火焰光度法(又称火焰发射光谱法),是一种使用火焰作为激发光源对样品中的元素进行定性分析和定量分析的技术。火焰光度法的概念是在 19 世纪 60 年代初由基尔霍夫(Kirchhoff)和本生(Bunsen)提出的,他们发现特定元素在火焰中被激发时会发出特征辐射。根据这一概念所开发出的第一台仪器能够使用本生焰来测量草木灰中的钠(Na)。然而,其中的挑战是:需要找到能够将样品引入到火焰中最有效的方法。直到 1929 年,当伦德加特(Lundegardh)推出雾化器时,才取得了重大突破,从而使其能够将样品重复地引入到火焰中。
在火焰发射光谱法中,通过将高压气流穿过装有样品的毛细管末端并将其吸入雾室,雾化器便能够将液体样品转化为细雾或气溶胶。产生的气溶胶随后会被输送到燃烧器中,火焰的热量将会使得气溶胶发生脱溶,从而形成干燥颗粒,经过挥发后的颗粒能够产生自由原子以供分析。
早期的仪器通常会使用石英棱镜摄谱仪和照相记录的方式来原子发射谱线进行分散和捕获。然而,滤光片和光电探测器的进步不仅取代了这些组件,同时还提高了准确度和便利性。
火焰光度法指的是将样品溶液引入到雾化器,通过雾化器将其转化为细雾或气溶胶到过程。雾化后的样品将会与空气或氧气、丙烷或乙炔等燃料气体一起进入火焰。火焰提供了必要的热激发,这使得样品中的原子能够获得能量。当这些被激发的原子发生弛豫时,它们所发射的辐射就会被光电管或光电倍增管检测到。
火焰光度法在测量钠、钾、锂和钙元素方面尤为有效。火焰光度法中使用的火焰通常是温度范围为 1900-2000 °C的丙烷-空气火焰,但也可以使用丁烷-空气或天然气-空气来对火焰进行替代。另外,火焰光度法同样也存在一些局限性,这可以通过使用更高的温度、更多的还原焰(例如空气-乙炔)和更高分辨率的光谱检测来进行克服。然而,与适用范围更广的火焰原子吸收光谱法或原子吸收光谱(AAS)技术相比,这些方法在成本上并不具有竞争力。
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