岭回归原子吸收光谱法同时测定铟和钴(附件)【字数：11648】
岭回归(英文名ridge regression, Tikhonov regularization)是一种专用于共线性数据分析的有偏估计回归方法，其实质上是一种改良的最小二乘估计法，通过放弃最小二乘法的无偏性，以损失部分信息、降低精度为代价获得回归系数更为符合实际、更可靠的回归方法，对病态数据的拟合要强于最小二乘法。原子吸收光谱的共振线并不是严格几何意义上的线，而是占据着有限的相当窄的频率或波长范围，即有一定的宽度。原子吸收光谱的轮廓以原子吸收谱线的中心波长和半宽度来表征。每个元素都有特定的光谱吸收峰值，一般很少有两种元素吸收光谱线重叠的情况。当两种元素的原子吸收谱线非常接近时，就会互相叠加，往往引起最终测量结果不同程度的偏高。本次实验特意选择了两种已知原子光谱吸收线非常接近的的元素钴（原子光谱吸收峰值为252.136nm）和铟（原子光谱吸收峰值为252.137nm），吸收波长靠得很近，互相有干扰，用岭回归处理测量数据，钴的回收率在95%—105%之间，铟的回收率在95%—105%之间，达到令人满意的成果。同时本次实验还设计了一组浓度相同酸碱度不同的溶液测定酸碱度对原子吸收光谱法的影响，最终得出两者并无太大关联的结果。关键词岭回归；原子光谱吸收法；原子光谱吸收仪；硝酸钴；硝酸铟
目录
第一章 绪论 1
1.1钴的性质与用途 1
1.2钴的分析方法 2
1.3铟的性质与用途 2
1.4铟的分析方法 3
1.5研究背景 3
1.6研究意义 4
第二章 岭回归 5
2.1最小二乘法 5
2.2 普通最小二乘估计带来的问题 6
2.3岭回归产生的背景 7
2.4 岭回归的定义 7
2.5岭回归的性质 8
2.6岭回归的优越性 9
第三章 原子吸收光谱法 11
3.1原子吸收光谱法的起源 11
3.1.1原子吸收现象的发现和解释 11
3.1.2 原子光谱吸收仪器的产生 11
3.1.3原子吸收分析仪器的发展 11
3.2原子吸收光谱法的原理 12
3.3原子吸收光谱法的分类 1 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
2
3.4原子吸收光谱法的特点 13
3.4.1优越性 13
3.4.2.局限性 14
3.5原子吸收光谱法的干扰效应 15
3.6原子吸收光谱仪 16
3.6.1原子吸收光谱仪的原理 16
3.6.2火焰原子吸收光谱仪的基本结构 16
3.6.3空心阴极灯的原理 17
3.6.4原子化器 17
3.7原子吸收光谱法的线性范围 18
第四章 实验器材和药品 19
4.1 器材和药品 19
4.2溶液配置 19
4.3原子吸收光谱仪的使用 20
第五章 实验数据与结果 22
5.1 原子吸收光谱法的线性范围检测 22
5.2 酸碱度对原子吸收光谱法的影响 23
5.3 测得原子吸光度 24
5.4 原子吸光度用岭回归换算成原子浓度以及计算回收率 25
第六章 结语 27
致谢 28
参考文献 29
第一章 绪论
1.1钴的性质与用途
钴(原子序数为27，原子量为58.933，电子结构为3d74S2)是一种银白色的铁磁性的金属，为第四周期Ⅷ B族元素，熔沸点分别为 1494℃和2870℃。常见化合价为+2、+3，常温下不与水和空气反应，溶于稀HCl、H2SO4和HNO3,易被氨水和NaOH腐蚀。在加热的情况下与氧气、硫单质、氯气和溴单质发生剧烈反应。钴的氢氧化物可溶解于过量的氢氧化钠溶液。在形成某些络合物是，Co(Ⅱ)易演化为Co(Ⅲ)，后者比前者稳定，而且此反应只能不可逆。钴可以跟多种有机试剂反应生成有色络合物，并能根据此性质建立出许多钴的分光光度分析法。[1]
