GB T 8322-1987 分子吸收光谱法术语.pdf
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1、中华人民共和国国家标准分子吸收光谱法术语Molecular absorption spectrometry- Terminology UDC 543.422 :001.4 GB 8322 - 8 7 本标准参照采用国际标准ISO6286- 982 (分子吸收光谱法一词汇概述仪器。年标准规定了分子吸收光谱法(主要指近紫外、可见光、近红外等)的术语政其定义。其目的在于统对有关术语的理解,以利于国内外技术交流。在制订、修订标准及教学、科研、编写技术文件时,如遇有这些术语.应按本标准的规定执行。1 有关物质的辐射和光学性能的术语1. 1 电磁辐射eiectromagnetic radiation 属于
2、电磁波领域内的能量传播。按波长分类有2电磁波波长,nm(纳米y射线5 X 10- 0.014 硬z射线o. 0140. 14 软z射线O. 1410 远紫外线10200 紫外线200380 可见光380780 近红外线7803000 中红外线3 X 1 0 3 X 10 远红外线3 X 10 3 X 10 微波3 X 10 0 1. 2 光light 光是一种电磁辐射。能为正常人的视力所感受到的电磁辐射为可见光,其搜长为380780nm。1. 3 波长 wavelength 在周期波传播方向上,相邻两披同相位点间的距离。为了方便起见,通常在技形的极大值或极小值处进行测量。1. 4 波数 wav
3、e number 每厘米中所含波的数目,即等于波长的倒数。单位:cm-(厘米1中华人民共和国化学工业部1987-09-02批准1988-07-01实施GB 8322 - 8 7 卡(斗J因l删虽说民心,岳出单位:nm(纳米)注:红外线波l乏单位IlT用m(微米)。介质中的波民等于真宅中的波长除以介质的折射率。若没有说明.-般指的是真空中波氏。.5 辐射(光)通量 radiant flux 以辐射(光的形式发射、传播和接收的功率。单位:W(瓦特.6 入射辐射(光)通量。incident flux 射到介质表面的辐射(光)通量。单位:W(瓦特).7透射辐射(光)通量如transmitted flu
4、x 从介质内部出射的辐射(光)通量。单位:W(瓦特),. 8 透射transmlSSlon 能保持诚长不变地穿过介质的辐射现象。,. 9 透射比 transmittance 透射辐射(光)通量和入射辐射(光)通量之比。=生,. 0 吸光度A absorbance 透射比倒数的对数。A = log士,. 净吸收辐射(光)通量仇absorbed flux;without phenomena other than absorption 入射辐射(光)通量与透射辐射(光)通量之差。仇=。一单位:W(瓦特)1. 12 吸收absorption GB 8322-87 辐射能与物质作用时,所发生的辐射能减少
5、并使物质内能增加的过程。1. 13 吸收比 absorptance 净吸收辐射(光)通量和入射辐射(光)通量之比。1. 14 内透射比(均匀非散射层的)i d生一。internal transmittance (of a homogenous nondiffusing layer) 到达介质的出射面的辐射光)通量和离开入射面的辐射(光)通量之比。1. 15 内吸光度Ai internal absorbance 内透射比倒数的对数Ai=时1. 16 内吸收比(均匀非散射层的); internal absorptance (of a homogenous nondiffusing layer) 吸
6、收层的入射面和出射面之间净吸收的辐射(光)通量与离开入射面的辐射(光)通量之比。2 有关分子吸收光谱法的术语2. 1 厚度1)L thickness 吸收池的两个平行且透光的内表平面之间的距离。单位:mm(毫米)或cm(厘米)注:1)见2.2注1)2. 2 光路长度山、1)b optical path length 光通过吸收池内物质的入射面和出射面之间的路程。注:1)当辐射以垂直入射时,厚度与光路氏度两术语同义。2)吸收物质的折射率与光路长度的乘积为光程。2.3 参比辐射(光)通量, reference flux 单色辐射(光)通过参比物质,并到达检测器的辐射(光)通量。单位:W(瓦特)2.
