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化學(xué)計(jì)量學(xué)在現(xiàn)代光譜分析中的簡(jiǎn)單闡述
發(fā)布時(shí)間：2018-06-22 14:11:35 點(diǎn)擊：10035
近年來(lái)隨著光譜分析進(jìn)入了一個(gè)新時(shí)代，使得光譜和化學(xué)計(jì)量的結(jié)合也成為了一種更為成熟的快速、高效的分析技術(shù)。它能在很短的時(shí)間內(nèi)提供出被測(cè)樣品的幾種甚至是幾十種性質(zhì)數(shù)據(jù)。因此，進(jìn)行現(xiàn)代光譜分析，必須了解和掌握常用的的化學(xué)計(jì)量學(xué)方法。
元素結(jié)構(gòu)
所謂的化學(xué)計(jì)量學(xué)是集化學(xué)、數(shù)學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)和計(jì)算機(jī)學(xué)科于一體的交叉學(xué)科。由于經(jīng)典定量分析方法不適合復(fù)雜樣品的分析，既由于多組分的互干擾，應(yīng)用比爾定律受到限制。這是由于實(shí)際測(cè)得的光譜數(shù)據(jù)不僅包括了被測(cè)樣品的組成和結(jié)構(gòu)信息，而且還包括了噪音。而化學(xué)計(jì)量方法可有效的剔除這些噪音。這是因?yàn)榛瘜W(xué)計(jì)量學(xué)采用了因子分析方法、引入了“主成分”和“得分”的概念。使用主成分和得分概念去表征光譜，即任何一個(gè)原始光譜圖都可以使用主成分光譜和其得分的線性組合來(lái)重建?；瘜W(xué)計(jì)量學(xué)方法克服了經(jīng)典方法的缺點(diǎn)，并保留了其優(yōu)點(diǎn)。
儀器元器件
常用的化學(xué)計(jì)量學(xué)分為定量分析方法以及定性分析方法，定量分析方法它包括多元線性的回歸、主成分回歸和偏小二乘法；定性分析方法包括主成分分析和聚類分析。化學(xué)計(jì)量學(xué)中光譜定量分析的基礎(chǔ)是比耳定律A=lg(1/T)=Kbc，其中A為吸光度,T為透射比(透光度),是出射光強(qiáng)度（I）比入射光強(qiáng)度(I0)，K為摩爾吸收系數(shù).它與吸收物質(zhì)的性質(zhì)及入射光的波長(zhǎng)λ有關(guān)，c為吸光物質(zhì)的濃度,單位為mol/L，b為吸收層厚度【b也常用L替換，含義一致】，不同物質(zhì)具有不同的消光指數(shù)，對(duì)一定的物質(zhì)，如果已知光程，只要求出消光指數(shù)，就可以建立起A和C之間簡(jiǎn)單的線性關(guān)系。建立線性關(guān)系的過(guò)程稱之為校正。定量分析是間接測(cè)量方法，原理上這種光譜分析方法是依靠標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量方法提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，它的準(zhǔn)確度不會(huì)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)方法。然而光譜分析具有很好的重現(xiàn)性和精密度，因此它往往比標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量方法是具有更好的重現(xiàn)性和精密度。
化學(xué)計(jì)量學(xué)中的光譜定性分析方法也有廣泛的應(yīng)用。化學(xué)計(jì)量學(xué)有很多定性的方法，也就是所謂的聚類分析。目前流行的方法是依靠PCA分析結(jié)合馬氏距離判據(jù)方法。這種方法的局限性于ILS相同，遇到波長(zhǎng)選擇的困難。使用主成分計(jì)算馬氏距離，可以避免選擇過(guò)多波長(zhǎng)造成過(guò)度擬合，同時(shí)能保留拳譜的平均效應(yīng)。使用這個(gè)方法可用不同物質(zhì)的鑒定，如在環(huán)保中使用近紅外光譜對(duì)廢塑料進(jìn)行分類。該方法也可用于產(chǎn)品的純度檢驗(yàn)，以純品建立模型，設(shè)定合適的馬氏距離判據(jù)，就可以使用近紅外及進(jìn)行檢驗(yàn)產(chǎn)品純度是否合格。
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