光谱分析的历史
光谱分析的历史
1666年英国物理学家牛顿(Newton )做了一次光学色散实验,他用一束太阳光在暗室中通过一个棱镜,在棱镜后的屏幕上看到了红、橙、黄、绿、靛、蓝、紫七种不同的颜色依次排列在屏幕上,形成一条彩色的谱带,称之为光谱。这个简单的实验就是光谱学的起源,也是光谱分析的基本原理。
1802年英国化学家渥拉斯顿(Wollaston )发现在太阳的彩色光谱中有几条黑线。1814年德国物理学家夫琅和费(Fraunhofer )继续研究太阳光谱中的黑线的相对位置,按英文字母取名为A 、B 、C 、D 、E 、F 、……线,后人为了纪念这一工作,把这些黑线称之为夫琅和费线,这些黑线是由于包围太阳的气氛、原子等粒子的蒸气,吸收了太阳光谱中特定的波长而产生的,是吸收光谱的现象。
1826年,泰博特(Talbot )研究了钠盐、钾盐和锶盐在酒精灯上燃烧时得到的光谱,以及铜、银和金在火花放电的光谱时说:“发射光谱是化学分析的基础”,在研究钾盐的特性时指出“这种红色光。。。象钠盐的黄色光一样,成为钾盐的特性。” “我要进一步认为无论在什么时候,只要在棱镜中观察到火焰里有某一种颜色的单色光出现时,就说明有一定的化合物生成或存在。”以后傅科(Foucault )和埃格斯脱龙(Angstrom )观察钠的两根黄线和夫琅和费的两根D 线是一致的,研究了发射光谱(亮线)与吸收光谱(黑线)之间的关系。
1860年本生(Bunsen )和基尔霍夫(Kirchohoff )他们首先把分光镜用于化学分析,他们在矿水的光谱中发生了两条蓝线,从而发现了新的碱金属元素铯。自1860年之后一直到二十世纪初的40余年内,用光谱分析法先后发现的元素有十余个,见下表:
时间 发现者 元素 波长(Å) 颜色
1860 4593 Bunsen 和铯(Cs ) 蓝色
4555 Kirchhoff Cesium
1861 7947 Bunsen 和铷(Rb ) 红色
7800 Kirchhoff Rubidium
5350 铊(Tl ) 绿色
Thallium
1868 4511 Reich 和Richter 铟(In ) 靛蓝
4101 Indium 紫色
1868 5875 Lockyer(太阳上) 氦(He ) 黄色
Helium (黑线)
1869 5679 Lockyer(太阳上) 氮(N ) 黄色
Nifrogenium 5666 (黑线) 5676
4172 镓(Ga ) 紫色
4033 Gallium
7698 钾(K ) 红色
7665 Potassium
4105 铥(Tm ) 紫色
4095 Thulium
1885 Von Welsbach 4225 镨(Pr ) 紫色
4220 Prasecdymiu
浙江师范大学分析化学 1
1886 Von Welsbach 钋(Po ) 4493 紫色
4302 Polonium 蓝色 4170
4434 钐(Sm ) 蓝色
4424 Samarium
5679 氮(N ) 黄色
(地球上) Nitrogeuium 5676
5666
5875 氦(He ) 黄色
(地球上) Helium
1907 4675 Urban 和Welshach 钇(Y ) 蓝色
4644 Yttrium
1907 4518 Urban 和Welshach 镥(Lu ) 靛蓝
Lutecium
二十世纪初期以后光谱学由于它检出限的限制,作为发现新元素的时期已经过去了,质谱仪的出现可以更有效地测出各种微量元素。而对化学家来讲,光谱分析作为一个测量样品中微量杂质的手段是有效的。但作为光谱分析的定量分析直到1925年吉拉赫(Gerlach )首先提出了谱线的相对强度的概念,即用内标法来进行分析,提高了光谱分析的精密度和准确度,为光谱定量分析奠定了基础。
在二十世纪70-80年代,一些新的光源(如等离子体,辉光放电等)的研究成功,以及广泛地应用光电直读和电子计算机联用,进一步提高了光谱分析的精密度和准确度,实现了自动化。使光谱定量分析在现代分析化学中占有极其重要的地位。
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