看谱分析图谱与标志
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第五章分析图谱与标志5.1光谱分析谱线分析标志光谱分析是利用激发光源对试件〔样〕提供能量,使原子处于激发状态,借助看谱镜观察其排列有序的谱线进展分析的。
本节要掌握的知识点是:利用肉眼可见局部波长为7,700─3,900埃的区域内的谱线具有红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七色,铁谱线在七色中均有分布,并有其固有的特征和分布规律,借助这一特征,将铁谱线作为基线〔起标志物作用〕来识别被分析原素是否存在;利用所存在的元素含量越高,该元素谱线的能量越大〔谱线亮度越强〕的谱线特性,来测定被分析元素量的多少。
因此分析信号的获取和正确识别是定性和定量分析的根底,分析标志就是将分析信号进展归类并列表,作为光谱分析定性和半定量分析辅助工具之一。
列入分析标志的铁基线特征明显,受干扰影响小,靠近元素谱线并按波长依次编号,同时也将被分析元素谱线根据其不同能级显示的波长位置依次编号。
铁基线的主要作用有两个,一是利用其各色区固有的特征作为定性分析时的特征线,帮助分析者找到该特征线左右的元素谱线;二是利用其相对固定的谱线亮度,作为相邻元素谱线能级的比照依据。
下面我们按元素为单位介绍光谱分析中铁基线与元素谱线的认定和利用分析标志进展光谱分析的方法。
5.2光谱分析定性与半定量分析光谱分析根据分析要求主要有两个,一是要求我们判定钢种类别,以黑色金属为例只要区分是否为合金钢,是合金钢时主要合金元素有哪几种,或是碳钢即可。
也就是分析者只要判定试件中根本的合金元素是否存在即可,这就是光谱的定性分析。
我们知道光谱分析的定性分析是确定某一元素是否存在,因此发现该元素最低含量谱线出现时,即可判定为该元素存在,这条〔组〕谱线也是该元素的最灵敏线。
当然作为某一元素的定性分析线,它必须是绝对可靠的不受干扰或干扰较小不影响判定的,所以在掌握光谱分析技术过程中我们必须了解各元素最灵敏线受干扰情况,包括要了解是受铁谱线干扰或是受某一元素谱线的干扰。
某一元素的最灵敏线受干扰时,该谱线就不能作为定性的最灵敏线,应该选用除最灵敏线外能级最低的谱线作为定性分析线。
钢铁看谱分析讲义天津市新天光分析仪器技术有限公司(天津市光学仪器厂)看谱分析法:一、固定电极的选择:分析合金钢中常见合金元素常采用纯铜固定电极,分析铜及其它有色金属时一般使用纯铁固定电极或碳棒固定电极。
二、分析条件:1)激发光源:一般常见金属元素采用电弧光源,分析硅等难激发元素采用火花光源。
2)电极距离:分析试样与固定电极之间的距离一般在2-3mm左右。
三、谱线的识别:光谱的不同部分有着不同的颜色区别,每一颜色的谱线有着不同的排布及不同的亮度,仔细观察光谱时,在整个光谱中还能找到一些特征性比较明显得特征线组,记住这些特征组合后,个别谱线的查找也就比较方便了。
铁光谱是看谱分析最基本的光谱图,无论分析钢铁还是有色金属一般都离不开它。
对铁谱的识别与熟悉是进行看谱分析的重要步骤。
一个熟练的看谱分析工作者必定能熟记铁谱,并运用它来简便地识别其它元素的谱线或利用铁谱线的强度作比较进行元素含量的测定。
它是测定其它元素谱线波长的一把特殊标尺。
初学者应不惜花费时间,集中精力尽快的掌握和熟识铁谱线。
四、铁特征谱图1)紫色区:特征为相当亮的三条谱线,第一第二亮线之间的距离,为第二至第三条之间距离的两倍。
三条线的波长为:438.35nm、440.47nm、441.51nm。
钒线和铬线在附近出现。
特征:三条明晰较亮的谱线,三条线中间一条最亮,三条线的波长为:452.52nm、452.86nm、455.12nm。
