于火焰的高温,溶剂首先蒸发,固体盐或晶体保留下来。固体瞬间熔化,形成分子蒸气。化学键的热分解导致感兴趣元素的基态原子的形成,这些原子有助于从光源吸收特征波长。样品在光束路径内的停留时间非常短,大约是\(10^-^3\)秒,为了获得最佳结果,整个雾化到基态和光吸收过程必须在这段时间内完成。对于大多数使用原子吸收光谱分析的元素来说,这段时间足以发生完全的原子化和吸收。
氧化剂气体的选择
两种常用的气体组合为:
- 空气-乙炔
- 一氧化二氮-乙炔
空气-乙炔火焰的温度范围为2150°C–2300°C,足以在样品停留在火焰中期间将大多数元素的分子分解为基态原子。可使用该气体组合分析的此类元素的示例为Ca、Mg、K、Na、Fe和其他过渡元素的盐。
一氧化二氮,乙炔组合
一些元素如钛、钒、铬、锇、铑、铝等具有高熔点,它们的氧化物也在高温下离解。这种元件称为耐火元件。当需要更热的火焰时,一氧化二氮可用作氧化剂气体。它没有爆炸危险,温度达到3000°C。在这种温度下,这些元素的化合物很容易发生分子离解。同时,重要的是要认识到,过高的温度没有任何好处,因为一小部分原子会在这样的温度下电离,而这样的电离原子不会吸收与基态原子相同的波长,从而导致吸收测量值下降。
现在让我们来看看为什么纯氧不被用作氧化剂气体的问题。不使用纯氧,因为产生的火焰传播速度很快,这将使回火不可避免。
希望你发现这篇文章对选择火焰中的氧化剂气体很有用原子吸收光谱法分析。
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我想知道是否有一个表,我可以看到我应该使用哪种混合物来确定各种元素???
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空气乙炔燃料和一氧化二氮燃料的主要区别是什么?
一氧化二氮不是燃料,它是用来代替空气的氧化剂。在这两种情况下,乙炔都是燃料。使用一氧化二氮有助于在火焰中达到金属电离所需的更高温度。