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成分分析的方法

發布時間:2022-05-04 09:29:44

① 礦物成分分析方法

礦物化學成分的分析方法有常規化學分析,電子探針分析,原子吸收光譜、激光光譜、X射線熒光光譜,等離子光譜和極譜分析,中子活化分析及等離子質譜分析等。

在選擇成分分析方法時,應注意檢測下限和精密度。

檢測下限(又稱相對靈敏度)指分析方法在某一確定條件下能夠可靠地檢測出樣品中元素的最低含量。顯然,檢測下限與不同的分析方法或同一分析方法使用不同的分析程序有關。

精密度(又稱再現性或重現性)指某一樣品在相同條件下多次觀測,各數據彼此接近的程度。通常用兩次分析值(C1和C2)的相對誤差來衡量分析數值的精密度。即

相對誤差RE=

×100%

常量元素(含量大於或等於0.1%)分析中,根據要求達到分析相對誤差的大小,對分析數據的精密度作如下劃分:

定量分析:RE<±5%近似定量分析:RE<±(5~20)%

半定量分析:RE=(20~50)%

定性分析:RE>±100%

定量分析要求主要是對常量組分測定而言的,微量組分測定要達到小於±5%的相對誤差則比較困難。

1.化學分析法

化學分析方法是以化學反應定律為基礎,對樣品的化學組成進行定性和定量的系統分析。由於化學分析通常是在溶液中進行化學反應的分析方法,故又稱「濕法分析」。它包括重量法、容量法和比色法。前兩者是經典的分析方法,檢測下限較高,只適用於常量組分的測定;比色法由於應用了分離、富集技術及高靈敏顯色劑,可用於部分微量元素的測定。

化學分析法的特點是精度高,但周期長,樣品用量較大,不適宜大量樣品快速分析。

2.電子探針分析法

電子探針X射線顯微分析儀,簡稱電子探針(EMPA)。它是通過聚焦得很細的高能量電子束(1μm左右)轟擊樣品表面,用X射線分光譜儀測量其產生的特徵X射線的波長與強度,或用半導體探測器的能量色散方法,對樣品上被測的微小區域所含的元素進行定性和定量分析。樣品無論是顆粒,還是薄片、光片,都可以進行非破壞性的分析。

電子探針的主體由電子光學系統、光學顯微鏡、X射線分光譜儀和圖像顯示系統4大部分組成。此外,還配有真空系統、自動記錄系統及樣品台等(圖24-3)。其中測定樣品成分的可分為X射線波譜儀和X射線能譜儀,過去電子探針只採用前者,因為它解析度高,精度高,但速度慢。現代新型電子探針一般兩者皆用。能譜分析方法可做多元素的快速定性和定量分析,但精度較前者差。

圖24-3 電子探針結構示意圖

電子探針可測量元素的范圍為4Be—92U。靈敏度按統計觀點估計達十萬分之三,實際上,其相對靈敏度接近萬分之一至萬分之五。一般分析區內某元素的含量達10-14就可感知。測定直徑一般最小為1μm,最大為500μm。它不僅能定點作定性或定量分析,還可以作線掃描和面掃描來研究元素的含量和存在形式。線掃描是電子束沿直線方向掃描,測定幾種元素在該直線方向上相對濃度的變化(稱濃度分布曲線)。面掃描是電子束在樣品表面掃描,即可在熒屏上直接觀察並拍攝到該元素的種類、分布和含量(照片中白色亮點的稠密程度表示元素的濃度)。目前,電子探針已卓有成效地應用於礦物的成分分析、鑒定和研究等各個方面。