7、 4试样辐射(光)通量弘sample flux 单色辐射(光)通过待测物质,并到达检测器的辐射(光)通量。单位:W(瓦特)2.5 百分透射率 percentage transmittance GB 8322 87 试样辐射(光)通量与参比辐射(光)通量之比,用百分率表示。寸X1时2.6 部分内吸光度A p partial internal absorbance 由被测物质中部分组分引起的内吸光度,实质上是指该物质内吸光度As与参比物质内吸光度A,之差Ap = As - A , = log : 2. 7 特征部分内吸光度(通称特征吸光度)Ac characteristic partial int
8、ernal absorbance 由物质中某一种组分引起的部分内吸光度。Ac = 1吨2. 8 浓度concentration 溶质的量和溶液体积之比。2.9 质量放度 mass concentration 溶质的质量和溶液体积之比。单位:kgjm (千克/立方米)或gjL(克/升)2.10 物质的量浓度c amount-of-substance concentration 溶质的物质的量和榕液体积之比。单位:moljL(摩尔/升)2. 特征部分内吸收系数(通称吸收系数)characteristic partial internal absorbance coefficient 被溶解的待测物
9、质在单位浓度、单位厚度时的特征吸光度。按照使用浓度单位的不同,可有质量吸收系数和摩尔吸收系数之分。注:一般使用的浓度通常是被测的元素或分子的浓度。2. 12 质量吸收系数 specific mass absorbance coefficient 厚度以厘米表示、浓度以克/升表示的吸收系数。单位:L/cm. g(升f厘米克)2.13 摩尔吸收系数E specific molar absorbance coefficient 厚度以厘米表示、浓度以摩尔/升表示的吸收系数。Ac e = -=-一L c 单位:L/cm. mol(升/厘米摩尔2.14 等吸光度点isosbestic point GB
10、8322-87 在某被长处,可以互相转化的两种物质的吸收系数相等或同浓度下吸光度相等,称此两种物质具有等吸光度点。2.15 等吸收点isoabsorptive point 在某波长处,两种或两种以上物质的吸收系数相等或同浓度下吸光度相等,称它们具有等吸收点。3 关于分子吸收光谱法中应用的几个定律3.1 朗伯-波格定律Lambert-Bouguer s law 一柬辐射(光)通量为.的平行单色辐射,垂直入射,通过吸收介质,若该吸收介质的表面是互为平行的平面,且它内部是各向同性的、均匀的、不发光、不散射的,则透射辐射(光)通量tr随吸收介质的光路长度b的增加而按指数减少.并由下列方程表示z式中:如
11、-一一透射辐射(光通量(下同)I . -一一入射辐射(光通量(下同)I b -一一光路长度(下同he一一自然对数的底(下同); K一一线性吸收系数(下同) 3.2 比尔定律Beers law 仇.,= t. e-K 一束平行单色辐射,垂直入射,通过一定光路长度的吸收介质,它的遗射辐射(光通量随介质中吸收物质散度的增加而按指数减少.并由下列方程表示tt,=o e-K.,.p 或机=今o e-Kec 式中:K.和K,-质量线性吸收系数和摩尔线性吸收系数,在给定试验条件下是常数;p一一质量浓度pc一一物质的量浓度.3.3 朗伯,波格和比尔定律的加和性additive nature of the la
