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火焰溫度是火焰的主要特征
2013-04-10
火焰溫度是火焰的主要特征之一，它對(duì)火焰中化合物的形成和離解以及待測(cè)元素原子化都起著重要作用。在火焰中，一方面可燃混合氣根據(jù)其燃燒反應(yīng)產(chǎn)生大量熱能，另一方面，由于火焰中化合物的解離，以及為了將火焰中存在的平衡混合物提高到火焰溫度要求消耗熱量，還有火焰氣體燃燒時(shí)產(chǎn)生的體積膨脹，也要消耗部分能量，這兩方面的熱能平衡決定了火焰溫度。當(dāng)火焰處于熱平衡狀態(tài)時(shí)，溫度就可以用來(lái)表征火焰的真實(shí)能量。由于上述原因，在常壓下，化學(xué)火焰的最高溫度僅為3000℃左右。
當(dāng)吸噴試液進(jìn)入火焰時(shí)，火焰要消耗大量的熱量來(lái)蒸發(fā)、分解試液溶劑，以及將分解產(chǎn)物提高到火焰溫度，從而導(dǎo)致火焰溫度的下降。如果溶劑是水，對(duì)于低溫火焰，由于火焰分解水量小，這種降溫效應(yīng)不明顯，但對(duì)于高溫火焰來(lái)說(shuō)，由于分解水量大，這種降溫效應(yīng)則十分顯著，如果采用烙醇等有機(jī)溶劑作溶劑，因?yàn)樗鼈冊(cè)诨鹧嬷幸材苋紵⑨尫懦龃罅繜崮?，將它們引入低溫火焰，將有助于提高火焰溫度，但?duì)于高溫火焰，它們則不能明顯地提高火焰溫度，仍以降溫效應(yīng)為主，所以為了保證火焰原子化的效果，在實(shí)際工作中應(yīng)注意選擇合適的樣品溶劑和進(jìn)液量的多少。
原子吸收光譜法所用的火焰一般都是在大氣中直接燃燒的。從外界擴(kuò)散至火焰中的氣體發(fā)生解離也會(huì)影響到火焰溫度。 萬(wàn)用表
所有反應(yīng)都是強(qiáng)烈的吸熱反應(yīng)，解離時(shí)要消耗燃燒反應(yīng)所產(chǎn)生的熱量，降低火焰溫度。對(duì)于原子吸收光譜分析而言，只有基態(tài)原子對(duì)原子吸收分析才是有效的。這就要求火焰必須具有足夠的溫度，以保證試樣充分蒸發(fā)和待測(cè)元素化合物解離為自由原子。從這個(gè)意義上來(lái)說(shuō)火焰溫度應(yīng)該越高越好，但是火焰溫度提高后，火焰發(fā)射強(qiáng)度增大，多普勒效應(yīng)增強(qiáng)，吸收線變寬、氣體膨脹因素增大，從而使之相中自由原子濃度減少，導(dǎo)致測(cè)定的靈敏度降低。
此外，對(duì)于那些電離電位較低的元素，如Na、K、Rb和Cs，火焰溫度高導(dǎo)致它們?cè)诨鹧嬷挟a(chǎn)生嚴(yán)重電離，基態(tài)原子濃度降低。因此，在實(shí)際工作中，應(yīng)根據(jù)試樣性質(zhì)和被測(cè)元素的物理特性來(lái)完成溫度選擇。
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