在分析化學領域，了解給定樣品中的物質對于分析是非常重要的。因此，在該領域中使用了許多不同的工藝和設備類型。本文將概述元素分析以及元素分析儀這種常見技術的工作原理。


　　1.什么是元素分析？

　　元素分析是分析材料樣品的元素組成的過程。它還可以提供有關物質同位素組成的信息。在此過程中可以分析的樣品包括化合物、礦物質、體液和廢水/飲用水。

　　元素分析可以是定性的，也可以是定量的。分析化學家可以使用許多不同的技術來進行這兩種類型的分析。對于定性分析，方法包括原子光譜法、X射線熒光法和schhniger氧化法。定量方法包括重量法、中子活化分析法和光學原子光譜法。

　　元素分析領域可以追溯到安東尼拉瓦錫，他被廣泛認為是現代化學之父。那時，元素分析是基于燃燒氣體吸附前后樣品的重量測量。今天，元素分析可以通過全自動系統進行。

　　元素分析(EA)通常指CHNX分析。這是碳、氫、氮和雜原子(X)的質量分數的測定。雜原子包括鹵素和硫。這些元素的分析對于了解未知化合物的結構或闡明合成化合物的純度和結構非常重要。其他元素可以用正確的設備進行分析。


　　2.什么是元素分析儀？

　　元素分析儀是一種提供組成目標樣品的元素信息的設備。樣品過熱到它立即變成氣體的程度，這是這種氣體形式通過分析儀的機理。

　　雖然其他技術如色譜程序和質譜現在是結構測定的主要技術，但EA仍然為分析化學家提供有價值的補充信息。元素分析儀也比替代品更快更便宜。此外，它們可以處理各種樣品，包括固體、液體和揮發性化合物。

　　元素分析儀已經應用于許多領域。例如，在石油工業中，它們用于定期監測煉油廠催化劑上的焦炭累積，以確保最佳操作參數。在食品行業，他們測量食物中的氮(作為蛋白質的替代品)來評估谷物價格和肉制品。


　　3.元素分析儀是如何工作的？

　　元素分析儀的工作原理是將元素快速加熱到足夠高的溫度，使其燃燒。然后它以氣態通過分析儀。探測器檢測現有元素，研究人員在計算機屏幕上讀取信息。

　　分析儀通常以模塊化形式構建，這意味著它們可以設置為測定不同的元素。這種模塊化設置提供了操作靈活性，能夠使用從幾毫克到幾克目標物質的大范圍樣品重量。例如，在CHNS(碳、氫、氮、硫)分析儀中，由于這種模塊化特征，它們可以被設置為分析氮、中國、CHNS或其任意組合。儀器的選擇取決于元素、樣品類型、樣品大小和分析物濃度。例如，樣品引入系統高度依賴于樣品類型和應用。將固體和粘性液體引入膠囊。液體可以密封在單獨的小瓶中，或者通過液體自動取樣器引入。可能需要微量天平來自動記錄每個測試部件的重量。燃燒過程中產生的灰分必須與其他雜質一起去除，以避免干擾分析結果。

　　需要兩種氣體供應：惰性載氣(通常是氦氣)和用于燃燒的高純度氧氣。氦氣為下一階段的過程移除氣體。然后，它們通過加熱的高純度銅，以去除任何額外的氧氣，并將任何氮氧化物轉化為氮氣。讓氣體通過吸收阱只留下水、氮、二氧化碳和二氧化硫。

　　一些儀器將燃燒和還原階段放在不同的爐中，而另一些儀器在一個雙層爐中進行。催化劑、銅和吸收劑裝在由高質量二氧化硅或陶瓷制成的可更換管中。

　　氣體檢測有多種方法。這些方法包括氣相色譜(GC)分離，然后使用熱導檢測或一系列獨立的熱導和紅外電池來檢測單個化合物。使用高純度化合物如苯甲酸和乙酰苯胺來定量校準每種元素。

　　設備的控制是通過計算機接口進行的。這用于設置工作程序、管理校準程序和提供設備本身的診斷信息。最后，專用軟件提供樣本中分析物水平的讀數。

       
         總結

　　元素分析儀是適用于各種行業的可靠且經濟高效的實驗室設備。因此，在未來的許多年里，它們無疑將在分析化學中得到應用。結合其他分析技術，它們是現代實驗室的基石。