12、ws of Lambert-Bouguer and Beer 一束平行单色辐射,垂直入射,通过几种彼此不起反应的物质所组成的吸收介质时,若该吸收介质的入射、出射面是互为平行的平面,且它内部是各向向性的、均匀的、不发光、不散射的,则该吸收介质总的吸光度等于几种特征吸光度的总和。3.4 通用吸收定律general absorbance law 将朗伯叩波格和比尔两定律合并为通用吸收定律,以如下单一方程式表示3tr =j.l0-a p 或tr=仇10-.b.CGB 8322-87 式中z一-质量吸收系数,在给定试验条件下为常数;E一一摩尔吸收系数,在给定试验条件下为常数。4 有关分子吸收光谱仪器的专
13、用器件及其功能的术语4. 1 辐射摞source of radiation 能发射所需披长范围的辐射的器件。按其产生的发射光谱,可分为:不同宽度的谱带或谱线的光谱s连续或不连续的光谱等类型。例如,鸽丝灯能在可见和近红外区产生连续光谱,氢灯、筑灯能在紫外区产生连续光谱,金属蒸气灯(Hg、Na、Cd等)在一定条件下,能产生线光谱。4. 1. 1 氢灯hydrogen lamp 它是一种用热阴极在氢气中进行直流放电(几千伏)以产生紫外线的辐射源。它能辐射出165-350nm范围内的连续光谱。由于受石英窗吸收的限制,通常波长有效范围为200-350nm。如果用筑代替氢,灯的辐射强度几乎可以提高两倍。4
14、.1.2 鸽丝灯tungsten filament lamp 它是一种用电加热玻璃泡中的鸽丝以产生可见和近红外线的辐射摞。它能辐射出搜长为320-2500nm范围内的连续光谱。4. 1. 3 柔灯mercury lamp 一种用电激发隶蒸气产生紫外、可见和红外线的辐射源。其辐射是线光谱。根据隶蒸气压的不同,乘灯可分为za. 低压乘灯z柔蒸气压为1.3-130Pa(即10-1mmHg柱的乘灯。它的最强辐射线的波长为253.7nm b. 高压乘叮z隶蒸气压为十万至数十万帕斯卡)(即一至数个大气压的乘灯。它的最强辐射线的披长为546nm和570nm等线。c. 超高压乘灯:柔蒸气压为数十万至数百万帕斯
15、卡)(即数个大气压至数百个大气压)的隶灯。它能产生远红外区的辐射线。4. 1. 4 能斯特光源Nernst glower 一种用电加热空心小棒以产生红外线的辐射惊。这种空心小棒是由错和纪(或钳的混合氧化物,并掺杂少量氧化仕和氧化铺烧结而成。加热至1800.C左右即发光。特点是寿命长(可用半年至一年以上),不需冷却,体积小(直径约1mm),效率高。缺点是由于它在室温时是非导体,须预热至800.C以上,才能通电升温.4.1.5 硅碳棒globar 一种通电能产生红外线而作为辐射摞的碳化硅棒。特点是辐射能量比较均匀。缺点是效率低,使用寿命短,用时需冷却。4. ,. 6 镰铝丝螺管nichrome w
16、ire coil 一种由镰锚丝绕成的螺旋管,通电能产生红外线的辐射源。特点是具有高稳定性,使用寿命长(较低温度下工作可达几年),且不需冷却。缺点是辐射能量不均GB 8322 - 8 7 匀(这可用外套陶瓷管来弥补)。4. .7 激光源laser source 利用受激辐射放大电磁波的原理,在可见光、红外及紫外区产生激光辐射的辐射源。它是一种亮度极高、单色性、方向性和相干性很好的辐射源。4. 1. 8 可调谐激光源tunable laser source 一种披长可调谐的激光辐射惊。它产生的辐射具有宽波段、高稳定性、锐谱线、高强度及连续输出的特点。4. 2 波长选择器wavelength sel
17、ector 能从辐射源辐射线中,分离出一定波长范围谱线的器件。按其使用方法可分为固定带通选择器和连续变化波长选择器。4.2. , 固定带通选择器(通称滤光片)fixed pass band selector (generally known as filter) 一种最简单的波长选择器,每一滤光片对应一定带通。如果把不同滤光片依次放入光路,则能依次选择出所需波长的谱带。按滤光原理的不同,可分为吸收惊光片和干涉滤光片。4.2. ,. , 吸收滤光片absorbing filter 基于对辐射能选择吸收,从而获得一定波长范围的器件。4.2. ,. 2 干涉滤光片interference filte
