
【化】 flame spectrometric analysis
blaze; flamboyance; flame; flare-up
【化】 flame
【医】 flame
【化】 spectral analysis; spectroanalysis; spectrographic analysis
spectrum analysis
【医】 spectroscopic analysis
火焰光谱分析(Flame Spectrophotometry)是一种基于原子发射光谱原理的分析技术,通过测量物质在高温火焰中激发产生的特征光谱来确定元素成分及浓度。该技术英文术语对应"Flame Emission Spectrometry"(火焰发射光谱法)或"Atomic Emission Spectrometry, AES"(原子发射光谱法)。
技术原理
样品溶液经雾化器形成气溶胶导入火焰,金属元素在2000-3000℃高温下经历蒸发、解离、激发过程。受激原子返回基态时发射特定波长光辐射,其强度与元素浓度成正比。特征谱线通过单色器分离后由光电检测系统定量,依据朗伯-比尔定律建立标准曲线进行计算。
应用范畴
技术优势
相比电感耦合等离子体光谱(ICP),火焰光谱具有设备成本低、操作简便的特点,特别适合碱金属和碱土金属元素的常规检测。国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)将其列为基础光谱分析法之一,检测限可达ppm级。
历史沿革
该技术可追溯至1860年本生与基尔霍夫创建的首台火焰光谱仪,1955年商业仪器问世推动其工业化应用。现代仪器多配备氘灯背景校正系统和数字信号处理器,显著提升分析精度(《仪器分析教程》第二版)。
火焰光谱分析是一种基于原子发射光谱的元素定量分析方法,其核心原理是利用火焰作为激发源,使被测元素原子化并激发发光,通过测量特征谱线强度来确定元素浓度。以下是具体解析:
原子激发与发光
样品溶液经雾化导入火焰(温度通常1800-2500℃)后,经历蒸发、解离、原子化及激发过程。激发态原子返回基态时发射特定波长的光,例如钠发射黄光(589 nm)、钾发射深红色光(767 nm)。
定量关系
特征谱线强度(I)与元素浓度(C)存在正相关,公式为:
$$
I = aC^b
$$
其中,a和b为实验常数,受火焰温度、样品组成等因素影响。
火焰光谱属于发射光谱分析,区别于吸收光谱法(如原子吸收光谱)。前者直接测量激发态原子发射的光,后者则基于基态原子对光的吸收。
通过结合火焰激发与光电检测技术,该方法在环境监测、地质勘探及工业分析中具有重要价值。如需更完整的实验步骤或仪器参数,可参考相关标准方法文献。
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