值得注意的是,電子探針一個點的分析值只能代表該微區的成分,並不是整個礦物顆粒的成分,更不能用來代表某工作區該礦物的總體成分。因為在礦物中元素的分布是不均一的,不能「以點代面」。對微米級不均勻的礦物,只有採用適當的多點測量,以重現率高的點為依據討論礦物成分的特徵和變化,才能得到較可靠的認識。此外,電子探針對查明混入元素在礦物中存在形式的能力是有限的。它能分析已構成足夠大小的礦物相的機械混入物,而對以類質同象混入物形式存在的元素,電子探針是無能為力的。要解決這個問題,必須用綜合的手段。應當指出,根據在電子探針面掃描圖像上,將分布均勻的混入元素視為類質同象混入物的依據是不夠充分的,因為混入元素的均勻分布,並不都是因為呈類質同象形式所引起,還可以由固溶體分解而高度離散所致。而現代電子探針的解析度(約7.0μm),還不能區分它們,需要用高分辨的透射電鏡(解析度達0.5~1nm,相當於2~3個單位晶胞)、紅外光譜分析、X射線結構分析等方法相互配合,才能解決混入元素在礦物中存在的形式問題。

電子探針分析法對發現和鑒定新礦物種屬起了重要的作用。這是由於電子探針在微區測試方面具有特效,因而對於難以分選的細小礦物進行鑒定和分析提供了有利條件。如對一些細微的鉑族元素礦物、細小硫化物、硒化物、碲化物的鑒定都很有成效。

電子探針也有它的局限性。例如,它不能直接測定水(H2O,OH)的含量;對Fe只能測定總含量,不能分別測出Fe2+和Fe3+含量等。

電子探針分析的樣品必須是導電體。若試樣為不導電物質,則需將樣品置於真空噴塗裝置上塗上一薄層導電物質(碳膜或金膜),但這樣往往會產生難於避免的分析誤差,同時也影響正確尋找預定的分析位置。樣品表面必需盡量平坦和光滑,未經磨光的樣品最多隻能取得定性分析資料,因為樣品表面不平,會導致電子激發樣品產生的X射線被樣品凸起部分所阻擋,所得X射線強度會減低,影響分析的精度。

3.光譜類分析法

光譜類分析法是應用各種光譜儀檢測樣品中元素含量的方法。此類分析方法很多,目前我國以使用發射光譜分析(ES)、原子吸收光譜分析(AA)、X射線熒光光譜分析(XRF)和電感耦合等離子發射光譜(ICP)、原子熒光光譜(AF)、極譜(POL)等較為普遍。它們的特點是靈敏、快速、檢測下限低、樣品用量少。適於檢測樣品中的微量元素,對含量大於3%者精度不夠高。

光譜分析的基本原理概括起來是:利用某種試劑或能量(熱、電、粒子能等)對樣品施加作用使之發生反應,如產生顏色、發光、產生電位或電流或發射粒子等,再用光電池、敏感膜、閃爍計數器等敏感元件接收這些反應訊號,經電路放大、運算,顯示成肉眼可見的訊號。感光板、表頭、數字顯示器、熒光屏或列印機等都是顯示輸出裝置。光譜分析的流程見圖24-4。

圖24-4 光譜分析流程圖

4.X射線光電子能譜分析法

X射線光電子能譜儀由激發源、能量分析器和電子檢測器(探測器)三部分組成。其工作原理是:當具有一定能量hv的入射光子與樣品中的原子相互作用時,單個光子把全部能量交給原子中某殼層上一個受束縛的電子,這個電子因此獲得能量hv。如果hv大於該電子的結合能Eb,該電子就將脫離原來的能級。若還有多餘能量可以使電子克服功函數ϕ,電子將從原子中發射出去,成為自由電子。由入射光子與原子作用產生光電子的過程稱光電效應。只有固體表面產生的光電子能逸出並被探測到。所以光電子能譜所獲得的是固體表面的信息(0.5~5nm)。

光電過程存在如下的能量關系:

hv=Eb+Ek+Er

式中:Er為原子的反沖能;Eb為電子結合能;Ek為發射光電子的動能。Er與X射線源及受激原子的原子序數有關(隨原子序數的增大而減小),一般都很小,從而可以忽略不計。Ek可實際測得,hv為X射線的能量,是已知的。因此從上式可算出電子在原子中各能級的結合能(結合能是指一束縛電子從所在能級轉移到不受原子核吸引並處於最低能態時所需克服的能量)。光電子能譜就是通過對結合能的計算並研究其變化規律來了解被測樣品的元素成分的。

