登陆注册
6555900000042

第42章 光学分析法的崛起

◆比色分析的应用

它是吸收分光光度法的先声,大约兴起于19世纪30年代。最初,多是利用金属水合离子本身的颜色,用简单的目视法进行比较。50年代后,开始利用有机显色剂,提高了分析的灵敏度和选择性。比色法的理论是基于溶液对光的吸收定律。

早在1760年,德意志物理学家朗伯已判明:一束单色光通过某种吸收层时,其透光率的负对数值与吸收层的厚度成正比;1852年德意志物理学家比尔研究各种无机盐水溶液对红光的吸收时,又判明透光率的负对数值与吸收物质的浓度成正比。1870年,法国人迪博斯克设计制造了较实用的目视比色仪,这种仪器一直沿用到20世纪的40年代。1883年德国化学家菲罗尔特根据朗伯一比尔定律设计了最早的可测定溶液吸光率的目视分光光度计。1925年,德国光学工程师普尔弗里希设计了利用滤光片的分光光度计,这种仪器甚至沿用到20世纪50年代。

◆光谱分析的发展

分光镜是现代发射光谱分析仪的先声,它的发明立即成为化学家们搜索新元素的有力工具。1814年,德国物理学家夫琅和费研究了太阳光谱和行星光谱中的暗线和火焰光谱中的明线,发现两者的联系。1825年,英国物理学家塔尔博特观察17被各种金属盐着色的火焰所产生的光谱,第一个意识到把某一特征光谱线与某一定物质的存在联系起来。1852年,瑞典物理学家埃斯特朗进一步明确火焰光谱中那些特征明线分别属于某种元素而不属于化合物。1859年,德国化学家本生和物理学家基尔霍夫合作制作了第一台实用的光谱分析仪。从此光谱分析成了化学家的重要检测手段。

1860年,本生等人用光谱法从矿泉水中发现了元素铯,次年又从锂云母矿石中发现了元素铷。1861年英国物理学家克鲁克斯用光谱法从硫酸厂废渣中发现了元素铊。1863年德意志物理学家赖希和里希特用光谱法从闪锌矿石中发现了元素铟。1868年法国天文学家让桑和英国天文学家洛克耶各自独立地同时从日珥光谱中发现了太阳中存在氦元素。1894~1898年,英国化学家拉姆齐和瑞利用真空放电法与光谱法相结合,发现了空气中的氖、氩、氪、氙等稀有元素,为周期表增添了一个零系家族。

◆光谱分析法的创立者——本生

本生(1811~1899)是德国化学家,他的科研成就很多,重大的有:1837年开始研究卡可基化合物,他离析出二甲胂基氧,测定所有易挥发的二甲胂基化合物的蒸气密度,得出正确的化学式。本生这一研究工作,被贝采利乌斯用来证实他的理论有机化合物和无机化合物类似,只是后者的元素被前者的基所代替。1841年本生发明锌一碳电池,后称本生电池。1853年发明本生灯,利用此灯检定出许多矿物的组分,这种灯一直沿用至今。1855年发明吸收比色计。1859年与基尔霍夫一起发明分光镜,创立光谱分析法。

本生提出每一化学元素具有特征光谱线,为元素发射光谱分析奠定基础;并用以研究太阳的化学成分,证实了太阳上有许多地球上常见的元素,由此说明其他天体和地球在化学组成上的同一性。他和基尔霍夫借助于光谱分析,发现两个新元素铯和铷。

◆铊元素的发现者——克鲁克斯

克鲁克斯(1832~1919)是英国化学家和物理学家。1861年,克鲁克斯在用分光镜检视~种含硒化合物的残渣时,发现一种新元素,他命名为铊,并探索了它的性质,于1873年测定了它的原子量。

1875年,克鲁克斯发明辐射计(后称克鲁克斯辐射计)。他还是真空放电研究的先驱者。1879年研制成一种高真空放电管(后称为克鲁克斯管),并在研究稀薄气体中的放电时观测到阴极周围的暗区(现在称为克鲁克斯暗区)。他证实阴极射线以直线传播,在撞击某些物质时产生磷光和热。1903年发明闪烁镜,可检测a粒子数。

◆稀有气体元素的发现者——拉姆齐

拉姆齐(1852~1916)是英国著名化学家。拉姆齐最初研究有机化学,后来研究物理化学。在1874~1880年,主要从事吡啶及其衍生物的研究,并十1877年合成了吡啶。1880~1894年,主要研究液体的蒸气压、临界状态及表面张力与温度的关系。1894年他和瑞利合作,发现氩。1895年他将钇铀矿置于硫酸中加热,得到一种新惰性气体,并和克鲁克斯一起用光谱确定为元素氦,从而第一次在地球上找到所谓“太阳元素”。

