化学方法与光谱对比
金属材料化学成分分析的几种方法
金属材料化学成分分析的几种方法
化学成分是决定金属材料性能和质量的主要因素。
因此，标准中对绝大多数金属材料规定了必须保证的化学成分，有的甚至作为主要的质量、品种指标。
化学成分可以通过化学的、物理的多种方法来分析鉴定，目前应用最广的是化学分析法和光谱分析法，此外，设备简单、鉴定速度快的火花鉴定法，也是对钢铁成分鉴定的一种实用的简易方法。
一．化学分析法
根据化学反应来确定金属的组成成分，这种方法统称为化学分析法。
化学分析法分为定性分析和定量分析两种。
通过定性分析，可以鉴定出材料含有哪些元素，但不能确定它们的含量；定量分析，是用来准确测定各种元素的含量。
实际生产中主要采用定量分析。
定量分析的方法为重量分析法和容量分析法。
重量分析法：采用适当的分离手段，使金属中被测定元素与其它成分分离，然后用称重法来测元素含量。
容量分析法：用标准溶液（已知浓度的溶液）与金属中被测元素完全反应，然后根据所消耗标准溶液的体积计算出被测定元素的含量。
二．光谱分析法
各种元素在高温、高能量的激发下都能产生自己特有的光谱，根据元素被激发后所产生的特征光谱来确定金属的化学成分及大致含
量的方法，称光谱分析法。
通常借助于电弧，电火花，激光等外界能源激发试样，使被测元素发出特征光谱。
经分光后与化学元素光谱表对照，做出分析。
三．火花鉴别法
主要用于钢铁，在砂轮磨削下由于摩擦，高温作用，各种元素、微粒氧化时产生的火花数量、形状、分叉、颜色等不同，来鉴别材料化学成分（组成元素）及大致含量的一种方法。
化学分析技术和检测方法
化学分析技术和检测方法化学分析技术和检测方法在现代科学和工业领域中扮演着重要的角色。
它们不仅可以帮助我们了解物质的组成和性质，还可以用于质量控制、环境监测、食品安全等方面。
本文将介绍几种常见的化学分析技术和检测方法，并探讨它们在实际应用中的意义和局限性。
一、光谱分析技术光谱分析技术是利用物质与电磁辐射相互作用的原理来分析和检测物质的组成和性质的一种方法。
常见的光谱分析技术包括紫外可见光谱、红外光谱、核磁共振等。
这些技术通过测量物质对不同波长或频率的辐射的吸收、散射或发射来获取信息。
例如，红外光谱可以用于鉴定有机化合物的功能团和结构，核磁共振可以用于确定分子的结构和原子之间的化学键。
光谱分析技术具有高灵敏度、高分辨率和非破坏性等优点，因此在化学分析和材料科学等领域得到广泛应用。
例如，在药物研发中，光谱分析技术可以用于监测药物的纯度和含量，确保药物的质量和安全性。
然而，光谱分析技术也存在一些局限性，如需要专业的仪器和操作技术、对样品的要求较高等。
二、质谱分析技术质谱分析技术是利用物质的质量和电荷比来分析和检测物质的组成和性质的一种方法。
质谱仪将样品中的分子或原子离子化，并根据其质量和电荷比来分析和鉴定。
质谱分析技术具有高灵敏度、高分辨率和高特异性等优点，广泛应用于生物医学、环境监测、食品安全等领域。
例如，在食品安全领域，质谱分析技术可以用于检测食品中的农药残留、添加剂和食品中的有害物质，确保食品的质量和安全。
然而，质谱分析技术也存在一些挑战，如对仪器和操作技术的要求较高、样品的前处理等。
三、电化学分析技术电化学分析技术是利用物质与电流或电势的关系来分析和检测物质的组成和性质的一种方法。
常见的电化学分析技术包括电解法、电化学阻抗谱等。
电化学分析技术具有灵敏度高、选择性好和实时监测等优点，被广泛应用于环境监测、生物传感器、能源储存等领域。
例如，在环境监测领域，电化学分析技术可以用于检测水体中的重金属离子、有机污染物等，帮助监测和保护环境。
土壤有机质不同测定方法的对比
土壤有机质不同测定方法的对比土壤有机质是指土壤中的有机物质含量，它是土壤中重要的营养贮备物质，对土壤肥力和生态系统的功能具有非常重要的影响。