钴的硬度和抗拉强度和机械加工性能等均比最常见的金属材料铁要更优良。钴在温度较高的环境下各方面性质都表现比较出色，含有它的合金可用作燃气轮机叶片、叶轮、导管以及火箭的发动机、喷气发动机、导弹等零件和多种多样的高负荷耐热零件。[2]金属钴在现代工业发展中具有举足轻重的战略地位，钴和它的合金已普遍使用在电机、器械、化工、航空和航天等重要高科技领域。钴出厂后大多都用作制造合金的成分，只有五分之一到四分之一左右以各种化合物形态用于化工、电子科技等行业[3]。含有钴的耐强热的合金以及含钴合金钢可以用作为燃气轮机之中的叶片、叶轮、管道、喷气机发动机、火箭的发动机以及导弹的零部件[4]，在化工设备里的各种极端环境下充当耐热部件和原子能工业中的重要金属材料。钴基耐磨合金能经受高温和硬磨的考验，针对这一特性用来制作挖掘装置的硬磨零部件、航海柴油机、航空发动器的排气阀等[2]。钴金属跟碳化钨等按一定比例便能生产出硬质合金。永久磁性合金中的钴也是重要组成部分之一，铁钴磁性合金的磁力线密度高，含钴25％的阿尼科系高导磁率的合金在重工业中最为广泛[5]。
钴同时也是人体中极其重要的微量元素，主要以离子形态储存于人体中。钴还是维生素B12的重要构成元素之一，与造血功能密不可分。正常人日摄入钴约在545μg之间，摄入过高时就有可能引发肺炎，致使心肌损伤，甲状腺损害以及红细胞增多的症状。钴—60γ射线对治疗人体癌症有一定疗效[6]。
1.2钴的分析方法
因为地壳中钴主要与镍是呈伴生元素的存在形式，一般都出现在相同的的矿石内，根据钴镍元素的含量及其伴生元素及误差要求等各种因素，目前仍广为应用的的测定方法有：容量法、重量法、光度法、极谱法、原子吸收光谱法还有等离子体发射光谱法等[7]。如今最常用的钴的分析方法是火焰原子吸收光谱法[8]。因其操作简单以及精度较高，可以测定微量级别的钴和镍，常用于测定矿石中微量和痕量级钴和镍[9]。ICPAES法因为具有多种元素同时分析能力加上检出限低、动态范围宽、准确度理想、基体效应小等众多优点，已在众多领域广获好评[10]。
1.3铟的性质与用途
铟（原子序数49，原子量为114.818），是一种银白色略带淡蓝色的稀有金属，第五周期ⅢA族元素，熔点156.61℃，沸点2060℃，相对密度7.31g/cm3。常温下不会被空气中的氧气氧化，当加热到100℃左右时，会逐渐开始氧化并在表面生成一层极薄的氧化物膜，继续升温，就能与氧气、卤素、硫、硒、磷等物质发生反应。铟能与汞形成汞齐。在温度高于800℃后的强热下，铟便能燃烧生成氧化铟，火焰为蓝红色。铟有+1，+2，+3三种价态，在氧化状态下主要化合价为+1，+3，化合价高的在水溶液中更稳定。+3价为铟的主要化合价态，如In2O3、InCl3、InN等。
单质铟的质地非常柔软，用指甲无需用力就能在表面留下划痕，可塑性延展性都比较令人满意，可压成薄片。液态铟粘度很小进而有着极佳的流动性,可用于铸造超高品质的铸件。铟的挥发性比很多同性质金属的都小,但在H2环境或真空中加热能够升华成蒸汽。铟略微带有放射性，在使用中尽可能避免皮肤直接接触。铟在自然环境中有两种常见的同位素，其中In113为稳定核素，In115为β衰变[11]。
目录
第一章 绪论 1
1.1钴的性质与用途 1
1.2钴的分析方法 2
1.3铟的性质与用途 2
1.4铟的分析方法 3
1.5研究背景 3
1.6研究意义 4
第二章 岭回归 5
2.1最小二乘法 5
2.2 普通最小二乘估计带来的问题 6
2.3岭回归产生的背景 7
2.4 岭回归的定义 7
2.5岭回归的性质 8
2.6岭回归的优越性 9
第三章 原子吸收光谱法 11
3.1原子吸收光谱法的起源 11
3.1.1原子吸收现象的发现和解释 11
3.1.2 原子光谱吸收仪器的产生 11
3.1.3原子吸收分析仪器的发展 11
3.2原子吸收光谱法的原理 12
3.3原子吸收光谱法的分类 1 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
2
3.4原子吸收光谱法的特点 13
3.4.1优越性 13
3.4.2.局限性 14
3.5原子吸收光谱法的干扰效应 15
3.6原子吸收光谱仪 16
3.6.1原子吸收光谱仪的原理 16
3.6.2火焰原子吸收光谱仪的基本结构 16
3.6.3空心阴极灯的原理 17
3.6.4原子化器 17
3.7原子吸收光谱法的线性范围 18
第四章 实验器材和药品 19
4.1 器材和药品 19
4.2溶液配置 19
4.3原子吸收光谱仪的使用 20
第五章 实验数据与结果 22
5.1 原子吸收光谱法的线性范围检测 22
