9、原子发射光谱(续).pptVIP

等离子体： * 工作气流：外管和中间管的环隙 * 摄谱仪 * AES ( )： 1）测定原理？ 2）光源的作用？ 3）哪种光源适宜难激发元素的测定？ 4）哪种光源不适宜定量分析？ 第7章 原 子 发 射 光 谱 电感耦合高频等离子体 4 等离子体： 是指电离了的但在宏观上呈电中性的物质。 性质：力学性质与普通气体相同； 由于带电粒子的存在，其电磁学性质 与普通中性气体相差甚远。 主要部分： 1. 高频发生器 2. 等离子体炬管 三层同心石英玻璃管 3. 试样雾化器 4. 光谱系统 ICP形成原理：高频加热！ ICP装置由: 高频发生器和感应线圈。 炬管和供气系统。 进样系统。 三部分组成,高频发生器的作用是产生高频磁场以供给等离子体能量。 将石英炬管置于高频感应线圈中，等离子工作气体（氩气）持续从炬管中通过。 等离子体炬管由三层同心石英管组成。 感应线圈由高频电源耦合供电，产生垂直于线圈平面的磁场。通过高频装置使氩气电离，则氩离子和电子在电磁场作用下又会与其它氩原子碰撞产生更多的离子和电子，形成涡流。强大的电流产生高温，瞬间使氩气形成温度可达10000k的等离子焰炬。 炬管和 供气系统 工作气流：外管和中间管的环隙氩气，10～16 Lmin -1 又可将等离子体与管壁隔离，防止石英管烧融； 辅助气流：中间管，可抬高等离子体焰，减少碳粒沉积 1 .min-1 ； 进样管：内管，试样在此被激发 0.2～2 L.min-1 。 ICP火焰 ICP焰明显地分为三个区域： 焰心区呈白色，不透明，是高频电流形成的涡流区，等离子体主要通过这一区域与高频感应线圈耦合而获得能量。该区温度高达10000K。 内焰区位于焰心区上方，一般在感应圈以上10-20mm左右，略带淡蓝色，呈半透明状态。温度约为6000-8000K，是分析物原子化、激发、电离与辐射的主要区域。 尾焰区在内焰区上方，红色透明，温度较低，在6000K以下，只能激发低能级的谱线。 特点： 1.工作温度高，在惰性气氛下，原子化条件极为良 好，有利于难熔化合物的分解与元素的激发，对大多数元素有很高的分析灵敏度； 2.趋肤效应？：涡电流在外表面处密度大，使表面温度高，轴心温度低，中心通道进样对等离子的稳定性影响小。也有效消除自吸现象。 3.载气流速较低，有利于试样充分激发； 4.Ar 做工作气体，光谱干扰少。 ICP-AES：灵敏度高，检出限低（10-9～10-11 G.MIN-1）, 线性范围宽（从宏量至痕量）。 光谱仪： 看谱法；摄谱法；光电法。 把激发试样获得的复合光通过入射狭缝射在分光元件上，使之色散成光谱，然后通过测量谱线而检测试样中的分析元素。 看谱：人眼； 摄谱：感光版：棱镜和光栅； 光电：光电倍增管。 3－3 定性及定量分析 1. 定性方法 标准光谱比较法： 最常用的方法，以铁谱作为标准(波长标尺)；为什么选铁谱？ 标准光谱比较定性法 为什么选铁谱？ （1）谱线多：在210～660nm范围内有数千条谱线； （2）谱线间距离分配均匀：容易对比，适用面广； （3）定位准确：已准确测量了铁谱每一条谱线的波长。 标准谱图：将其他元素的分析线标记在铁谱上，铁谱起到标尺的作用。 谱线检查：将试样与纯铁在完全相同条件下摄谱，将两谱片在映谱器(放大器)上对齐、放大20倍，检查待测元素的分析线是否存在，并与标准谱图对比确定。可同时进行多元素测定。 3. 定性分析实验操作技术 试样处理 a. 金属或合金可以试样本身作为电极，当试样量很少时，将试样粉碎后放在电极的试样槽内； b. 固体试样研磨成均匀的粉末后放在电极的试样槽内； c. 糊状试样先蒸干，残渣研磨成均匀的粉末后放在电极的试样槽内。液体试样可采用ICP-AES直接进行分析。 二、 光谱定量分析 1. 光谱半定量分析 与目视比色法相似；测量试样中元素的大致浓度范围； 应用：用于钢材、合金等的分类、矿石品位分级等大批量试样的快速测定。 谱线强度比较法：测定一系列不同含量的待测元素标准光谱系列，在完全相同条件下(同时摄谱)，测定试样中待测元素光谱，选择灵敏线，比较标准谱图与试样谱图中灵敏线的黑度，确定含量范围。 2. 光谱定量分析 (1) 发射光谱定量分析的基本关系式 在条件一定时，谱线强度I 与待测元素含量c关系为：