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在分析化学领域，知道给定样品中含有什么成分对其分析是至关重要的。因此，在这一领域中使用了许多不同的工艺和设备类型。app亚博体育本文将提供元素分析的概述，以及元素分析仪这一常用技术的工作原理。
什么是元素分析?
元素分析是对材料样品进行元素成分分析的过程。它还可以提供有关物质同位素组成的信息。该过程可以分析的样品包括化合物、矿物质、体液和废水/饮用水。
元素分析可以是定性的，也可以是定量的。分析化学家可以使用许多不同的技术来进行这两种分析。定性分析的方法包括原子光谱、x射线荧光和Scöhniger氧化。定量方法包括重量测量、中子活化分析和原子光谱学。
元素分析可以追溯到安托万·拉瓦锡，他被广泛认为是现代化学之父。当时，元素分析是基于对燃烧气体吸附前后样品的重量测定。如今，元素分析可以由完全自动化的系统进行。
元素分析(EA)通常指CHNX分析。这是对碳、氢、氮和杂原子(X)质量分数的测定。杂原子包括卤素和硫。分析这些元素对于揭示未知化合物的结构或阐明合成化合物的纯度和结构是很重要的。其他元素可以用合适的设备进行分析。app亚博体育
什么是元素分析仪?
元素分析仪是提供构成目标样品的元素信息的设备。app亚博体育样品被加热到瞬间变成气体的程度，而正是这种气体形式通过了分析仪的机制。
虽然色谱法和质谱法等其他技术现在是结构测定的主要技术，EA仍然为分析化学家提供有价值的补充信息。元素分析仪也比其他替代品更快更便宜。此外，他们能够处理各种各样的样品，包括固体，液体和挥发性化合物。
元素分析仪已在许多领域得到应用。例如，在石油工业中，它们被用于定期监测炼油厂催化剂上的积炭，以确保最佳操作参数。在食品工业中，他们通过测定食品中的氮(蛋白质替代品)来评估谷物和肉类产品的价格。
元素分析仪是如何工作的?
元素分析仪的工作原理是将元素快速加热到足够高的温度，使其燃烧。然后它以气态通过分析仪。探测器探测到存在的元素，研究人员在电脑屏幕上读取这些信息。
分析器通常以模块化的形式构造，这意味着可以设置它们来确定不同的元素。这种模块化设置提供了操作的灵活性，并能够使用范围广泛的样品重量，从几毫克到几克的目标物质。例如，在CHNS(碳，氢，氮，硫)分析仪中，由于模块化的性质，它们可以被设置来分析N, CHN, CHNS，或任何组合。
仪器的选择取决于元素、样品类型、样品大小和分析物的浓度。例如，样品导入系统高度依赖于样品类型和应用。固体和粘性液体被放入胶囊中。液体样品可以密封在单个小瓶中，也可以通过液体自动取样器引入。可能需要一个微平衡器来自动记录每个测试部分的重量。燃烧过程中的灰必须连同其他杂质一起清除，以避免干扰分析结果。
需要两种气体供应:惰性载气(通常是氦气)和用于燃烧的高纯度氧气。氦会为下一阶段的处理过程排除气体。然后通过加热的高纯铜除去任何额外的氧气，并将任何氮氧化物转化为氮气。让这些气体通过吸收器只剩下水、氮、二氧化碳和二氧化硫。
有些仪器将燃烧和还原阶段放在单独的炉内，而有些则在一个双层炉内进行。催化剂、铜和吸收剂被装入由高质量二氧化硅或陶瓷制成的可交换管中。
气体检测的方法有很多种。这包括气相色谱(GC)分离，然后使用热导率检测进行定量，或一系列单独的热导率和红外细胞来检测单个化合物。使用苯甲酸和乙酰苯胺等高纯化合物对每种元素的定量进行校准。
设备的控制是通过计算机接口进行app亚博体育的。这用于设置工作计划，管理校准程序，并提供设备本身的诊断信息。app亚博体育最后，专用软件提供样品中存在的分析物水平的读数。
总之
元素分析仪是可靠的，性价比高的实验室设备，广泛应用于各种行业。app亚博体育因此，在未来的许多年里，它们无疑将在分析化学领域得到应用。它们与其他分析技术一起使用，是现代实验室的基石。
进一步阅读和更多信息
英国皇家化学学会(网站)AMC技术简报- CHNS元素分析仪[访问在线2021年4月21日]https://www.rsc.org/images/CHNS-elemental-analysers-technical-brief-29_tcm18-214833.pdf
Chem.libretexts.org(网站)1:1元素分析简介[浏览日期:2021年4月21日]https://chem.libretexts.org/Bookshelves/Analytical_Chemistry/Book
Chem.libretexts.org(网站)1:3:燃烧分析简介[浏览日期:2021年4月21日]https://chem.libretexts.org/Bookshelves/Analytical_Chemistry/Book
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