5.2 酸碱度对原子吸收光谱法的影响 23
5.3 测得原子吸光度 24
5.4 原子吸光度用岭回归换算成原子浓度以及计算回收率 25
第六章 结语 27
致谢 28
参考文献 29
第一章 绪论
1.1钴的性质与用途
钴(原子序数为27，原子量为58.933，电子结构为3d74S2)是一种银白色的铁磁性的金属，为第四周期Ⅷ B族元素，熔沸点分别为 1494℃和2870℃。常见化合价为+2、+3，常温下不与水和空气反应，溶于稀HCl、H2SO4和HNO3,易被氨水和NaOH腐蚀。在加热的情况下与氧气、硫单质、氯气和溴单质发生剧烈反应。钴的氢氧化物可溶解于过量的氢氧化钠溶液。在形成某些络合物是，Co(Ⅱ)易演化为Co(Ⅲ)，后者比前者稳定，而且此反应只能不可逆。钴可以跟多种有机试剂反应生成有色络合物，并能根据此性质建立出许多钴的分光光度分析法。[1]
钴的硬度和抗拉强度和机械加工性能等均比最常见的金属材料铁要更优良。钴在温度较高的环境下各方面性质都表现比较出色，含有它的合金可用作燃气轮机叶片、叶轮、导管以及火箭的发动机、喷气发动机、导弹等零件和多种多样的高负荷耐热零件。[2]金属钴在现代工业发展中具有举足轻重的战略地位，钴和它的合金已普遍使用在电机、器械、化工、航空和航天等重要高科技领域。钴出厂后大多都用作制造合金的成分，只有五分之一到四分之一左右以各种化合物形态用于化工、电子科技等行业[3]。含有钴的耐强热的合金以及含钴合金钢可以用作为燃气轮机之中的叶片、叶轮、管道、喷气机发动机、火箭的发动机以及导弹的零部件[4]，在化工设备里的各种极端环境下充当耐热部件和原子能工业中的重要金属材料。钴基耐磨合金能经受高温和硬磨的考验，针对这一特性用来制作挖掘装置的硬磨零部件、航海柴油机、航空发动器的排气阀等[2]。钴金属跟碳化钨等按一定比例便能生产出硬质合金。永久磁性合金中的钴也是重要组成部分之一，铁钴磁性合金的磁力线密度高，含钴25％的阿尼科系高导磁率的合金在重工业中最为广泛[5]。
钴同时也是人体中极其重要的微量元素，主要以离子形态储存于人体中。钴还是维生素B12的重要构成元素之一，与造血功能密不可分。正常人日摄入钴约在545μg之间，摄入过高时就有可能引发肺炎，致使心肌损伤，甲状腺损害以及红细胞增多的症状。钴—60γ射线对治疗人体癌症有一定疗效[6]。
1.2钴的分析方法
因为地壳中钴主要与镍是呈伴生元素的存在形式，一般都出现在相同的的矿石内，根据钴镍元素的含量及其伴生元素及误差要求等各种因素，目前仍广为应用的的测定方法有：容量法、重量法、光度法、极谱法、原子吸收光谱法还有等离子体发射光谱法等[7]。如今最常用的钴的分析方法是火焰原子吸收光谱法[8]。因其操作简单以及精度较高，可以测定微量级别的钴和镍，常用于测定矿石中微量和痕量级钴和镍[9]。ICPAES法因为具有多种元素同时分析能力加上检出限低、动态范围宽、准确度理想、基体效应小等众多优点，已在众多领域广获好评[10]。
1.3铟的性质与用途
铟（原子序数49，原子量为114.818），是一种银白色略带淡蓝色的稀有金属，第五周期ⅢA族元素，熔点156.61℃，沸点2060℃，相对密度7.31g/cm3。常温下不会被空气中的氧气氧化，当加热到100℃左右时，会逐渐开始氧化并在表面生成一层极薄的氧化物膜，继续升温，就能与氧气、卤素、硫、硒、磷等物质发生反应。铟能与汞形成汞齐。在温度高于800℃后的强热下，铟便能燃烧生成氧化铟，火焰为蓝红色。铟有+1，+2，+3三种价态，在氧化状态下主要化合价为+1，+3，化合价高的在水溶液中更稳定。+3价为铟的主要化合价态，如In2O3、InCl3、InN等。
单质铟的质地非常柔软，用指甲无需用力就能在表面留下划痕，可塑性延展性都比较令人满意，可压成薄片。液态铟粘度很小进而有着极佳的流动性,可用于铸造超高品质的铸件。铟的挥发性比很多同性质金属的都小,但在H2环境或真空中加热能够升华成蒸汽。铟略微带有放射性，在使用中尽可能避免皮肤直接接触。铟在自然环境中有两种常见的同位素，其中In113为稳定核素，In115为β衰变[11]。
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