Chemische Analyse von Ventilwerkstoffen

Die chemische Analyse ist eine quantitative Prüfung, die auf chemischen Reaktionen von Substanzen basiert und eine lange Geschichte hat, auf der die analytische Chemie aufbaut, auch bekannt als klassische Analyse. Basierend auf der Menge der Probe, der Menge der Reaktionsprodukte oder der Menge der verbrauchten Reagenzien und der stöchiometrischen Beziehung der Reaktion wird die Menge der zu prüfenden Komponente berechnet. Eine weitere wichtige Analysemethode der instrumentellen Analyse ist die relative Quantifizierung, die auf der Grundlage der Standardarbeitskurve geschätzt wird. Die chemische Analyse kann nach ihrer Arbeitsmethode in Titrationsanalyse und gravimetrische Analyse unterteilt werden. In den letzten Jahren hat sich in China ein weiteres Analysekonzept gebildet, die sogenannte “Mikrospektralanalyse”-Technologie, die Folgendes umfasst: Hauptkomponentenanalyse und Vollkomponentenanalyse und so weiter.

Basierend auf der Konzentration und dem Volumen der Standardlösung, die durch die Titration verbraucht wurde, und der quantitativen Beziehung der chemischen Reaktion zwischen der gemessenen Substanz und der Standardlösung wird der Gehalt der gemessenen Substanz ermittelt. Diese Analyse wird als Titration oder Volumetrie bezeichnet und nutzt vier Hauptlösungsungleichgewichte: Säure-Base-Gleichgewicht (Ionisation), Redox-Gleichgewicht, Komplexierungs-Gleichgewicht (Koordination) und Fällungs-Lösungs-Gleichgewicht.

Die Titrationsanalyse kann unterteilt werden in:

 Säure-Base-Titrationsmethode: Messung des pH-Werts und des Gehalts verschiedener Säuren und Basen

 Redoxtitrationsmethode: Messung von Substanzen mit Redoxeigenschaften

 Komplexometrische Titration: Messung des Gehalts an Metallionen

 Fällungstitration: Messung von Halogeniden und Silber

Basierend auf den chemischen Eigenschaften der Substanz wird eine geeignete chemische Reaktion ausgewählt, um die gemessene Komponente in eine Form von Niederschlag oder Gas mit fester Zusammensetzung umzuwandeln. Bei dieser Analyse werden eine Reihe von Behandlungen durchgeführt, wie z. B.: Passivierung, Trocknung, Verbrennung oder Absorption durch Absorptionsmittel und

präzises Wägen zur Ermittlung des Gehalts der gemessenen Komponenten.

Diese Methode identifiziert und bestimmt die chemische Zusammensetzung und den relativen Gehalt in einer Substanz basierend auf ihrem Spektrum. Ihre Vorteile sind Empfindlichkeit und Geschwindigkeit.

Spektralanalyse kann in 2 Typen unterteilt werden:

 Emissionsspektralanalyse

 Absorptionsspektralanalyse

Die spektroskopische Analyse der gemessenen Komponenten wird als Atomabsorptionsspektroskopie bezeichnet, die gemessenen Komponenten sind Moleküle, die als Molekülspektroskopie bezeichnet werden.

Die Analyse des Emissionsspektrums besteht darin, den Gehalt anhand der Intensität des charakteristischen Spektrums zu berechnen, das vom Atom oder Molekül in angeregtem Zustand emittiert wird. Das Absorptionsspektrum basiert auf dem charakteristischen Spektrum des zu messenden Elements und dem Gehalt des

Elements wird aus der abgeschwächten Intensität berechnet, nachdem das Atom im Grundzustand des zu messenden Elements im Dampf der Probe das Spektrum des zu messenden Elements absorbiert hat. .

Dies entspricht dem Ramper-Beer-Gesetz:

A = -lg I \/ I o = -lgT = KCL

*Wobei I die Intensität des durchgelassenen Lichts ist, I0 die Intensität des emittierten Lichts ist, T die Transmission und L die

optische Weglänge durch den Atomisator ist. L ist ein konstanter Wert, daher A = KC.

Das Atom jedes Elements besteht aus einem Kern und Elektronen, die sich um den Kern bewegen. Die Elektronen außerhalb des Kerns sind basierend auf ihren Energieniveaus in Schichten verteilt, um verschiedene Energieniveaus zu bilden. Daher kann ein Atomkern mehrere Energieniveaus haben.

Der Zustand des Energieniveaus mit der niedrigsten Energie wird als Energieniveau des Grundzustands (E0 = 0) bezeichnet, die verbleibenden Energieniveaus werden als Energieniveaus des angeregten Zustands bezeichnet, und der angeregte Zustand mit der niedrigsten Energie wird als erster angeregter Zustand bezeichnet. Normalerweise befindet sich das Atom im Grundzustand und die Elektronen außerhalb des Kerns bewegen sich auf ihren Bahnen mit der niedrigsten Energie. Wenn dem Atom im Grundzustand externe Energie, wie z. B. Lichtenergie, zugeführt wird, absorbiert das Atom, wenn die externe Lichtenergie E genau der Energiedifferenz E zwischen dem Grundzustand und einem höheren Energieniveau

im Atom des Grundzustands entspricht, das Licht dieser charakteristischen Wellenlänge, und die äußeren Elektronen gehen vom Grundzustand in den entsprechenden angeregten Zustand über. Einige charakteristische Spektrallinien fehlen in den Spektrallinien des Lichts, das ursprünglich die Energie lieferte, was zu

atomaren Absorptionsspektren. Nachdem das Elektron auf ein höheres Energieniveau übergegangen ist, befindet es sich in einem angeregten Zustand, aber das Elektron im angeregten Zustand ist instabil. Nach etwa 10^-8 Sekunden kehrt das angeregte Elektron in den Grundzustand oder andere niedrigere Energieniveaus zurück und die durch den elektronischen Übergang absorbierte Energie wird umgewandelt. Sie wird in Form von Licht freigesetzt, ein Prozess, der als Atomemissionsspektroskopie bezeichnet wird. Sichtbare Atomabsorptionsspektroskopie-Prozesse absorbieren Strahlungsenergie, während Atomemissionsspektroskopie-Prozesse Strahlungsenergie freisetzen.

Diese Methode der qualitativen, quantitativen und strukturellen Analyse mittels Massenspektrometrie wird Massenspektrometrie genannt (Spektrum gebildet durch die Reihenfolge des Masse-Ladungs-Verhältnisses von Ionen, d.h. Masse-Ladungs-Verhältnis).

Prinzip: Die Massenspektrometrie verwendet hochenergetische Elektronen, um mit Molekülen oder Gasatomen zu kollidieren. Ionisierte positive Ionen werden im Massenanalysator beschleunigt, dann gesammelt und in der Reihenfolge des Masse-Ladungs-Verhältnisses (m/z) aufgezeichnet, um das Massenspektrum zu erhalten. Ein Massenspektrum ist kein Spektrum im üblichen Sinne, sondern ein Spektrum von geladenen Teilchen nach ihrer Masse.

Der grundlegende Ablauf ist:

Die Chromatographie ist eine Trenn- und Analysemethode, die in der analytischen Chemie, organischen Chemie, Biochemie und anderen Bereichen weit verbreitet ist. Sie nutzt die selektive Verteilung verschiedener Substanzen in verschiedenen Phasen und eluiert die Mischung in der mobilen Phase im Vergleich zur stationären Phase. Verschiedene Substanzen in der Mischung bewegen sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten entlang der stationären Phase und erzielen schließlich den Trenneffekt.