3)兰绿色区:特征:三组明亮的双线,波长依次为487.13nm、487.21nm、489.07nm、489.15nm、491.90nm、492.05nm。
钨、镍、钴、钒、铬、钛线在附近出现。
4)绿色区:特征:两对明晰的双线组,两对双线附近,无明显得谱线出现,两对线组的波长为504.11nm、504.18nm、504.98nm、504.16nm,钛、钨、镍线在附近出现。
特征:距离和亮度大致相等的四条谱线组,四条线最后一条最亮.它们的波长依次为536.49nm、536.75nm、536.99nm、537.15nm。
钢铁看谱分析讲义天津市新天光分析仪器技术有限公司(天津市光学仪器厂)看谱分析法:一、固定电极的选择:分析合金钢中常见合金元素常采用纯铜固定电极,分析铜及其它有色金属时一般使用纯铁固定电极或碳棒固定电极。
二、分析条件:1)激发光源:一般常见金属元素采用电弧光源,分析硅等难激发元素采用火花光源。
2)电极距离:分析试样与固定电极之间的距离一般在2-3mm左右。
三、谱线的识别:光谱的不同部分有着不同的颜色区别,每一颜色的谱线有着不同的排布及不同的亮度,仔细观察光谱时,在整个光谱中还能找到一些特征性比较明显得特征线组,记住这些特征组合后,个别谱线的查找也就比较方便了。
铁光谱是看谱分析最基本的光谱图,无论分析钢铁还是有色金属一般都离不开它。
对铁谱的识别与熟悉是进行看谱分析的重要步骤。
一个熟练的看谱分析工作者必定能熟记铁谱,并运用它来简便地识别其它元素的谱线或利用铁谱线的强度作比较进行元素含量的测定。
它是测定其它元素谱线波长的一把特殊标尺。
初学者应不惜花费时间,集中精力尽快的掌握和熟识铁谱线。
四、铁特征谱图1)紫色区:特征为相当亮的三条谱线,第一第二亮线之间的距离,为第二至第三条之间距离的两倍。
三条线的波长为:438.35nm、440.47nm、441.51nm。
钒线和铬线在附近出现。
特征:三条明晰较亮的谱线,三条线中间一条最亮,三条线的波长为:452.52nm、452.86nm、455.12nm。
3)兰绿色区:特征:三组明亮的双线,波长依次为487.13nm、487.21nm、489.07nm、489.15nm、491.90nm、492.05nm。
钨、镍、钴、钒、铬、钛线在附近出现。
4)绿色区:特征:两对明晰的双线组,两对双线附近,无明显得谱线出现,两对线组的波长为504.11nm、504.18nm、504.98nm、504.16nm,钛、钨、镍线在附近出现。
特征:距离和亮度大致相等的四条谱线组,四条线最后一条最亮.它们的波长依次为536.49nm、536.75nm、536.99nm、537.15nm。
第五章分析图谱与标志5.1光谱分析谱线分析标志光谱分析是利用激发光源对试件(样)提供能量,使原子处于激发状态,借助看谱镜观察其排列有序的谱线进行分析的。
本节要掌握的知识点是:利用肉眼可见部分波长为7,700─3,900埃的区域内的谱线具有红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七色,铁谱线在七色中均有分布,并有其固有的特征和分布规律,借助这一特征,将铁谱线作为基线(起标志物作用)来识别被分析原素是否存在;利用所存在的元素含量越高,该元素谱线的能量越大(谱线亮度越强)的谱线特性,来测定被分析元素量的多少。
因此分析信号的获取和正确识别是定性和定量分析的基础,分析标志就是将分析信号进行归类并列表,作为光谱分析定性和半定量分析辅助工具之一。
列入分析标志的铁基线特征明显,受干扰影响小,靠近元素谱线并按波长依次编号,同时也将被分析元素谱线根据其不同能级显示的波长位置依次编号。