18、r 基于对辐射的干涉作用,从而产生窄带通的器件。4.2.2 连续变化波长选择器selector for continuous variation of wavelength 能连续地色散、分割各种不同波长的分光器件。按色散、分割原理的不同,可分为棱镜、光栅和可调的干涉滤光片。4.2.2. , 棱镜pnsrn 基于对不同波长的辐射具有不同的折射率,而使辐射产生色散的元件。4.2.2.2 光栅grating 基于对辐射的衍射作用,使辐射产生色散的元件。4.3 吸收地absorption cell 盛放待测流体(液体、气体)试样的容器。该容器应具有两面互相平行、透光且有精确厚度的平面e它藉助机械操作
19、能把待测试样间断或连续地送到光路中,以便吸收测量的辐射(光)通量。按其材质可分:a. 玻璃吸收池:用于可见及近红外波长范围的测定;b. 石英吸收池:用于紫外、可见及近红外波长范围的测定pC. 塑料吸收池:用于红外波长范围的测定;d. 桂类吸收池2用于红外搜长范围的测定。根据它的透光的波长范围、透光能力、机械强度与加GB 8322-87 工性能、毒性,以及对热、光、水和化学物质的稳定性等可分为如表1所列的几种:表1盐类吸收池的分类,名称分子式使用波数范围(cm-)折射率备注氯化纳NaCl 4000625 1. 53 溶于水、硬,但容易加工抛光澳化例KBr 4000400 1. 54 易溶于水、比
20、氯化纳软、容易加王抛光氟化钙CaF, 40001000 1. 42 耐水、溶于镀盐、硬氟化锁BaF, 4000750 1. 46 同氟化钙确化铅CsI 4000180 1. 75 易溶于水、软Irtran-2 多晶ZnS4000700 2.26 在100C热水中7h元变化氯化银AgCl 4000450 2.01 耐水、软、怕光,易与金属反应澳映他铠(KRS-5)TlBr/Tll 4000250 2.41 耐水、有毒、溶于碱、不溶于酸Infrasil SiO, 40002850 1. 45 耐水、硬按几何形状可分为几种类型,其中最简单的一种是短形吸收池(带盖适用于挥发性试样)。另有微型吸收池、流
21、动吸收池和多次反射吸收池。4.3. 1 微型吸收池microcell 它是一种容积小而厚度和体积之比(L/N )比常规吸收池大得多的吸收池。4.3.2 流动吸收池f10wcell 能自动或半自动吸入流体试样的吸收池。它可供连续分析试祥之用。图2为一种流动吸收池的示意图。图2流动吸收i也尽意图4. 3. 3 多次反射吸收池mutiple-ref1ectance cell 池壁上装有反射镜的,能使谱线进行多次反射的吸收池。其多次反射的光路长度之和称为有效光路长度。图3为多次反射吸收池的示意罔俨反qt镜._. 国3多次JJ.射l吸收i也;J,且国4. 4 检测器GB 8322-87 detector
22、 能把辐射信号转变为电信号的器件f根据其呈现的现象和使用搜长程围有:光电发射管、光导管、光电池、热电偶、热敏电阻、高莱池等检测器。4.4.1 光电发射管photoemissive cell 它包括有:真空光电发射管、充气光电变射管和光电倍增管等。其可用的波长范围受阴极材质特性限制,一般在200-1000nm之间,但通常适用范围在200-500nm之间。4.4.2 光导管(亦称光敏管)photoconductive cell (photosensitive cell) 导电性能随辐射强度的不同而变化的元件。其适用波长范围在700nm以上。4.4.3 光电池(亦称阻挡层的光电池)photovolt
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