准确测定土壤有机质含量对于科学评估土壤肥力和环境质量具有重要的意义。
目前，有关土壤有机质含量测定方法众多，各具特点，但其测定结果却有时存在较大差异。
对比不同的土壤有机质测定方法，有助于找到最适合的测定方法，提高土壤有机质测定的准确性。
土壤有机质的测定方法主要有理化法、化学法和光谱法等，下面将对这几种常见的测定方法进行对比分析，以期能够准确地评价土壤有机质含量。
一、理化法理化法是通过物理性质或化学性质的变化，来间接测定土壤有机质含量的方法。
其优点在于操作简单，流程清晰，但是一般只适用于含有机质很少的土壤。
典型的理化法包括重量法和气体法。
重量法是通过干燥土壤样品后，测量土壤重量的减少来计算有机质含量，这种方法操作简单，但是对于含水量和含盐量较高的土壤，测定结果可能会有偏差。
气体法则是通过测定土壤中有机质的燃烧产生的气体体积，来计算有机质含量，但是该方法需要专门的仪器设备，成本较高，且对于深层含有机质的土壤测定效果较差。
二、化学法化学法是常见的土壤有机质测定方法，其原理是通过特定试剂与土壤中的有机质发生化学反应，再通过定量测定试剂消耗量来计算有机质含量。
化学法的优点是准确性高，适用范围广，但也因为需要较多的试剂和仪器，操作较为繁琐。
目前常用的化学法测定土壤有机质含量的方法有碱液挥发法、酸性消解法和氧化法等。
碱液挥发法是通过用碱液溶解土壤中的有机质，再通过加热挥发的方法来测定有机质含量，操作简单，但对含碱不溶物和颗粒粗糙的土壤测定效果较差；酸性消解法则是将土壤样品加入强酸中消解，再通过测定产生的CO2来计算有机质含量，但是该方法需要严格控制反应条件，且对于含镁铝矿物的土壤效果不佳；氧化法则是通过氧化剂氧化土壤中的有机物，再通过测定剩余的氧化剂来计算有机质含量，但是该方法对于含有机质形态复杂的土壤样品测定结果可能有偏差。
光谱分析法和化学分析法优缺点
一、分析的方法不同：化学分析是指利用化学反应和它的计量关系来确定被测物质的组成和含量的一类分析方法。
测定时需使用化学试剂、天平和一些玻璃器皿。
仪器分析（近代分析法或物理分析法）：是基于与物质的物理或物理化学性质而建立起来的分析方法。
这类方法通常是测量光、电、磁、声、热等物理量而得到分析结果，而测量这些物理量，一般要使用比较复杂或特殊的仪器设备，故称为“仪器分析”。
仪器分析除了可用于定性和定量分析外，还可用于结构、价态、状态分析，微区和薄层分析，微量及超痕量分析等，是分析化学发展的方向。
二、仪器分析（与化学分析比较）的特点：L级，甚至更低。
适合于微量、痕量和超痕量成分的测定。
μg、μ1. 灵敏度高，检出限量可降低。
如样品用量由化学分析的mL、mg级降低到仪器分析的2. 选择性好。
很多的仪器分析方法可以通过选择或调整测定的条件，使共存的组分测定时，相互间不产生干扰。
3. 操作简便，分析速度快，容易实现自动化。
仪器分析的特点（与化学分析比较）4. 相对误差较大。
化学分析一般可用于常量和高含量成分分析，准确度较高，误差小于千分之几。
多数仪器分析相对误差较大，一般为5%，不适用于常量和高含量成分分析。
5. 仪器分析需要价格比较昂贵的专用仪器。
三、仪器分析与分析化学的关系：二者之间并不是孤立的，区别也不是绝对的严格的。
a. 仪器分析方法是在化学分析的基础上发展起来的。
许多仪器分析方法中的式样处理涉及到化学分析方法（试样的处理、分离及干扰的掩蔽等）；同时仪器分析方法大多都是相对的分析方法，要用标准溶液来校对，而标准溶液大多需要用化学分析方法来标定等。
b. 随着科学技术的发展，化学分析方法也逐步实现仪器化和自动化以及使用复杂的仪器设备。
化学分析和仪器分析方法比较与测定
能级跃迁
紫外-可见光谱属于电子跃 迁光谱。