铁基线的主要作用有两个,一是利用其各色区固有的特征作为定性分析时的特征线,帮助分析者找到该特征线左右的元素谱线;二是利用其相对固定的谱线亮度,作为相邻元素谱线能级的对比依据。
下面我们按元素为单位介绍光谱分析中铁基线与元素谱线的认定和利用分析标志进行光谱分析的方法。
5.2光谱分析定性与半定量分析光谱分析根据分析要求主要有两个,一是要求我们判定钢种类别,以黑色金属为例只要区分是否为合金钢,是合金钢时主要合金元素有哪几种,或是碳钢即可。
也就是分析者只要判定试件中基本的合金元素是否存在即可,这就是光谱的定性分析。
我们知道光谱分析的定性分析是确定某一元素是否存在,因此发现该元素最低含量谱线出现时,即可判定为该元素存在,这条(组)谱线也是该元素的最灵敏线。
当然作为某一元素的定性分析线,它必须是绝对可靠的不受干扰或干扰较小不影响判定的,所以在掌握光谱分析技术过程中我们必须了解各元素最灵敏线受干扰情况,包括要了解是受铁谱线干扰或是受某一元素谱线的干扰。
某一元素的最灵敏线受干扰时,该谱线就不能作为定性的最灵敏线,应该选用除最灵敏线外能级最低的谱线作为定性分析线。
第四章看谱分析§4—2 识谱识别谱线常用如下三种办法:(一)利用色散曲线寻找谱线的粗略位置;(二)利用铁谱图,精确地判断欲测谱线在光谱中的位置;(三)激发标样或已知成分及含量的样品,进行验证。
一、色区波长概念与可见度可见光域按红、橙、黄、绿、青、蓝、紫次序排列的光谱。
表4—1 色区与波长关系对应波长:↓↓↓↓↓↓↓3900Å 4400Å4700Å 4950Å 5840Å 6000Å 6400Å(一)色散曲线的制作从看谱镜视场中,找出几条已知波长的谱线(铁谱线或其他原色的谱线),记下它们所对应的鼓轮刻度的读数,以刻度为横坐标,以波长为纵坐标,连接各个坐标点,即得到这台仪器的色散曲线。
(二)色散曲线的应用寻找谱线更方便。
(波长、鼓轮刻度读数相对应,但存在机械误差。
)三、铁的特征谱线及谱图(Fe)在识谱时,一般是以铁的光谱线波长为标准,来确认其他元素的谱线,看谱分析也是一样。
表4—4 铁在紫色区域的特征光谱1)紫色特征:相当亮的三条谱线,组成一组铁在紫色区的特征光谱。
位置:4383.55 4404.75 4415.13表4—5 铁在蓝色区域的特征光谱2)蓝色特征:最明显的是三条很强的铁线单独存在。
位置:4525.15 4528.62 4531.15表4—6 铁在青色区域的特征光谱3)青色特征:清楚的三组明亮的单线,双线组成的特征光谱位置:4859.75(单线) 4871.33、4872.15(双线)4878.22(单线) 4890.17、4891.50(双线)4903.32(单线) 4919.00、4920.51(双线)表4—7 铁在绿色区域的特征光谱4)绿色特征:清楚地排列着五条强度相近的谱线。
位置:5065.20 5068.78 5074.76 5079.23 5083.34表4—8 铁在绿色区域的特征光谱5)绿色特征:两条亮线,两条间隔很近的谱线、四条等距离亮线组成的光谱。
钢铁看谱分析讲义天津天光光学仪器有限公司看谱分析法:一、固定电极的选择:分析合金钢中常见合金元素常采用纯铜固定电极,分析铜及其它有色金属时一般使用纯铁固定电极或碳棒固定电极。
二、分析条件:1)激发光源:一般常见金属元素采用电弧光源,分析硅等难激发元素采用火花光源。
2)电极距离:分析试样与固定电极之间的距离一般在2-3mm左右。
三、谱线的识别:光谱的不同部分有着不同的颜色区别,每一颜色的谱线有着不同的排布及不同的亮度,仔细观察光谱时,在整个光谱中还能找到一些特征性比较明显得特征线组,记住这些特征组合后,个别谱线的查找也就比较方便了。
铁光谱是看谱分析最基本的光谱图,无论分析钢铁还是有色金属一般都离不开它。
对铁谱的识别与熟悉是进行看谱分析的重要步骤。
