仪器分析课件第3章原子发射光谱3.ppt

第 3章 原子发射光谱法 （之三） 主讲教师：朱祥兵 目 录 3-1 基本原理 3-2原子发射光谱仪 3-2-1 光源 3-2-2 分光系统 3-2-3 检测系统 3-3 定性分析 3-4 定量分析 光谱定性分析 元素的原子结构不同，产生的光谱就不同，也就是说，通过查找谱线存在与否，就可确定某元素是否存在。一般利用灵敏线或者最后线进行定性分析。 定性依据：元素不同→电子结构不同→光谱不同→特征光谱 每种元素发射的特征谱线有多有少(多的可达几千条)。当进行定性分析时，只须检出几条谱线即可。 进行分析时所使用的谱线称为分析线。如果只见到某元素的一条谱线，不可断定该元素确实存在于试样中，因为有可能是其它元素谱线的干扰。 检出某元素是否存在必须有两条以上不受干扰的最后线与灵敏线。 2. 定性方法 （1）标准试样光谱比较法 将要检出元素的纯物质与试样并列摄谱于同一感光板上，然后在映谱仪上比较两者的光谱。如果试样的光谱中有谱线与元素的纯物质光谱的谱线出现在同一位置，表明试样中存在该元素。 适用于：检查几种指定的元素，且这种元素的纯物种容易获得。 （2）标准试样光谱比较法： 将标准铁谱与样品谱图逐一对照，哪种元素谱线位置出现可见到的谱线，该元素就存在。 （1）谱线多：在210～660nm范围内有约4600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。 为什么选用铁光谱作为标准？ 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。 定性分析工作条件的选择 (1) 光谱仪：一般选择中型摄谱仪。分析稀土元素时，由于其谱线复杂，要选择色散率较高的大型摄谱仪。 (2) 激发光源：通常选择灵敏度高的直流电弧 (3) 电流控制：分段摄谱法 (4) 狭缝宽度：　5～7?m (5) 哈特曼光阑：避免摄谱时因感光板的移动带来机械误差，而造成摄取的铁光谱与试样光谱波长位置不一致。 光谱半定量分析 1．谱线黑度(强度)比较法 将试样与已知不同含量的标准样品在一定条件下摄谱于同一光谱感光极上，然后在映谱仪上用目视法直接比较被测试样与标样光谱中分析线的黑度，若黑度相等或相近，则样品中该元素的含量就近似等于该标准样品中该元素的含量。 例如，分析矿石中的铅，即找出试样中灵敏线283.3 nm，再以标准系列中的铅 283.3 nm 线相比较，如果试样中的铅线的黑度介于0.01%- 0.001%之间，并接近于0.01%，则可表示为0.01% - 0.001%。 该法的准确度取决于被测定试样与标准试样基本组成的相似程度及标准试样中欲测元素含量间隔的大小。 2．显线法（数线法） 元素含量低时，仅出现少数灵敏线，随元素含量增加，灵敏度较低的谱线随之出现。可见，各待测元素的谱线在一定条件下都有一定的灵敏度数值。由此可编成一张谱线出现与含量的关系表，依此来估计试样中该元素的大致含量。该方法不需要配标准，在定性的同时可以进行半定量分析。 例如,铅的光谱 Pb % 谱线特征 0.001 283.31nm 清晰可见，261.42和280.20nm 谱线很弱 0.003 283.31nm 清晰可见，261.42nm增强,280.20 nm清晰 0.01 上述各谱线增强,266.32nm和287.33nm谱线不太明显 0.03 266.32nm和287.33nm谱线逐渐增强至清晰 0.10 上述谱线更增强,没有出现新谱线 0.30 239.38nm, 257.73nm 出现不太清晰谱线 1 上述各线增强，240.2、244.4、244.6nm 出现 三.光谱定量分析 1、光谱定量分析的基本关系式: 光谱定量分析主要是根据谱线强度与被测元素浓度的关系来进行的。当温度一定时谱线强度I与被测元素浓度c成正比，即 I = a C b 此即为赛伯-罗马金公式。 求对数，得：log I = b log C + log a 式中 b 为自吸系数。b 随浓度 c 增加而减小，当浓度很小无自吸时， b=1，因此，在定量分析中，选择合适的分析线是十分重要的。 a 为与条件有关的参数（组成、形态及放电条件等）。在实验过程中很难控制条件不变，故通常不采用谱线的绝对强度来进行光谱定