电子能级间跃迁的同时总伴 随有振动和转动能级间的 跃迁。即电子光谱中总包 含有振动能级和转动能级 间跃迁产生的若干谱线而 呈现宽谱带。
化学分析与仪器分 析方法比较和测定
吸收光谱 Absorption Spectrum
S3
重量法 m(Fe2O3)≈0.14mg, 称不准 V(K2Cr2O7)≈0.02mL, 测不准
光度法 结果0.048%～0.052%, 满足要求
化学分析与仪器分 析方法比较和测定
基于物质光化学性质而建立起来的分析方法称之为光化学 分析法。 分为:光谱分析法和非光谱分析法。
光谱分析法是指在光（或其它能量）的作用下，通过 测量物质产生的发射光、吸收光或散射光的波长和强度来 进行分析的方法。
蓝 绿蓝 蓝绿
绿 黄绿
黄 橙 红
化学分析与仪器分 析方法比较和测定
互补光 黄绿
黄 橙 红 红紫 紫 蓝 绿蓝 蓝绿
吸收曲线的讨论：
（1）同一种物质对不同波长光的吸光度不 同。吸光度最大处对应的波长称为最大吸收波长 λmax
（2）不同浓度的同一种物质，其吸收曲线 形状相似λmax不变。而对于不同物质，它们的 吸收曲线形状和λmax则不同。
与物质作用
电场向量 Y
Z 磁场向量
X 传播方向
化学分析与仪器分 析方法比较和测定
光学光谱区
远紫外 近紫外 可见 近红外 中红外
（真空紫外）
远红外
10nm~200nm 200nm 400nm 750 nm 2.5 m
50 m
~400nm ~ 750nm ~ 2.5 m ~ 50 m ~300 m
钢材化学成分分析方法对比
钢材化学成分分析方法对比摘要：随着我国钢铁工业的不断发展，钢材中微量元素的测定已成为钢铁行业中较为关注的问题。
传统的化学方法在测定钢材微量元素的过程中暴露出了一些问题。
而近些年，光谱分析法在钢铁生产过程中，逐渐应用于钢材的质量控制过程中。
关键词：光谱分析化学分析钢铁1、前言钢是钢材含碳量在0.04％-2.3％之间的铁碳合金。
为了保证其韧性和塑性，含碳量一般不超过1.7％。
而钢含有主要元素除铁、碳外，还有硫、硅、锰、磷、鉻、钼、钒等微量元素。
这些元素的含量在一定程度上影响着钢材的特性和质量。
对钢材中微量元素的测定是钢材生产过程中质量控制的重要环节。
对于钢材中微量元素的测定，传统的方法是通过化学方法将钢材中的微量元素消解、溶出，然后通过火焰吸收、分光光度法或者重量法等方法对微量元素加以测定。
但随着我国国民经济的不断发展，钢材生产技术的也蓬勃发展，对钢材的需求越来越大，传统的化学方法在测定钢材微量元素的过程中暴露出了一些问题。
而近些年，光谱分析法在钢铁生产过程中，逐渐应用于钢材的质量控制过程中。
2、光谱分析与化学分析的工作原理光谱分析所采用的原理是用电弧或者电火花的高温使得样品中各种元素从固态直接气化并激发而发射出各种元素的特征波长，用光栅分光后，直接成为按波长排列的“光谱”，这些元素的特征光谱线通过出射夹缝，射入各自的光电倍增管，光信号变成电信号，经仪器的控制测量系统将电信号积分并进行模数转换，然后用计算机处理，计算出各种元素的百分含量。
化学方法测定钢材中的各种元素的原理一般为通过化学的方法将钢材中的特定元素溶解，然后根据其物理或者化学性质进行重量法或者显色法等方法测定。
例如：针对钢铁的锰元素，将所测元素锰在适宜的酸度下溶解，硝酸银作催化剂，用过硫酸铵将锰氧化为紫红色的七价锰，然后通过分光光度计测其吸光度；磷在氧化剂过硫酸钾存在的情况下，通过高温消解将磷氧化为正磷酸盐，磷酸与钼酸铵在适宜的酸度条件下生成黄色的络合物，在催化剂硝酸铋存在的情况下，用抗坏血酸将磷钼黄络合物还原为磷钼蓝络合物，用分光光度计测其吸光度；硅用稀酸溶解试样，使硅转化为可溶性的硅酸，将硅酸放于微酸性溶液中与钼酸铵结合成具有黄色的硅钼杂多酸。
比较鉴别法的分类