一个熟练的看谱分析工作者必定能熟记铁谱,并运用它来简便地识别其它元素的谱线或利用铁谱线的强度作比较进行元素含量的测定。
它是测定其它元素谱线波长的一把特殊标尺。
初学者应不惜花费时间,集中精力尽快的掌握和熟识铁谱线。
四、铁特征谱图1)紫色区:特征为相当亮的三条谱线,第一第二亮线之间的距离,为第二至第三条之间距离的两倍。
三条线的波长为:438.35nm、440.47nm、441.51nm。
钒线和铬线在附近出现。
2)青兰色区:特征:三条明晰较亮的谱线,三条线中间一条最亮,三条线的波长为:452.52nm、452.86nm、455.12nm。
3)兰绿色区:特征:三组明亮的双线,波长依次为487.13nm、487.21nm、489.07nm、489.15nm、491.90nm、492.05nm。
钨、镍、钴、钒、铬、钛线在附近出现。
4)绿色区:特征:两对明晰的双线组,两对双线附近,无明显得谱线出现,两对线组的波长为504.11nm、504.18nm、504.98nm、504.16nm,钛、钨、镍线在附近出现。
5)黄绿色区:特征:距离和亮度大致相等的四条谱线组,四条线最后一条最亮.它们的波长依次为536.49nm、536.75nm、536.99nm、537.15nm。
图谱分析步骤★你可以按如下步骤来:(1)首先依据谱图推出化合物碳架类型:根据分子式计算不饱和度,公式:不饱和度=F+1+(T-O)/2 其中:F:化合价为4价的原子个数(主要是C原子),T:化合价为3价的原子个数(主要是N原子),O:化合价为1价的原子个数(主要是H原子),例如:比如苯:C6H6,不饱和度=6+1+(0-6)/2=4,3个双键加一个环,正好为4个不饱和度;(2)分析3300~2800cm^-1区域C-H伸缩振动吸收;以3000 cm^-1为界:高于3000cm^-1为不饱和碳C-H伸缩振动吸收,有可能为烯, 炔, 芳香化合物,而低于3000cm^-1一般为饱和C-H伸缩振动吸收;(3)若在稍高于3000cm^-1有吸收,则应在2250~1450cm^-1频区,分析不饱和碳碳键的伸缩振动吸收特征峰,其中:炔2200~2100 cm^-1烯1680~1640 cm^-1芳环1600,1580,1500,1450 cm^-1若已确定为烯或芳香化合物,则应进一步解析指纹区,即1000~650cm^-1的频区,以确定取代基个数和位置(顺反,邻、间、对);(4)碳骨架类型确定后,再依据其他官能团,如C=O, O-H, C-N 等特征吸收来判定化合物的官能团;(5)解析时应注意把描述各官能团的相关峰联系起来,以准确判定官能团的存在,如28 20,2720和1750~1700cm^-1的三个峰,说明醛基的存在。
至此,分析基本搞定,剩下的就是背一些常见常用的健值了!1.烷烃:C-H伸缩振动(3000-2850cm^-1)C-H弯曲振动(1465-1340cm^-1)一般饱和烃C-H伸缩均在3000cm^-1以下,接近3000cm^-1的频率吸收。
2.烯烃:烯烃C-H伸缩(3100~3010cm^-1)C=C伸缩(1675~1640 cm^-1)烯烃C-H面外弯曲振动(1000~675cm^1)。
3.炔烃:伸缩振动(2250~2100cm^-1)炔烃C-H伸缩振动(3300cm^-1附近)。
钢铁看谱分析讲义
天津市新天光分析仪器技术有限公司(天津市光学仪器厂)
看谱分析法:
一、固定电极的选择:
分析合金钢中常见合金元素常采用纯铜固定电极,分析铜及其它有色金属时一般使用纯铁固定电极或碳棒固定电极。
二、分析条件:
1)激发光源:一般常见金属元素采用电弧光源,分析硅等难激发元素采用
火花光源。
2)电极距离:分析试样与固定电极之间的距离一般在2-3mm左右。
