化学分析

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質量分析

原子や分子のイオンの質量の差が、電磁相互作用におよぼす影響を利用した分析法。イオンの流れに直角に磁場を作用させると、イオンは電荷(e)に比例した力を進行方向に直角にうけ、円軌道をえがくが、イオンの質量(m)が大きいほど円軌道の半径が大きくなる。この原理を利用して、質量と電荷の比m/eにしたがってイオンの分離をおこなう装置を質量分析器といい、これによって分離されたスペクトルを質量スペクトルという。

同位体の存在比の測定、原子質量の精密測定、微量化学物質の確認・同定などに重要な手法である。質量スペクトルの分離パターンは、分子によってきまっており、いわば分子の「指紋」のようなものである。したがって、有機化合物を真空中におき外部からエネルギーをあたえてイオン化し、その質量スペクトルを測定すればもとの分子の構造を知ることができる。

7

蛍光X線分析

物質に高エネルギーのX線を照射すると、その物質中の元素に固有のエネルギーをもった蛍光X線が放射される。この蛍光X線を測定する分析法を蛍光X線分析という。放射される蛍光X線の波長から元素の定性分析が、またそれぞれの波長の強度から各元素の定量分析ができ、金属元素の分析に利用される。

VIII

放射化学分析

これは、試料にふくまれる元素の原子核が放射性崩壊するときにアルファ粒子(a粒子)、ベータ粒子(β粒子)、ガンマ線(g線)の形で放出される放射能を検出し、その元素の定性・定量分析をおこなう方法である。試料を中性子などの高エネルギー粒子で照射することによって放射性核種が生成される。これらの放射性核種に特有の放射線エネルギーと半減期から核種が同定され、その放射能の強さから核種の量が定量される。

中性子を照射して放射化する中性子放射化分析は、試料中の金属を同定するために、工業的に広く利用されている。中性子放射化分析は、迅速で高度に自動化された分析方法であり、また試料を破壊せずに分析できるという利点をもっている。

IX

電気化学的分析法

イオンをふくむ溶液中に陽極(アノード)と陰極(カソード)を挿入して電極間に電位差(→ 電位)をあたえると、陽イオン(カチオン)は陰極にむかって移動し、陰イオン(アニオン)は陽極にむかって移動する。その結果、電極間に電流がながれる。このときにながれる電流の強さは、電極間の電位差と溶液中のイオンの濃度によってきまる。この原理を利用した電気伝導度測定法が、溶液中のイオン濃度の測定によく利用される。

これに関連した技術として、特定のイオンだけに感応するようにした特殊な電極が、ナトリウムイオンやカルシウムイオンの濃度、あるいは溶液のpHの決定に利用される。このようなイオン選択性電極は、臨床医学における重要な分析手段となっている。

→ 化学反応：化学