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科学者はどのように金属組成を決定しますか?

科学者は、さまざまな技術を使用して金属の組成を決定し、それぞれに独自の強みと制限があります。最も一般的な方法のいくつかは次のとおりです。

1。化学分析:

* ウェット化学分析: この従来の方法では、金属を適切な溶媒に溶解し、一連の化学反応を実行して、存在する元素を特定して定量化します。例は次のとおりです。

* 重量分析: 特定の要素を固体として沈殿させ、その重量を測定します。

* 滴定: 濃度を決定するために、試薬の既知の溶液で金属を反応させます。

* 分光法: 炎、レーザー、X線などのエネルギー源によって励起されると、金属によって放出または吸収される光を分析します。

* 原子放出分光法(AES): 励起された原子によって放出される光を測定し、元素とその濃度を識別します。

* 原子吸光分光法(AAS): 原子によって吸収される光を測定し、元素組成も決定します。

* 誘導結合血漿原子排出分光法(ICP-AES): AESに似ていますが、プラズマを使用して原子を励起し、感度が高くなります。

* 誘導結合プラズマ質量分析(ICP-MS): プラズマによって生成されるイオンの質量対電荷比を測定する非常に敏感な手法であり、元素組成と同位体比の両方を提供します。

2。物理分析:

* X線回折(XRD): 金属を通過するX線の回折パターンを分析して、その結晶構造と相組成を決定します。これにより、存在するさまざまな金属とその配置を特定するのに役立ちます。

* 電子顕微鏡(SEM/TEM): 電子のビームを使用して金属の表面または内部をスキャンし、その微細構造と元素組成に関する詳細情報を提供します。

* エネルギー分散型X線分光法(SEM-EDX)を使用した走査型電子顕微鏡: SEMとEDXを組み合わせることで、顕微鏡レベルで元素組成の分析が可能になります。

* X線蛍光(XRF): X線で金属を砲撃し、存在する元素の特徴である二次X線の放出を引き起こします。

* 中性子活性化分析(NAA): 中性子を使用して金属を攻撃し、放射性になります。次に、放射性減衰を測定して、存在する要素を識別します。

3。その他のテクニック:

* 質量分析: 異なる要素と同位体を識別するために、サンプルによって生成されたイオンの質量対電荷比を分析します。

* Thermogravimetric Analysis(TGA): 金属を加熱し、その重量の変化を測定して、存在する揮発性成分の量を決定します。

* 微分スキャン熱量測定(DSC): 加熱または冷却された金属への熱流を測定し、その相転移と熱特性に関する情報を提供します。

適切な手法の選択:

メソッドの選択は、次のような要因に依存します。

* 金属の種類: 一部の技術は、特定の金属または合金に適しています。

* 必要な精度と感度: 一部の方法は、他の方法よりも正確または敏感です。

* サンプルサイズと可用性: いくつかの手法には大きなサンプルが必要ですが、他の手法では小さなサンプルを分析できます。

* 予算と時間の制約: 一部の方法は、他の方法よりも高価または時間がかかります。

科学者は、多くの場合、メソッドの組み合わせを使用して、金属の組成の完全な絵を入手します。

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