三、谱线的识别:
光谱的不同部分有着不同的颜色区别,每一颜色的谱线有着不同的排布及不同的亮度,仔细观察光谱时,在整个光谱中还能找到一些特征性比较明显得特征线组,记住这些特征组合后,个别谱线的查找也就比较方便了。
铁光谱是看谱分析最基本的光谱图,无论分析钢铁还是有色金属一般都离不开它。
对铁谱的识别与熟悉是进行看谱分析的重要步骤。
一个熟练的看谱分析工作者必定能熟记铁谱,并运用它来简便地识别其它元素的谱线或利用铁谱线的强度作比较进行元素含量的测定。
它是测定其它元素谱线波长的一把特殊标尺。
初学者应不惜花费时间,集中精力尽快的掌握和熟识铁谱线。
四、铁特征谱图
1)紫色区:
特征为相当亮的三条谱线,第一第二亮线之间的距离,为第二至第三条之间距离的两倍。
三条线的波长为:438.35nm、440.47nm、441.51nm。
钒线和铬线在附近出现。
特征:三条明晰较亮的谱线,三条线中间一条最亮,三条线的波长为:452.52nm、452.86nm、455.12nm。
3)兰绿色区:
特征:三组明亮的双线,波长依次为487.13nm、487.21nm、489.07nm、489.15nm、491.90nm、492.05nm。
钨、镍、钴、钒、铬、钛线在附近出现。
4)绿色区:
特征:两对明晰的双线组,两对双线附近,无明显得谱线出现,两对线组的波长为504.11nm、504.18nm、504.98nm、504.16nm,钛、钨、镍线在附近出现。
特征:距离和亮度大致相等的四条谱线组,四条线最后一条最亮.它们的波长依次为536.49nm、536.75nm、536.99nm、537.15nm。
铬线在附近出现。
6)黄色区:
特征:有两组三线系谱线,两组三线系的中间没有很明亮的谱线,两组三线系的波长为:54.975nm、550.15nm、550.68nm、556.96nm、557.28nm、557.61nm 第一组三线系比第二组三线系大一些。
钨、钼线在此区出现。
7)红色区:
特征:有五条明显的亮线几乎等距离的排列着,五条线的波长依次为:639.36nm、640nm、641.17nm、641.99nm、643.09nm硅线在附近出现。
五、定性分析法
定性分析是确定被分析试样中某元素存在与否的方法,看谱定性分析就是通过对谱线的识别来完成的。
在光谱中有某种元素的谱线出现时就说明该分析物质中存在有该种元素。
谱线的亮度与该元素在试样中的含量是有关的。
随着含量的减少,亮度逐渐降低至某一极限值,眼睛感觉不出来就认为该元素在试样中消失而不存在,强度较大的一些谱线总是最后消失,在光谱定性分析中,就是选择这些最后消失的“最后线”来作为该元素是否存在的灵敏特征线,即定性分析灵敏线。
六、含量测定法
谱线强度与它在光源中蒸汽之内的原子数目有关,而被蒸发的原子数目是随该元素在试样中的含量有关,而被蒸发的原子数目是随该元素在试样中的含量变化,某元素含量越高,光谱中该元素的谱线强度越大。
在含量不太高时,谱线强度与含量的函数关系基本上是线性的,这就是光谱定量分析的理论根据。
看谱分析中,采用谱线的相对强度来确定元素的含量。
即用两条谱线的相互比较,一条被称为被测元素的谱线(称作分析线),另一条为基体元素的谱线(称作比较线),由于试样中基体元素的含量远远大于试样中其它元素的含量,因此基体元素谱线的相对强度在一定的激发条件下,可看作是固定不变的,所以选择各种强度不等的基体线作为比较线使用,这种比较方法在光谱分析中被称为“内标法”或“均称线对法”,将元素含量与各线对强度之间的关系列为对应表格,即称看谱分析标志。
分析标志也称分光标志,它是目视测定含量的主要依据。
根据分析标志可以查出某一元素的分析线与比较线的某一相对强度,确定其元素含量是多少。
