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化学计量仪器及其分类

发布时间:2019-10-23 阅读:161

化学类仪器由于设计原理各异、类别及型号规格多等特点,目前按化学检测理论和仪器的制造原理,已形成了很多类别。又因化学类计量仪器都是多参数校准,在校准实验室认可“推荐批准的实验室校准能力范围”表中,对典型仪器的“校准参数”应该规范和统一表述。


1、电学式仪器,它是依据被测试样溶液的电化学性质及其变化,测量溶液的电位、电导、电量、电流等电化学参量与被测物质含量之间的定量关系。根据所测电化学参量的不同,常用电化学类仪器有酸度计、离子计、电导率仪、电解仪、电位滴定仪、库伦仪、极谱仪等,这一类仪器都是把被测物质在溶液中的量“浓度”转化成电化学参量。所以这一类仪器主要校准参数都可表示为“浓度”。对一台具体仪器来说,如酸度计,校准参数可表示为“酸度”;电导率仪可表示为“电导率”;离子计可表示为“活度”等等。实际上“酸度”、“电导率”、“活度”的数值都是指不同被测物质或杂质在溶液中的含量,即“浓度”。


2、分子光谱仪器,它是依据物质的Z小微粒分子与辐射能发生相互作用后,分子吸收不同辐射频率的能量而发生不同能级跃迁,产生的吸收或散射光的波长或强度信号来检测物质含量或确立复杂化合物结构。这类仪器种类、型号及规格也很多,且国内外经典的仪器也多,如可见分光光度计、单光束、双光束、紫外可见分光光度计、光栅分光光度计、双光束近红外分光光度计、傅立叶红外光谱仪、荧光分光光度计、磷光光谱仪等。这一类仪器主要是检测不同物质或有色络合物通过不同波长或波数后选择吸收的特性对物质进行定性鉴别和定量分析。由于仪器不是直接测定物质的“浓度”,因此分子光谱仪器的波长(或波数)及透射比是主要校准参数。


3、原子光谱仪器,是依据组成物质分子的原子吸收能量以后,由基态跃迁到激发态,引起辐射光强度改变,而特殊光谱的强度又与发光物质的含量存在定量关系的原理设计制造的。这一类仪器又可分为原子发射光谱仪,如看谱仪、摄谱仪、光电直续光谱仪、电感耦合等离子体发射光谱仪等;原子吸收光谱仪,如多种型号的原子吸收分光光度计,原子荧光光谱仪,X—射线荧光光谱仪等。这一类仪器当波长选定后,被测组分的Z低“检出限”和“灵敏度”是主要校准参数,因“检出限”和“灵敏度”都是指仪器检出被测物的Z低质量浓度,所以这类仪器的典型校准参数也可表示为“浓度”。


4、磁式仪器,是依据物质在外界磁场作用下,呈现出一定磁特性的原理制造的。如核磁共振波谱仪、电子顺磁共振波谱仪等。磁式仪器是测定原子核在频率逐渐变化的磁场中的强度就可测定不同原子核吸收的频率,从而可获得有关化合物分子结构、化学位移等相关信息。而化学位移是用质量浓度表示,因此仪器校准参数可用“浓度”及“射频频率”表述。


5、色谱仪,是依据物质在固定相和流动相之间分配性质的差异,使混合物中的多种成分相互分离、分析和制备的仪器。色谱仪国内外的型号和规格繁多,且自动化程度高。如国内的SP、GC、SQ等系列气相色谱仪;LC、SY等系列液相色谱仪,IC系列离子色谱仪等。尽管各种型号仪器配用不同的检测器,但仪器都是检测未知物的质量“浓度”,因此主要校准参数为“浓度”。


6、质谱仪器,是通过将待测物质分子产生气态离子、然后按质荷比(m/z)对这些离子进行分离和检测的一种仪器。如质谱仪、ICP质谱仪、气相色谱—质谱联用仪等。尽管质谱仪校准的项目有检出限、灵敏度、双电荷离子产率、质量稳定性、分辨率等十余个参数,但都是检测某元素的Z低质量浓度的,因此主要校准参数可用“浓度”表述。


7、气体分析仪器,这一类仪器种类繁多,其原理各不相同。它是依据气体试样与光、电、磁、热相互作用后,气体分子发生物理化学特性变化的原理而设计制造的。这一类仪器在石油、化工、环境监测、安全防护等方面广泛应用。如光干涉型甲烷测定仪,汽车排放气体测试仪,一氧化碳、二氧化碳红外线气体分析器,硫化氢气体分析仪等。应用这一类仪器的目的就是测量各种气体浓度,所以主要校准参数当然是“浓度”。


8、物理特性仪器,这类仪器制造原理与检测参数各异。如各种类型的粘度计、各种类型的热量计、熔点仪、浊度仪、露点仪、温度仪、水分仪等。由于这一类仪器都是应用于测定物质特定的物理量,因此他们的主要校准参数可以表述为“粘度、热量、热容、熔点、浊度、露点、温度、浓度”等物理量。

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