X射線光電子能譜儀可用於測定固、液、氣體樣品除H以外的全部元素,樣品用量少(10-8g),靈敏度高達10-18g,相對精度為1%,特別適於做痕量元素的分析,而且一次實驗可以完成全部或大部分元素的測定,還可選擇不同的X射線源,求得不同電子軌道上的電子結合能,研究化合物的化學鍵和電荷分布等,還可測定同一種元素的不同種價態的含量。

5.電感耦合等離子質譜分析法

電感耦合等離子體質譜(Inctively Coupled Plasma Mass Spectrometry,簡稱ICP-MS)技術是1980年代發展起來的、將等離子體的高溫(8000K)電離特性與四極桿質譜計的靈敏快速掃描優點相結合而形成的一種新型的元素和同位素分析技術。

ICP-MS的工作原理及其分析特性:在 ICP-MS 中,等離子體作為質譜的高溫離子源(7000K),樣品在通道中進行蒸發、解離、原子化、電離等過程。離子通過樣品錐介面和離子傳輸系統進入高真空的四極快速掃描質譜儀,通過高速順序掃描分離測定所有離子,掃描元素質量數范圍從6到260,並通過高速雙通道分離後的離子進行檢測,直接測定的濃度范圍從10-12到10-6。因此,與傳統無機分析技術相比,ICP-MS技術提供了最低的檢出限、最寬的可測濃度范圍,具有干擾最少、分析精密度高、分析速度快、可進行多元素同時測定以及可提供精確的同位素信息等分析特性。

ICP-MS的譜線簡單,檢測模式靈活多樣,主要應用有:①通過譜線的質荷之比進行定性分析;②通過譜線全掃描測定所有元素的大致濃度范圍,即半定量分析,不需要標准溶液,多數元素測定誤差小於20%;③用標准溶液校正而進行定量分析,這是在日常分析工作中應用最為廣泛的功能;④利用ICP-MS測定同位素比值。

在礦物研究方面的應用有:礦物稀土、稀散以及痕量、超痕量元素分析;鉑族元素分析;溴、碘等非金屬元素的分析;同位素比值分析;激光剝蝕固體微區分析等。

6.穆斯堡爾譜

穆斯堡爾譜為一種核γ射線共振吸收譜。產生這種效應的約有40多種元素、70多種同位素。目前得到廣泛應用的是57Fe和119Sn。

圖24-5 某透閃石石棉的穆斯堡爾圖譜

由於地殼中鐵的分布相當廣泛,很多礦物都含鐵,因此鐵的穆斯堡爾譜已成為礦物學研究中一個重要課題。應用這種方法可以測定晶體結構中鐵的氧化態、配位以及在不同位置上的分布等。圖24-5 為某一透閃石石棉的穆斯堡爾譜,圖中顯示了 Fe2+離子在兩種八面體配位位置M1和M2中的分配情況,AA′雙峰表示M1位的Fe2+,CC′雙峰表示M2位的Fe2+

穆斯堡爾譜技術可鑒定鐵、錫礦物種類;確定礦物中鐵、錫的氧化態(如 Fe3+,Fe2+含量及比值)、電子組態(如低自旋、高自旋)、配位狀態及化學鍵;確定鐵、錫離子的有序度、類質同象置換及含鐵、錫礦物的同質多象變體;進而探討不同溫壓下礦物的相轉變過程。

