当初在实验室做仪器分析实训的时候,被老师突然提问光学分析法有哪些类型,当场卡壳闹了个大红脸。
之后连着一周泡在实验室,对着各类光学检测仪器反复实操,慢慢摸清了所有主流分类,也纠正了之前混乱的认知。
光学分析法-吸收光谱类
吸收光谱分析法是实验室最常用的光学分析手段,原理特别直白,就是利用待测物质对特定波长光的选择性吸收,根据吸光度数值判断物质含量和浓度。那段时间天天操作紫外-可见分光光度计、原子吸收分光光度计,几乎把这类仪器的操作流程摸透了。
常见的吸收型光学分析方法包含三种核心类型,覆盖了常规检测绝大多数场景。
- 紫外-可见分光光度法:适用于有机物、部分无机离子的定量检测,检测范围广、操作门槛低
- 红外分光光度法:主要用于物质结构定性分析,依靠分子振动吸收光谱判定物质种类
- 原子吸收光谱法:专门针对金属元素定量检测,精度很高,是重金属检测的核心方法
很多新手会混淆红外和紫外的用途,其实完全不用纠结,红外侧重定性辨结构,紫外侧重定量测浓度,实操里区分得很清楚。
光学分析法-发射光谱类
发射光谱类和吸收类刚好相反,不需要外部光源照射待测物,而是通过外界能量激发物质,让物质自身发光,再根据发射出的光谱信号完成分析。
当时做实训的时候,最头疼的就是这类仪器,点火、调参数的步骤特别繁琐,稍微出错数据就会飘。日常检测里最常用的是原子发射光谱法、荧光分析法,还有火焰光度法。原子发射光谱法可以一次性检测多种金属、非金属元素,适合批量样品的元素筛查;荧光分析法灵敏度比吸收法更高,针对微量、痕量物质检测效果更好。
火焰光度法就比较小众了,基本只用来检测钾、钠这类碱金属,普通实验室很少频繁用到。
光学分析法-散射与折射类
这是最容易被忽略的一类光学分析法,很多教材只会重点讲吸收和发射,实操里却经常用到。
核心原理是利用光穿过待测体系时,发生的散射、折射、衍射等物理变化,完成物质分析,不依赖光谱的吸收和发射信号。日常最常见的就是比浊法和折射法,比浊法常用于检测水体中的悬浮物、浑浊度,水质检测实验室基本每天都会用到;折射法则是通过测定物质折射率,判断溶液浓度,比如糖水、盐水的浓度快速检测。
光学分析法的核心分类就这三大体系。
现在回看当初的实训笔记,最可惜的就是一开始死记硬背分类,没有结合仪器实操理解,白白浪费了好多时间。