拉姆齐研究了氦和氩的性质,指出它们在周期系中属于新的一族,并预言这一族中存在着其他元素。1898年他分馏液态空气时发现了三种新的稀有气体元素,命名为氖、氪、氙。1903年他和索迪证明镭能产生氦。1910年他和格雷测定了氡的原子量,并确定了氡在周期系中的位置。拉姆齐因发现空气中的稀有气体元素并确定其在周期系中的位置而获得1904年诺贝尔化学奖。

◆揭开氩元素的神秘面纱

瑞利(1842~1919)是英国物理学家和化学家。在化学方面,瑞利的重大贡献是发现氩。1892年瑞利进行氮气密度的测定,他测定出从空气中制取的氮气的密度数值是1.2572克/升,而从氨制取的氮气密度是1.2508克/升,两者不一致。最初,瑞利认为不一致的原因可能有4种:(1)由空气制得的氮气还含有微量的氧气;(2)由氨制得的氮气中混杂有微量的氢气;(3)由空气制得的氮气中可能含有与臭氧类似的N3分子;(4)由氨制得的氮气中可能已有若干分子分解,因而使气体密度降低。

经过分析,他认为第1种假设是不可能的,因为氧气和氮气的密度相差较小,氮气中必须混杂有相当数量的氧气,其密度才会有千分之五的差异。瑞利又用实验证明,由氨制得的氮气中不含氢气。其他两种可能也不存在。这时,瑞利只好将这一实验事实刊登在1892年9月28日的《自然》周刊上,征求解释。拉姆齐看到这个消息后,欣然与瑞利合作。1894年他们用化学方法将空气中的氮气、氧气、二氧化碳和水蒸气除尽后,发现容器中总留下一个小气泡,最后用光谱分析确证,这是一种新的化学元素氩。为此,瑞利获1904年诺贝尔物理学奖。

同类推荐
  • 恐龙未解之谜(世界未解之谜精编)

    恐龙未解之谜(世界未解之谜精编)

    本书是《世界未解之谜精编》系列之一,该系列精心收集了众多千奇百怪、扑朔迷离的世界未解之谜,内容涉及宇宙、生物、地理、飞碟、人体、恐龙、宝藏、百慕大、历史、金字塔、文化等多个领域,书中令人耳目一新和不可思议的未解之谜,给予了人类新的思索。人类究竟创造了多少奇迹,又留下了多少谜团,有待我们进一步探索和研究……我们深信,通过不断的努力,未知一定会变为已知。让无数探寻声化做利刃,刺破一桩桩人类千年未解之谜。
  • 有趣的物质循环(探索神秘的大自然)

    有趣的物质循环(探索神秘的大自然)

    自然环境可分为四个圈层:生物圈、大气圈、水圈和岩石圈,总称生态圈,这是经过漫长的演化而形成的。自然界是强大而复杂的,它所包括的所有物质并不单独的存在,而是有着千丝万缕割舍不断的联系。人类就是在这些物质的相互联系和相互作用下生存着。自然界并不是恒定不变的,而是处在一种不断的运动变化中,这个运动变化就是循环。我们可以这样理解,在自然界中,存在着一个大的循环,而这个大循环要经历极其漫长的岁月。这是物质运动的一个永恒的循环,这个循环只有在我们的地球年代不足以作为量度单位的时问内才能完成它的轨道。
  • 海洋中的食物链(海洋与科技探索之旅)

    海洋中的食物链(海洋与科技探索之旅)

    在海洋生物群落中,从植物、细菌或有机物开始,经植食性动物至各级肉食性动物,依次形成被食者与摄食者的营养关系称为食物链,亦称为"营养链"。食物网是食物链的扩大与复杂化,它表示在各种生物的营养层次多变情况下,形成的错综复杂的网络状营养关系。物质和能量经过海洋食物链和食物网的各个环节所进行的转换与流动,是海洋生态系统中物质循环和能量流动的一个基本过程。本书就带领读者去认识海洋中的食物链。
  • 天体密码破译

    天体密码破译

    宇宙的无限魅力就在于那许许多多的难解之谜,使我们不得不密切关注和发出疑问。本书包括太阳与人类的关系、日食形成的原因、恒星起源的假说、解释星系撞击、陨星坠落会伤人吗等内容,去伪存真地将未解之谜与科学研究结合起来,非常适合广大青少年读者阅读和收藏。
  • 绿色未来与生活习惯(人与环境知识丛书)

    绿色未来与生活习惯(人与环境知识丛书)

    除了外出上班、上学、旅游、办事之外,我们大部分时间都是在家里度过的。家庭是消耗资源最多的场所之一,我们的吃喝拉撒睡,无一不在消耗着资源。就从电力资源来说,据国家的权威部门统计,家庭用电已经占全社会用电的12%左右。其中,我们家里的冰箱、空调、电视、电热水器就占了家庭用电总量的80%以上。家庭是社会的细胞,只有每个家庭都有节约意识和节约措施,才能使建设节约型社会落到实处。
热门推荐
  • 血命石