穆斯堡爾技術目前還不太成熟,通常要求低溫工作條件,可測的元素種類不多,譜線解釋理論也不夠完善,但卻是礦物學研究中一個很有遠景的新技術。

② 成分分析技術有哪些

紫外吸收光譜 UV
分析原理:吸收紫外光能量,引起分子中電子能級的躍遷
譜圖的表示方法:相對吸收光能量隨吸收光波長的變化
提供的信息:吸收峰的位置、強度和形狀,提供分子中不同電子結構的信息
熒光光譜法 FS
分析原理:被電磁輻射激發後,從最低單線激發態回到單線基態,發射熒光
譜圖的表示方法:發射的熒光能量隨光波長的變化
提供的信息:熒光效率和壽命,提供分子中不同電子結構的信息
紅外吸收光譜法 IR
分析原理:吸收紅外光能量,引起具有偶極矩變化的分子的振動、轉動能級躍遷
譜圖的表示方法:相對透射光能量隨透射光頻率變化
提供的信息:峰的位置、強度和形狀,提供功能團或化學鍵的特徵振動頻率
拉曼光譜法 Ram
分析原理:吸收光能後,引起具有極化率變化的分子振動,產生拉曼散射
譜圖的表示方法:散射光能量隨拉曼位移的變化
提供的信息:峰的位置、強度和形狀,提供功能團或化學鍵的特徵振動頻率
核磁共振波譜法 NMR
分析原理:在外磁場中,具有核磁矩的原子核,吸收射頻能量,產生核自旋能級的躍遷
譜圖的表示方法:吸收光能量隨化學位移的變化
提供的信息:峰的化學位移、強度、裂分數和偶合常數,提供核的數目、所處化學環境和幾何構型的信息
電子順磁共振波譜法ESR
分析原理:在外磁場中,分子中未成對電子吸收射頻能量,產生電子自旋能級躍遷
譜圖的表示方法:吸收光能量或微分能量隨磁場強度變化
提供的信息:譜線位置、強度、裂分數目和超精細分裂常數,提供未成對電子密度、分子鍵特性及幾何構型信息
質譜分析法 MS
分析原理:分子在真空中被電子轟擊,形成離子,通過電磁場按不同m/e分離
譜圖的表示方法:以棒圖形式表示離子的相對峰度隨m/e的變化
提供的信息:分子離子及碎片離子的質量數及其相對峰度,提供分子量,元素組成及結構的信息
氣相色譜法 GC
分析原理:樣品中各組分在流動相和固定相之間,由於分配系數不同而分離
譜圖的表示方法:柱後流出物濃度隨保留值的變化
提供的信息:峰的保留值與組分熱力學參數有關,是定性依據;峰面積與組分含量有關
反氣相色譜法 IGC
分析原理:探針分子保留值的變化取決於它和作為固定相的聚合物樣品之間的相互作用力
譜圖的表示方法:探針分子比保留體積的對數值隨柱溫倒數的變化曲線
提供的信息:探針分子保留值與溫度的關系提供聚合物的熱力學參數
裂解氣相色譜法 PGC
分析原理:高分子材料在一定條件下瞬間裂解,可獲得具有一定特徵的碎片
譜圖的表示方法:柱後流出物濃度隨保留值的變化
提供的信息:譜圖的指紋性或特徵碎片峰,表徵聚合物的化學結構和幾何構型
凝膠色譜法 GPC
分析原理:樣品通過凝膠柱時,按分子的流體力學體積不同進行分離,大分子先流出
譜圖的表示方法:柱後流出物濃度隨保留值的變化
提供的信息:高聚物的平均分子量及其分布
熱重法 TG
分析原理:在控溫環境中,樣品重量隨溫度或時間變化
譜圖的表示方法:樣品的重量分數隨溫度或時間的變化曲線
提供的信息:曲線陡降處為樣品失重區,平台區為樣品的熱穩定區
熱差分析 DTA
分析原理:樣品與參比物處於同一控溫環境中,由於二者導熱系數不同產生溫差,記錄溫度隨環境溫度或時間的變化
譜圖的表示方法:溫差隨環境溫度或時間的變化曲線
提供的信息:提供聚合物熱轉變溫度及各種熱效應的信息
示差掃描量熱分析 DSC
分析原理:樣品與參比物處於同一控溫環境中,記錄維持溫差為零時,所需能量隨環境溫度或時間的變化
譜圖的表示方法:熱量或其變化率隨環境溫度或時間的變化曲線
提供的信息:提供聚合物熱轉變溫度及各種熱效應的信息

③ 現代漢語中句子成分分析法有哪些

主要有兩種:一、簡易符號法。2、層次分析法。層次分析法又有從大到小的階梯圖示法和從小到大的樹形圖示法。

④ 成分分析法和層次分析法的不同

成分分析法是用特定的符號表示句子成分的分析方法,其特點是表示的句子成分比較直觀,缺點是不能很好的表示構成句子的成分之間的層次關系;層次分析法是用框圖表示構成句子的詞語之間的結構層次和結構關系的分析方法,起特點是能很好地表現句子的結構層次,但缺點也很明顯,就死一個句子的分析,表達出來要較大的篇幅.