比较鉴别法的分类药物鉴别方法应专属性强、重现性好、灵敏、简便、快速。
常用的鉴别方法有化学法、光谱法和色谱法。
一、化学鉴别法化学鉴别法的特点:反应迅速、现象明显、操作简便、成本低廉。
不要求是否反应完全,只要发生反应即可。
1.呈色反应鉴别法呈色反应鉴别法是指供试品溶液中加入适当的试剂溶液,在一定条件下进行反应,生成易于观测的有色产物。
在鉴别试验中最为常用的呈色反应类型有以下几个。
(1)三氯化铁呈色反应:应用于含有酚羟基或水解后产生酚羟基的药物,如水杨酸及其盐。
(2)异羟肟酸铁反应:应用于含有芳酸、芳酸酯或酰胺的药物,如β-内酰胺类。
(3)茚三酮呈色反应:应用于含有脂肪氨基的药物,如氨基糖苷类。
(4)重氮化-偶合显色反应:应用于含有芳伯氨基或能产生芳伯氨基的药物,如奥沙西泮、贝诺酯。
(5)氧化还原显色反应:应用于能与氧化剂或还原剂发生反应而显色的药物,如盐酸氯丙嗪、肾上腺素。
(6)其他颜色反应:如维生素a。
2.沉淀生成反应鉴别法沉淀生成反应鉴别法是指供试品溶液中加人适当的试剂溶液,在一定条件下进行反应,生成不同颜色或特殊形状的沉淀。
(1)与重金属离子的沉淀反应:在一定条件下,药物和重金属离子反应,生成不同形式的沉淀,如巴比妥类药物。
(2)与硫氰化铬胺(雷氏盐)的沉淀反应:应用于生物碱及其盐或具有芳香环的有机碱及其盐,如硫酸阿托品。
(3)其他沉淀反应:如维生素b1。
3.荧光反应鉴别法常用的荧光发射形式有以下类型。
(1)药物本身在可见光下能发出荧光。
(2)药物溶液加硫酸使呈酸性后,在可见光下发射荧光,如苯并二氮杂类药物。
(3)药物和溴反应后,在可见光下发射荧光。
(4)药物和间苯二酚反应后,发射出荧光或药物经其他反应后发射荧光。
4.气体生成反应鉴别法(1)大多数的胺(铵)类药物、酰脲类药物以及某些酰胺类药物,可经强碱处理后,加热,产生氨气,如普鲁卡因。
(2)化学结构中含硫的药物,可经强酸处理后,加热,产生硫化氢气体。
原子光谱与分析化学：原子光谱与分析方法
原子光谱与分析化学：原子光谱与分析方法原子光谱是分析化学中一种重要的分析方法。
它通过测量原子吸收、发射或荧光等现象，来定量或定性分析样品中元素的含量或存在形式。
原子光谱广泛应用于环境监测、食品安全、药物分析等领域。
一、原子光谱的基本原理原子光谱的基本原理是基于原子在光场中的相互作用。
根据能量差异，原子能够吸收或发射特定波长的光线。
这些特定波长称为谱线，它们与元素的能级结构密切相关。
原子光谱分为原子吸收光谱（AAS）、原子发射光谱（AES）和原子荧光光谱（AFS）等不同类型，具体方法的选择取决于分析目的和要求。
二、原子吸收光谱（AAS）原子吸收光谱是常用的原子光谱分析方法之一。
它利用样品中的元素原子在光源的辐射下，吸收特定波长的光线并产生吸收峰。
通过测量吸收峰的强度，可以确定样品中元素的含量。
AAS具有选择性好、灵敏度高等优点，广泛应用于环境监测、食品安全等领域。
三、原子发射光谱（AES）原子发射光谱是另一种常用的原子光谱分析方法。
它利用样品中的元素原子在高温条件下被激发，从基态跃迁到高能级发射特定波长的光线。
通过测量发射峰的强度，可以确定样品中元素的含量。
AES具有高分辨率、广线性范围等优点，被广泛用于合金、矿石等材料的分析。
四、原子荧光光谱（AFS）原子荧光光谱是一种敏感度较高的原子光谱分析方法。
它利用特定的荧光物质与样品中元素发生反应后产生荧光信号。
通过测量荧光强度，可以定量分析样品中元素的含量。
AFS适用于高灵敏度需求的分析，例如微量元素分析和环境污染物检测等。
五、原子光谱在分析化学中的应用原子光谱已成为分析化学中不可或缺的分析手段。
它在环境监测中可以准确测定土壤、水体和大气中的元素污染物含量，有助于环境保护与治理。