    血命石

    在我们所未知的空间,有着另一个你我,我们与他们息息相关,却又互不相连。是否想知道那个世界里发生了什么事情?是否想知道那个世界有没有你?那就随我一同穿越空间。去看上一看!
  • 爱恨是非

    爱恨是非

    一个平凡的女孩,经历了多少风风雨雨,才知道了自己的可贵,可自己已经不在人事
  • tfboys之不一样的女孩

    tfboys之不一样的女孩

    “王俊凯你给我过来,我饿了!”某谷说“媳妇,我来了,你要什么?”某凯屁颠屁颠地跑过来问。“哼!那么慢,我要回我妹那儿!”“姐,行李收拾好了!”某云说“王源,把你老婆带回去,别骚扰我媳妇!”某源公主抱把某云带了回去,仿佛还听见某云说“王源,放我下来!你给我记住!”这时候某玺跑过来把看热闹的某夏给拖走了。【爽文+甜文,女强+男强,情节除人物以外大部分都是虚构的,不喜勿喷!新人写文,多多支持!】
  • 穿越大宋之宋高宗

    穿越大宋之宋高宗

    少时读史,总为古人担忧,担忧最多,莫过于宋。许是真的与宋有缘,一朝入梦,醒来竟成了赵构。持笔仗剑,横槊赋诗,新的赵构,新的宋高宗,要怎样扶起已然倾颓的大宋王朝呢?
  • 天运至圣

    天运至圣

    天运大陆,这是一个神奇的世界,无数人在此繁衍,为了对抗原始的妖兽,这里的人类渐渐衍生了各种各样的武技、功法、各种灵药及铭刻阵法的武器。经过了长久的斗争,人类渐渐可以与强大的妖兽抗衡,最终形成了人类与妖兽共同交错生存的局面。然而上古年间不知因为什么秘辛,使得妖兽一族大大减少了对人类的杀戮。发展到了今天,人类势力与妖兽势力纵横交错,互相倾轧。几乎变成了一个不可分割的整体。现在的这片世界从来不缺少天才,一个个天骄如同星辰般在这片世界闪耀争锋,然而多数的天才都只如流星一样划过天际,转瞬即逝,而能在这片世界中最终闯下大声名,大威望者,却少之又少,而最终站在这片大陆最巅峰者,却也未必就是这些天骄。
  • 彼岸花之血色公主复仇恋

    彼岸花之血色公主复仇恋

    她,冷漠无情!她,妩媚万千!她,可爱腹黑!当她们遇上他们,命运的齿轮就此转动,风情万种的她们和帅气霸道的他们,究竟会擦出怎样的爱情火花呢?
  • 十七岁恋上废柴学渣恶魔王子

    十七岁恋上废柴学渣恶魔王子

    在一个小镇,考进了省城贵族高中,女主居然不知会掀起多大爱情波澜,哪知会有一段虐恋等着她。相貌平平,呆蠢萌逗笔二缺爱上恶魔王,这段孽缘何去何从呢,请看逗比女主讲述她十七岁的夏天,么么哒~没有人永远十七岁,但永远有人十七岁
  • 任尔东西南北风

    任尔东西南北风

    阮舒和高冷医生傅斯微谈恋爱后,偶尔回顾当年那段暗恋他人未果的漫长辛酸史,又想起自己如今栽在这个不解风情的家伙身上,愈想愈忿忿不平,推了推沙发上看报的某人,撇嘴:“书上说人一生谈三次恋爱最合适划算,你看,我这么多年单着好不容易谈了次恋爱还是跟你这个无趣的面瘫,一点都不划算!”沉默半晌,某人终于把报纸放往一旁,拥她入怀,声音缱绻:“其实,我也是第一次恋爱,不过对我而言的三次恋爱,一次懵懂,一次深刻,一次一生,都是你。”【任尔东西南北风,我自岿然不动。】
  • 福妻驾到

    福妻驾到

    现代饭店彪悍老板娘魂穿古代。不分是非的极品婆婆?三年未归生死不明的丈夫?心狠手辣的阴毒亲戚?贪婪而好色的地主老财?吃上顿没下顿的贫困宭境?不怕不怕,神仙相助,一技在手,天下我有!且看现代张悦娘,如何身带福气玩转古代,开面馆、收小弟、左纳财富,右傍美男,共绘幸福生活大好蓝图!!!!快本新书《天媒地聘》已经上架开始销售,只要3.99元即可将整本书抱回家,你还等什么哪,赶紧点击下面的直通车,享受乐乐精心为您准备的美食盛宴吧!)
  • 武破紅尘

    武破紅尘

    帝王一怒,血流千里。生存还是死亡,这是个问题!……