⑤ 金屬化學成分檢測有哪些方法

化學成分是決定金屬材料性能和質量的主要因素。因此,標准中對絕大多數金屬材料規定了必須保證的化學成分,有的甚至作為主要的質量、品種指標。化學成分可以通過化學的、物理的多種方法來分析鑒定,目前應用最廣的是化學分析法和光譜分析法,此外,設備簡單、鑒定速度快的火花鑒定法,也是對鋼鐵成分鑒定的一種實用的簡易方法。 化學分析法:根據化學反應來確定金屬的組成成分,這種方法統稱為化學分析法。化學分析法分為定性分析和定量分析兩種。通過定性分析,可以鑒定出材料含有哪些元素,但不能確定它們的含量;定量分析,是用來准確測定各種元素的含量。實際生產中主要採用定量分析。定量分析的方法為重量分析法和容量分析法。重量分析法:採用適當的分離手段,使金屬中被測定元素與其它成分分離,然後用稱重法來測元素含量。容量分析法:用標准溶液(已知濃度的溶液)與金屬中被測元素完全反應,然後根據所消耗標准溶液的體積計算出被測定元素的含量。
光譜分析法:各種元素在高溫、高能量的激發下都能產生自己特有的光譜,根據元素被激發後所產生的特徵光譜來確定金屬的化學成分及大致含量的方法,稱光譜分析法。通常藉助於電弧,電火花,激光等外界能源激發試樣,使被測元素發出特徵光譜。經分光後與化學元素光譜表對照,做出分析。 火花鑒別法:主要用於鋼鐵,在砂輪磨削下由於摩擦,高溫作用,各種元素、微粒氧化時產生的火花數量、形狀、分叉、顏色等不同,來鑒別材料化學成分(組成元素)及大致含量的一種方法。

⑥ 分析物質的成分的方法有哪些

如果要確定物質由什麼成分組成,需進行定性分析;如果要准確知道該物質某種成分的准確含量,需進行定量分析。無論何種物質,都有相應分析方法的行業標准或國家標准。

⑦ 主成分分析法(PCA)

3.2.2.1 技術原理

主成分分析方法(PCA)是常用的數據降維方法,應用於多變數大樣本的統計分析當中,大量的統計數據能夠提供豐富的信息,利於進行規律探索,但同時增加了其他非主要因素的干擾和問題分析的復雜性,增加了工作量,影響分析結果的精確程度,因此利用主成分分析的降維方法,對所收集的資料作全面的分析,減少分析指標的同時,盡量減少原指標包含信息的損失,把多個變數(指標)化為少數幾個可以反映原來多個變數的大部分信息的綜合指標。

主成分分析法的建立,假設xi1,xi2,…,xim是i個樣品的m個原有變數,是均值為零、標准差為1的標准化變數,概化為p個綜合指標F1,F2,…,Fp,則主成分可由原始變數線性表示:

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計算主成分模型中的各個成分載荷。通過對主成分和成分載荷的數據處理產生主成分分析結論。

3.2.2.2 方法流程

1)首先對數據進行標准化,消除不同量綱對數據的影響,標准化可採用極值法

及標准差標准化法

,其中s=

(圖3.3);

圖3.3 方法流程圖

2)根據標准化數據求出方差矩陣;

3)求出共變數矩陣的特徵根和特徵變數,根據特徵根,確定主成分;

4)結合專業知識和各主成分所蘊藏的信息給予恰當的解釋,並充分運用其來判斷樣品的特性。

3.2.2.3 適用范圍

主成分分析不能作為一個模型來描述,它只是通常的變數變換,主成分分析中主成分的個數和變數個數p相同,是將主成分表示為原始變數的線性組合,它是將一組具有相關關系的變數變換為一組互不相關的變數。適用於對具有相關性的多指標進行降維,尋求主要影響因素的統計問題。

