Analiză spectrală

Analiza spectrală este o metodă fizică de cercetare a compoziției unei substanțe, prin examinarea spectrului său de radiații. A fost inițiată de Kirchhoff și Bunsen. Se bazează pe faptul că poziția în spectru a liniilor sau benzilor spectrale de emisie sau de absorbție este caracteristică fiecărei substanțe, iar intensitatea lor depinde de concentrația acesteia într-un amestec dat.

Analiza spectrală poate fi efectuată pe cale vizuală, fotografică sau fotoelectrică; față de alte metode de analiză (de exemplu analiza chimică), prezintă următoarele avantaje:

• are o mare sensibilitate, astfel că pot fi determinate elementele chimice prezente într-o probă dată, până la cantități de 10^-9 g;
• necesită cantități mici din substanța cercetată, putând fi efectuată și asupra produselor finite, fără a le deteriora;
• permite determinarea simultană aproape a tuturor elementelor chimice prezente într-o probă dată, prin studierea spectrului de radiații al probei;
• durata unei analize spectrale este foarte scurtă, ceea ce face posibilă utilizarea acesteia în scopul determinării compoziției chimice a unui metal chiar în timpul elaborării șarjei.

Analiză spectrală calitativă

Analiza spectrală calitativă determină elementele care intră în compoziția materialelor prin studierea liniilor spectrale caracteristice ale acestora. Constă în măsurarea lungimilor de undă ale liniilor ce apar în spectru și identificarea lor cu liniile spectrale tabelate.

Analiză spectrală cantitativă

Analiza spectrală cantitativă se bazează pe dependența intensității I a liniei spectrale caracteristică unui element de concentrația acestuia în probă; această dependență este dată de legea:

$I=mC^{n},$

unde m și n sunt două constante caracteristice.

Intensitatea liniei spectrale poate fi măsurată direct (vizual) numai aproximativ, cu ajutorul stiloscopului (sau stilometrului), prin comparație cu intensitatea altei linii a unui element etalon; în acest caz analiza este semicantitativă, iar gradul de aproximație mare. Prin înregistrarea spectrului mostrei la un spectrograf, urmată de analiza acestuia cu un microfotometru, se poate efectua o analiză cantitativă de mare precizie. Dacă I_x, m_x, n_x, C_x sunt mărimile definite mai sus ale elementului necunoscut din mostră, iar I₀, m₀, n₀, C₀ - cele ale elementului etalon (sau martor) atunci, în condițiile în care n_x=n₀=n, se obține relația:

$\lg {\frac {I_{x}}{I_{0}}}=\lg m+n\lg C_{x}-n\lg C_{0},$

în care $m={\frac {m_{n}}{m_{0}}}.$

Perechile de linii din spectrul elementului cercetat și al elementului etalon, alese pentru comprație, se numesc perechi analitice.