
【化】 flame spectrometric analysis
blaze; flamboyance; flame; flare-up
【化】 flame
【醫】 flame
【化】 spectral analysis; spectroanalysis; spectrographic analysis
spectrum analysis
【醫】 spectroscopic analysis
火焰光譜分析(Flame Spectrophotometry)是一種基于原子發射光譜原理的分析技術,通過測量物質在高溫火焰中激發産生的特征光譜來确定元素成分及濃度。該技術英文術語對應"Flame Emission Spectrometry"(火焰發射光譜法)或"Atomic Emission Spectrometry, AES"(原子發射光譜法)。
技術原理
樣品溶液經霧化器形成氣溶膠導入火焰,金屬元素在2000-3000℃高溫下經曆蒸發、解離、激發過程。受激原子返回基态時發射特定波長光輻射,其強度與元素濃度成正比。特征譜線通過單色器分離後由光電檢測系統定量,依據朗伯-比爾定律建立标準曲線進行計算。
應用範疇
技術優勢
相比電感耦合等離子體光譜(ICP),火焰光譜具有設備成本低、操作簡便的特點,特别適合堿金屬和堿土金屬元素的常規檢測。國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)将其列為基礎光譜分析法之一,檢測限可達ppm級。
曆史沿革
該技術可追溯至1860年本生與基爾霍夫創建的首台火焰光譜儀,1955年商業儀器問世推動其工業化應用。現代儀器多配備氘燈背景校正系統和數字信號處理器,顯著提升分析精度(《儀器分析教程》第二版)。
火焰光譜分析是一種基于原子發射光譜的元素定量分析方法,其核心原理是利用火焰作為激發源,使被測元素原子化并激發發光,通過測量特征譜線強度來确定元素濃度。以下是具體解析:
原子激發與發光
樣品溶液經霧化導入火焰(溫度通常1800-2500℃)後,經曆蒸發、解離、原子化及激發過程。激發态原子返回基态時發射特定波長的光,例如鈉發射黃光(589 nm)、鉀發射深紅色光(767 nm)。
定量關系
特征譜線強度(I)與元素濃度(C)存在正相關,公式為:
$$
I = aC^b
$$
其中,a和b為實驗常數,受火焰溫度、樣品組成等因素影響。
火焰光譜屬于發射光譜分析,區别于吸收光譜法(如原子吸收光譜)。前者直接測量激發态原子發射的光,後者則基于基态原子對光的吸收。
通過結合火焰激發與光電檢測技術,該方法在環境監測、地質勘探及工業分析中具有重要價值。如需更完整的實驗步驟或儀器參數,可參考相關标準方法文獻。
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