⑧ 句子成分分析是怎麼樣的

從句法結構的關系意義出發,對句子作成分功能或作用分析的方法叫句子成分分析法,即用各種方法標出基本成分(主語、謂語、賓語)和次要成分(狀語、補語)。

句子有七個成分,分別為主語、謂語、賓語、補語、定語、狀語、同位語。 主語是一個句子的發生動作的主體,謂語一般是動詞充當,賓語是表示動作發生的對象。

例如,「我吃飯」中,「我」是主語,「吃」是謂語,「飯」是賓語。

定語是一般是形容詞充當 修飾主語和賓語,狀語是表時間、地點、狀態、方位等等的限制補充的成分,補語是補充說明賓語。

句子特性:

在英語中主語是句子敘述的主體,跟漢語主語是一樣的。謂語說明主語所發出的動作或具有的特徵和狀態。謂語由動詞來承擔。

賓語是動作的對象或承受者,常位於及物動詞或介詞後面。賓語可由名詞、代詞、數詞、名詞化的形容詞、不定式、動名詞、賓語從句等來擔任。

主語和謂語是英語句子的兩大成分,除少數句子(如祈使句和感嘆句等)外,一句話必須同時具有主語和謂語所表達的意思才能完整。

⑨ 生葯化學成分的分析方法有哪兩個考試網

紫外-可見分光法和色譜法 。

紫外-可見分光光度法是在190~800nm波長范圍內測定物質的吸光度,用於鑒別,雜質檢查和定量測定的方法,色譜法又稱色譜分析,色譜分析法,層析法,是一種分離和分析方法,在分析化學,有機化學,生物化學等領域有著非常廣泛的應用。

光譜法:

光譜法是基於物質與電磁輻射作用時,測量由物質內部發生量子化的能級之間的躍遷而產生的發射,吸收或散射輻射的波長和強度進行分析的方法。

光譜法可分為發射光譜法,吸收光譜法,散射光譜法,或分為原子光譜法和分子光譜法,或分為能級譜,電子,振動,轉動光譜,電子自旋及核自旋譜等。

分光光度法是光譜法的重要組成部分,是通過測定被測物質在特定波長處或一定波長范圍內的吸光度或發光強度,對該物質進行定性和定量分析的方法,常用的技術包括紫外-可見分光光度法,紅外分光光度法,熒光分光光度法和原子吸收分光光度法等。

⑩ 分析物質成分有什麼方法

分析物質成分方法:主成分分析是一種綜合評價方法。它比較了樣品的相對位置,比較了樣品的優缺點,缺口和原因。方向不積極,沒有正確的結論。因此,在分析中,必須轉發指標體系中的強度逆指數和中等指數。
主成分分析的理論和計算較為成熟,但主成分分析的應用尚未達到解決實際問題的成熟狀態。
根據總結,一些用戶在應用主成分分析方法進行綜合評價時有以下10個問題。
1、原始數據不正,有什麼影響?如何轉發?
2、原始變數是否意味著主成分的平方和不是1對?
3、主成分分析的主成分正交旋轉後會發生什麼?
4、回歸計算是否需要主成分分析的主要成分?
5、主成分分析和正交因子分析嗎?
6、何時進行主成分分析?
7、主成分分析有時會丟失一些原始變數的原因是什麼?
8、如何命名主成分並維護原始變數和多個主成分之間的內在關系?
9、前m個主成分仍然是多因素,客觀上只使用綜合主成分進行綜合分析?
10、綜合評價結果,如何深入了解決策相關程度?
主成分分析服務范圍
1、產品開發或改進:一般分析,比較分析,特殊需求分析。
2、質量控制:供應商評估,內部控制檢查。
3、工業診斷:異物分析,失效分析,副產物分析。
4、了解成分:(溶劑,表面活性劑,樹脂,主成分)定性和定量分析,名稱
5、組分定量或驗證,未知重復,無機定性定量,橡膠和塑料主成分表徵等。

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