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化學(xué)類儀器由于設(shè)計(jì)原理各異、類別及型號規(guī)格多等特點(diǎn),目前按化學(xué)理論和儀器的制造原理,已形成了很多類別。又因化學(xué)類儀器都是多參數(shù),在實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可“推薦批準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)室能力范圍”表中,對典型儀器的“參數(shù)”應(yīng)該規(guī)范和統(tǒng)一表述。
1、電學(xué)式儀器,它是依據(jù)被測試樣溶液的電化學(xué)性質(zhì)及其變化,測量溶液的電位、電導(dǎo)、電量、電流等電化學(xué)參量與被測物質(zhì)含量之間的定量關(guān)系。根據(jù)所測電化學(xué)參量的不同,常用電化學(xué)類儀器有酸度計(jì)、離子計(jì)、電導(dǎo)率儀、電解儀、電位滴定儀、庫倫儀、極譜儀等,這一類儀器都是把被測物質(zhì)在溶液中的量“濃度”轉(zhuǎn)化成電化學(xué)參量。所以這一類儀器主要參數(shù)都可表示為“濃度”。對一臺(tái)具體儀器來說,如酸度計(jì),參數(shù)可表示為“酸度”;電導(dǎo)率儀可表示為“電導(dǎo)率”;離子計(jì)可表示為“活度”等等。實(shí)際上“酸度”、“電導(dǎo)率”、“活度”的數(shù)值都是指不同被測物質(zhì)或雜質(zhì)在溶液中的含量,即“濃度”。
2、分子光譜儀器,它是依據(jù)物質(zhì)的最小微粒分子與輻射能發(fā)生相互作用后,分子吸收不同輻射頻率的能量而發(fā)生不同能級躍遷,產(chǎn)生的吸收或散射光的波長或強(qiáng)度信號來物質(zhì)含量或確立復(fù)雜化合物結(jié)構(gòu)。這類儀器種類、型號及規(guī)格也很多,且國內(nèi)外經(jīng)典的儀器也多,如可見分光光度計(jì)、單光束、雙光束、紫外可見分光光度計(jì)、光柵分光光度計(jì)、雙光束近紅外分光光度計(jì)、傅立葉紅外光譜儀、熒光分光光度計(jì)、磷光光譜儀等。這一類儀器主要是不同物質(zhì)或有色絡(luò)合物通過不同波長或波數(shù)后選擇吸收的特性對物質(zhì)進(jìn)行定性鑒別和定量分析。由于儀器不是直接測定物質(zhì)的“濃度”,因此分子光譜儀器的波長(或波數(shù))及透射比是主要參數(shù)。
3、原子光譜儀器,是依據(jù)組成物質(zhì)分子的原子吸收能量以后,由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài),引起輻射光強(qiáng)度改變,而特殊光譜的強(qiáng)度又與發(fā)光物質(zhì)的含量存在定量關(guān)系的原理設(shè)計(jì)制造的。這一類儀器又可分為原子發(fā)射光譜儀,如看譜儀、攝譜儀、光電直續(xù)光譜儀、電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀等;原子吸收光譜儀,如多種型號的原子吸收分光光度計(jì),原子熒光光譜儀,X—射線熒光光譜儀等。這一類儀器當(dāng)波長選定后,被測組分的最低“檢出限”和“靈敏度”是主要參數(shù),因“檢出限”和“靈敏度”都是指儀器檢出被測物的最低質(zhì)量濃度,所以這類儀器的典型參數(shù)也可表示為“濃度”。
4、磁式儀器,是依據(jù)物質(zhì)在外界磁場作用下,呈現(xiàn)出一定磁特性的原理制造的。如核磁共振波譜儀、電子順磁共振波譜儀等。磁式儀器是測定原子核在頻率逐漸變化的磁場中的強(qiáng)度就可測定不同原子核吸收的頻率,從而可獲得有關(guān)化合物分子結(jié)構(gòu)、化學(xué)位移等相關(guān)信息。而化學(xué)位移是用質(zhì)量濃度表示,因此儀器參數(shù)可用“濃度”及“射頻頻率”表述。
5、色譜儀,是依據(jù)物質(zhì)在固定相和流動(dòng)相之間分配性質(zhì)的差異,使混合物中的多種成分相互分離、分析和制備的儀器。色譜儀國內(nèi)外的型號和規(guī)格繁多,且自動(dòng)化程度高。如國內(nèi)的SP、GC、SQ等系列氣相色譜儀;LC、SY等系列液相色譜儀,IC系列離子色譜儀等。盡管各種型號儀器配用不同的器,但儀器都是未知物的質(zhì)量“濃度”,因此主要參數(shù)為“濃度”。
6、質(zhì)譜儀器,是通過將待測物質(zhì)分子產(chǎn)生氣態(tài)離子、然后按質(zhì)荷比(m/z)對這些離子進(jìn)行分離和的一種儀器。如質(zhì)譜儀、ICP質(zhì)譜儀、氣相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用儀等。盡管質(zhì)譜儀的項(xiàng)目有檢出限、靈敏度、雙電荷離子產(chǎn)率、質(zhì)量穩(wěn)定性、分辨率等十余個(gè)參數(shù),但都是某元素的最低質(zhì)量濃度的,因此主要參數(shù)可用“濃度”表述。
7、氣體分析儀器,這一類儀器種類繁多,其原理各不相同。它是依據(jù)氣體試樣與光、電、磁、熱相互作用后,氣體分子發(fā)生物理化學(xué)特性變化的原理而設(shè)計(jì)制造的。這一類儀器在石油、化工、環(huán)境監(jiān)測、安全防護(hù)等方面廣泛應(yīng)用。如光干涉型甲烷測定儀,汽車排放氣體測試儀,一氧化碳、二氧化碳紅外線氣體分析器,硫化氫氣體分析儀等。應(yīng)用這一類儀器的目的就是測量各種氣體濃度,所以主要參數(shù)當(dāng)然是“濃度”。
8、物理特性儀器,這類儀器制造原理與參數(shù)各異。如各種類型的粘度計(jì)、各種類型的熱量計(jì)、熔點(diǎn)儀、濁度儀、露點(diǎn)儀、溫度儀、水分儀等。由于這一類儀器都是應(yīng)用于測定物質(zhì)特定的物理量,因此他們的主要參數(shù)可以表述為“粘度、熱量、熱容、熔點(diǎn)、濁度、露點(diǎn)、溫度、濃度”等物理量。