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气相分子吸收光谱法简介

作者:北京东方安杰科技有限公司 发布于:2015/7/24 10:36:21 点击量:

气相分子吸收光谱法是20世纪70年代兴起的一种简便、快速的分析手段。1976年 Toyin A. Arowolo、Malcolm S. Cresser 等人首先提出该法(Gas-Phase Molecular Absorption Spectrometry,简称GPMAS),Syty最先应用该法测定了SO2,并设计了吹气反应装置。此后分析家们成功地测定了腐蚀性、挥发性的气体,如I2和Br2、H2S、NOCL、HCN、NO2和NO,Rechikov等人测定了用于半导体工艺的惰性气体混合的氢化物气体中的B、N、P、As、Sb、Si、Ge、Sn的氢化物。

气相分子吸收光谱法(简称 GPMAS)是基于被测成分所分解成的气体对光的吸收强度与被测成分浓度的关系遵守光吸收定律这一原则来进行定量测定的;根据吸收波长的不同,也可以确定被测定的成分而进行定性分析。


原理

气相分子吸收光谱法是利用基态的气体分子能吸收特定紫外光谱的一种测量方法,利用气体的分子振动吸收原理,气体浓度与吸光度呈现一定的线性关系:
当光强度为I0的光速通过被测样品浓度为C的气体时,光强度减弱至I,它遵循朗伯—比尔定律:
式中:
 ,
 ——入射光及通过样品后的透射光强度;
A——吸光度(absorbance)旧称光密度(optical density);
C——样品浓度;
d——光程,即盛放溶液的液槽的透光厚度;
k——光被吸收的比例系数;
T——透射比,即透射光强度与入射光强度之比。

这个方程式说明,吸光度与样品中被测成份分解成气体的密度呈线性关系。而气体的密度又与被测成份浓度呈定量关系,因此所测定的吸光度即与样品中被测成份浓度呈线性关系。


实现

首先通过化学反应,将水溶液中的离子或者分子转化为某种气体。气体分子在不受外界影响的情况下,通常处于相对稳定的状态,称之为基态气体分子。但是,一旦这些气体分子接受到特定波长的光辐射时,很容易产生相应的分子振动。发生分子振动所需能量是一定的,这种特定的能量称为分子特征谱线。在气相分子吸收光谱法中,选特定波长的光源,气态分子对该光源发出的特征波长光产生分子振动吸收,根据光的被吸收程度计算出分子浓度。


应用

可用于测定氨氮、总氮、硫化物、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、凯氏氮等。
气相分子吸收光谱法适合用于阴离子和一些酸根的测定。与离子色谱法相比,虽然不能对多组分(在各组分浓度相差不大时)进行连续测定,但气相分子吸收光谱法的检测灵敏度和测定浓度范围都高于离子色谱法,它对水样的清洁度要求不高,适用于测定污水样品。
国内也有对成分较为复杂的炼油废水进行检测的研究和文献。
相关中华人民共和国环境保护行业标准(标准号)为:HJ/T195-2005、HJ/T196-2005、HJ/T197-2005、HJ/T198-2005、HJ/T199-2005、HJ/T200-2005。

使用气相分子吸收光谱法测定成分含量的仪器称为:气相分子吸收光谱仪。


在中国的发展

国内对气相分子吸收光谱法的研究较晚,在此领域已知最早的文献是刊登于《分析化学》1991年12月刊的《气相分子吸收光谱法测定亚硝酸根的研究》。

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