这种标志是通过大量已知含量的标准样品,选择合适的分析线和比较线,进行仔细的光度评定而制作出来的,是实践经验的总结且为实践验证确定的数据。
分析标志中各符号的意义:
1)分析线和比较线的强度相等时,用符号“=”表示。
2)分析线的强度较比较线的强度弱,用符号“<”表示。
3)分析线的强度较比较线的强度强,用符号“>”表示。
4)分析线和比较线强度近似,而又稍强或稍弱的现象,则相应地用“≥”
“≤”符号表示。
5)分析线较比较线强度强得多或弱得多时则分别用“>>”“<<”符号表示。
为了减少强度评定中的主观误差,往往对于某一含量,同时列出几组线的评定结果,即利用强度不等的几条分析线进行比较不只是利用强度相等的
Cr1组:(铬)
分析范围:1—6%铬1:437.13
铁1:436.76
铁2:436.98
铁3:437.59
钒1组:
分析范围:0.05—1%
钒1:437.92 钒2:439.00 钒3:439.52 钒4:440.06 铁1:436.76 铁2:436.98 铁3:437.59
锰1组:
锰1:473.91
锰3:476.15、476.24 锰5:478.34
铁1:474.15
铁3:478.97
铁5:473.68 分析范围:0.05—12%锰2:475.40
锰4:476.59、476.64 锰6:482.35
铁2:478.68
铁4:
485.98 分析标志:
镍2组:
分析范围:5—80%
镍1:485.54 铁1:485.57 镍2:485.74 铁2:485.98
分析标志:
钴1组:
分析范围:0.5—35%钴:485.54
铁1:485.57 铁3:493.88 铁5:485.98 铁7:487.13 铁2:494.64 铁4:487.82 铁6:
487.21
钛1组:
分析范围:0.02—1.5%
钛1:499.11 铁1:498.90 铁3:500.19 钛2:499.95 铁2:499.41 铁4:500.61
分析标志:
镍1组:
分析范围:0.85—24%
镍1:503.54 铁1:502.81 铁3:504.11 铁5:504.98 铁7:507.92 镍2:508.05、508.11 铁2:503.93
铁4:504.18
铁6:
507.97
钨1组:
分析范围:0.5—25%
钨1:505.33 铁1:505.16 钨2:505.46 铁2:504.98
分析标志:
铌1组:
分析范围:0.3—2%
铌1:509.53 铁1:510.01 铌2:509.70 铁2:509.87
分析标志:
钢铁看谱分析标志532—542nm(黄绿色区)
铬2组:
铬1:534.58 铁1:530.74 铁3:535.34 铁5:534.10 铁7:537.15 分析范围:0.3—25%铬2:534.83
铁2:533.33
铁4:533.99
铁6:
532.42
钼1:553.31 钼3:563.25 铁2:550.15 铁4:556.96 铁6:558.68 钼2:557.05 铁1:557.61 铁3:549.75 铁5:557.29 铁7:
563.40 分析标志:
锰7:601.35 锰9:602.18 铁1:602.71 铁3:602.02 锰8:601.66
铁2:600.30 铁4:
602.41 分析标志:
分析范围:0.1—1%钒2组:
钒1:603.97
铁1:604.22
铁2:605.60
分析标志:
硅1组:
硅1:634.70 铁1:633.27 铁3:635.50 铁5:638.08 铁7:631.80 铁9:630.15 分析范围:0.1—2.5%硅2:637.11
铁2:634.42
铁4:631.53
铁6:640.80
铁8:
639.36。