詳情內(nèi)容
哈爾濱實(shí)驗(yàn)室設(shè)備儀器分析
所謂儀器分析是指那些采用比較復(fù)雜或特殊的儀器,通過(guò)測(cè)量表征物質(zhì)的某些物理的或者化學(xué)的性質(zhì)參數(shù)及其變化規(guī)律來(lái)確定物質(zhì)的化學(xué)組成、狀態(tài)以及結(jié)構(gòu)和某些物理特性的的方法。物質(zhì)分析包括了定性分析、定量分析、結(jié)構(gòu)分析以及某些物理特性的分析。
分析儀器是用來(lái)將被測(cè)組分的濃度變化或物理性質(zhì)變化轉(zhuǎn)變成某種電性能(如電阻、電導(dǎo)、電位、電容、電流等)的測(cè)試儀器。共有兩類:
(1)利用對(duì)被測(cè)物質(zhì)所要求具備的物理特性進(jìn)行合格測(cè)試的一類儀器,物理性質(zhì)的測(cè)定控制儀器。如測(cè)控儀表,測(cè)量?jī)x器,光學(xué)儀器。
(2)利用化學(xué)物質(zhì)的某一特有的物理或者化學(xué)特性,從而對(duì)其進(jìn)行確定分析的一類儀器,測(cè)試儀器。熱分析、電化學(xué)儀器,波譜分析,色譜分離,元素分析儀器。
不同物質(zhì)在各種物理以及化學(xué)性質(zhì)上都存在質(zhì)的和量的差異,顏色、氣味、導(dǎo)熱系數(shù)、吸收光能的波長(zhǎng)以及磁性的不同等,分析儀器正是利用這些特點(diǎn)來(lái)完成定性分析以及結(jié)構(gòu)分析的。不過(guò),大多數(shù)物質(zhì)在各種物理以及化學(xué)特性上往往沒(méi)有質(zhì)的不同,只有量的差異,而且這種差異往往并不顯著。因此,利用分析儀器來(lái)進(jìn)行定性的分析,首先必須充分地認(rèn)識(shí)等待分析物質(zhì),及與其共存的其它物質(zhì)的各種物理和化學(xué)特性,以它們質(zhì)的不同或者量的顯著差異,作為選用或制造分析儀器的依據(jù)。
使用分析儀器進(jìn)行定量分析,是以物質(zhì)存在量與轉(zhuǎn)換成的某種物理量(如電量、熱量等)之間具有一定函數(shù)關(guān)系做為依據(jù)的。例如紅外分光光度計(jì)是根據(jù)待測(cè)物吸收特定波長(zhǎng)的輻射能的不同,將所吸收的輻射能轉(zhuǎn)換成為熱能,或者進(jìn)一步轉(zhuǎn)換成電量,通過(guò)對(duì)于電量的測(cè)量就可以確定待測(cè)物質(zhì)的存在量。
分析儀器一般都由取樣系統(tǒng)、樣品調(diào)節(jié)系統(tǒng)、分離系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)、信號(hào)處理以及顯示系統(tǒng)、條件補(bǔ)償系統(tǒng)、電源等幾部分來(lái)組成。
取樣系統(tǒng)的任務(wù)是將一定量的、能真實(shí)代表待分析對(duì)象的樣品取出,并送入各個(gè)測(cè)量環(huán)節(jié)。取樣系統(tǒng)可包括:能耐各種介質(zhì)腐蝕、高溫、高壓、低溫和低壓等各種條件的取樣管、取樣器;抽吸或增壓、減壓裝置;以及除去有害或?qū)Ψ治鲇懈蓴_的雜質(zhì)的一系列過(guò)濾器和反應(yīng)器等。
樣品調(diào)節(jié)系統(tǒng)對(duì)于取得的樣品流進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?,使其壓力、溫度以及流量等參?shù)符合分離系統(tǒng)和檢測(cè)系統(tǒng)的要求。因此,它可能包括壓力、溫度以及流量等參數(shù)的比較簡(jiǎn)易的調(diào)節(jié)裝置。 在大型分析儀器之中,為了實(shí)現(xiàn)多組分分析或者樣品的全分析,往往都采取先分離然后檢測(cè)的辦法,即利用物理或者化學(xué)主法分離,分析樣品中各種組分。例如,色譜儀中色譜柱、質(zhì)譜儀中的質(zhì)量分析器等就是最典型的分離系統(tǒng)。
檢測(cè)系統(tǒng)則是分析儀器的核心,它將各種成分量、結(jié)構(gòu)量和物性量轉(zhuǎn)換成易于測(cè)量的各種電量(如電阻、電容、電流、電壓和頻率等)。在分析儀器中,上述各種量往往不能直接轉(zhuǎn)換成易于測(cè)量的電量,一般須經(jīng)過(guò)中間轉(zhuǎn)換,如先轉(zhuǎn)換成溫度、壓力或光通量等,而后再轉(zhuǎn)換為電量。由成分量或結(jié)構(gòu)量的變化所引起的轉(zhuǎn)換量的變化十分微小,如轉(zhuǎn)換為溫度時(shí)可低達(dá)十萬(wàn)分之一攝氏度的變化量,并精確定量。因此,分析儀器的檢測(cè)器結(jié)構(gòu)往往比較復(fù)雜,對(duì)工藝、材料的要求也較高。
信號(hào)處理以及顯示系統(tǒng)的任務(wù)是將檢測(cè)器的輸出信號(hào)加以處理、顯示。分析儀器往往對(duì)被測(cè)對(duì)象的介質(zhì)條件和環(huán)境條件,如環(huán)境氣氛、溫度、壓力以及電源參數(shù)等十分敏感。為了保證精確度,對(duì)這些條件都有著較高的要求。為了能降低這些要求,在儀器內(nèi)部往往設(shè)計(jì)有對(duì)各種條件波動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償?shù)难b置,以消除或者降低條件波動(dòng)對(duì)測(cè)量造成的影響。
3、實(shí)驗(yàn)材料
在化學(xué)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行某項(xiàng)化學(xué)過(guò)程或者過(guò)程分析,為更加有效地使過(guò)程設(shè)備以及過(guò)程分析發(fā)揮優(yōu)勢(shì),或操作方便,需要一些輔助材料來(lái)支持。這些對(duì)設(shè)備或儀器起輔助或者支持的材料被稱為實(shí)驗(yàn)材料。實(shí)驗(yàn)材料雖然雜亂甚至微不足道,但卻是順利完成實(shí)驗(yàn)極其重要的組成部分,實(shí)驗(yàn)材料包括臺(tái)架夾鉗、專用。