在食品安全领域，原子光谱可以检测食品中的重金属、农药残留等有害物质，确保食品质量。
此外，原子光谱还广泛应用于药物分析、矿石分析和冶金分析等领域。
六、发展趋势随着科学技术的不断进步，原子光谱分析方法也在不断发展。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
化学方法与光谱对比 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】
在当今工业快速发展的社会，光谱分析仪器和化学分析仪器在冶金、化学、制药、机械、新材料开发、航空、宇宙探索等很多领域都有着很广泛的应用。
两者之间又有着各自的优点和不足。
光谱分析仪的优点：
1. 采样方式灵活，对于稀有和贵重金属的检测和分析可以节约取样带来的损耗。
2. 测试速率高，可设定多通道瞬间多点采集，并通过计算器实时输出。
3. 对于一些机械零件可以做到无损检测，而不破坏样品，便于进行无损检测。
4. 分析速度较快，比较适用做炉前分析或现场分析，从而达到快速检测。
5. 分析结果的准确性是建立在化学分析标样的基础上。
光谱分析仪的缺点：
1. 对于非金属和界于金属和非金属之间的元素很难做到准确检测。
2. 不是原始方法，不能作为仲裁分析方法，检测结果不能做为国家认证依据。
3. 受各企业产品相对垄断的因素，购买和维护成本都比较高，性价比较低。
4. 需要大量代表性样品进行化学分析建模，对于小批量样品检测显然不切实际。
5. 模型需要不断更新，在仪器发生变化或者标准样品发生变化时，模型也要变化。
6. 建模成本很高，测试成本也就比较大了，当然对于大量样品检测时，测试成本会下降。
7. 易受光学系统参数等外部或内部因素影响，经常出现曲线非线性问题，对检测结果的准确度影响较大。
化学分析仪的优点
1. 化学分析法是国家实验室所使用的仲裁分析方法，准确度高。
2. 对于各元素之间的干扰可以用化学试剂屏蔽，做到元素之间互不干扰，曲线可进行非线性回归，确保了检测的准确性。
3. 取样过程是深入样品中心和多点采集，更具有代表性，特别是对于不均匀性样品和表面处理后的样品可准确检测。
4. 应用领域广泛，局限性小，可建立标准曲线进行测定，仪器可进行曲线自我检测。
5. 购买和维护成本低，维护比较简单。
化学分析仪的缺点：
1. 流程比光谱分析法较多，工作量较大。
2. 不适用于炉前快速分析。
3. 对于检测样品会因为取样过程遭到破坏。
从铸造行业来说有以下有点一、炉中取的样品只要打磨掉表面氧化皮，固体样品即可放在样品台上激发，免去了化学分析钻取试样的麻烦。
对于铝及铜、锌等有色金属样品而言，可用小车床车去表面氧化皮即可。
二、
从样品激发到计算机报出元素分析含量只需20-30秒钟，速度非常快，有利于缩短冶炼时间，降低成本。
特别是对那些容易烧损的元素，更便于控制其最后的成份。
三、
样品中所有要分析的元素（几个甚至十几个）可以一次同时分析出来，对于牌号复杂的产品，要求分析元素愈多愈合算，经济效益好。
四、
分析精度非常高，可以有效控制产品的化学成份，保证它能符合国家标准的规格，甚至可将合金成份控制到规格的中下限，以节省中间合金或铁合金的消耗。
五、
分析数据可以从计算机打印出来或存入软盘中，作为永久性记录。
总之，从技术角度来看光电光谱分析，可以说至今还没有比它能更有效的用于炉前快速分析的仪器，具备了那么多的特点而能取代它。
所以世界上冶炼、铸造以及其他金属加工企业均竞相采用这类仪器成为一种常规分析手段，从保证产品质量，从经济效益等方面，它是十分有利的分析工具。
缺点主要是：火花光谱仪很多元素测定含量范围较窄。
同时由于他是表面分析，所以对于偏析较大的样品结果代表性差。
第三就是氩气耗量大，这是一笔不小的开支。