物理化学的工具与方法
光谱分析(spectroscopic analysis)
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当条形码扫描器读取包裹上的条纹、告诉你商品和价格时,它是在把一种图案解码成意义。光谱分析对一种物质所吸收或发出的光的图案做同样的事:它读取那条光谱条形码,弄清这是什么物质、又有多少。
更准确地说,光谱分析是利用光谱——所测得的、样品在每个波长上与光相互作用强弱的图案——来鉴定物质并确定其含量。鉴定来自把峰的位置与分子或原子的已知指纹相匹配;含量则来自峰有多强,因为吸收通常随浓度增大。它建立在光谱仪所产出的数据之上。
为什么重要:它是回答化学两个核心问题——这是什么、有多少——最广泛使用的方法之一,而且常常不破坏样品。一个提醒:光谱是原始证据,但分析是解读,它依赖良好的校准、洁净的样品和细心,因为相互重叠的峰和各种干扰,会误导一次粗心的判读。
一位法医化学家得到现场缴获的一份白色粉末的红外光谱。这些吸收峰的图案几乎一条一条地与某种特定止痛药的参考指纹相符,而对照校准读出的某个选定峰的强度,则说明样品有多纯。
峰的位置说明物质是什么;峰的强度说明有多少。
光谱学和光谱分析相关却有别。光谱学是对物质与光如何相互作用的宽泛研究,包括底层的物理和各种技术;光谱分析则是把所得光谱用来鉴定和定量真实样品的应用之举。一个负责解释,另一个负责实干。
又称
另见