7章节原子发射光谱剖析.ppt

第七章 原子发射光谱分析 仪器分析 第一节 光学分析法概要 1．定义： 光学分析法主要根据物质发射、吸收电磁辐射以及物质与电磁辐射的相互作用来进行分析的。 2．电磁波谱： 　 射线 5～140pm 　 X射线 10－～10nm 　 光学区 10～1000μm： 远紫外区 10～200nm 近紫外区 200～380nm 　 可见区 380～780nm 近红外区 0.78～2.5μm 　 中红外区 2.5～50μm 远红外区 50～1000μm 　 微波 0.1mm～1m 　 无线电波 1m 3．光学分析法分类 （1）光谱分析方法： 　　 基于测量辐射的波长及强度,物质院子或分子的跃迁 a. 原子光谱法：是由原子外层或内层电子 能级的变化产生的，它的表现形式为线光谱。 b. 分子光谱法：是由 分子中电子能级、振动和转动能级 的变化产生的，表现形式为带光谱。 另根据辐射能量传递的方式，光谱方法又可分为发射光谱、吸收光谱、荧光光谱、拉曼光谱等等。 （2）非光谱分析法： 　　 不涉及光谱的测定，即不涉及能级的跃迁，而主要是利用电磁辐射与物质的相互作用,引起电磁辐射在方向上的改变或物理性质的变化，而利用这些改变可以进行分析。如折射、散射、干涉、衍射、偏振等变化的分析方法。 后面我们主要介绍光谱法。 第二节 原子发射光谱分析的基本原理 一、原子光谱的产生(formation of atomic emission spectra) 1.基态：在正常的情况下，原子处于稳定状态，它的能量是最低的，这种状态称为基态。 2.激发态：当原子受到能量(如热能、电能等)的作用时，原子由于与高速运动的的气态粒子和电子相互碰撞而获得了能量，使原子中外层的电子从基态跃迁到更高的能级上，处在这种状态的原子称激发态。 二、发射光谱分析的过程 1．把试样在能量的作用下蒸发、原子化（转变成气态原子），并使气态原子的外层电子激发至高能态。当从较高的能级跃迁到较低的能级时，原子将释放出多余的能量而发射出特征谱线。这一过程称为蒸发、原子化和激发，系借助于激发光源来实现。 2．把原子所产生的辐射进行色散分光，按波长顺序记录在感光板上，就可呈现出有规则的谱线条，即光谱图。系借助于摄谱仪器的分光和检测装置来实现。 3．根据所得光谱图进行定性鉴定或定量分析。 每种元素都有其特征的波长，故根据这些元素的特征光谱就可以准确无误的鉴别元素的存在(定性分析)，而这些光谱线的强度又与试样中该元素的含量有关，因此又可利用这些谱线的强度来测定元素的含量(定量分析)。 第三节 光谱分析仪器 光谱分析仪器 一、光源 光源的作用：提供试样蒸发、原子化和激发所需的能量。 1．直流电弧 ①.特点：a.电极温度，阳极电极头（阳极）温度高（蒸发温度） e．当C1两端的电压降低至维持电弧放电所需要的最低数值时，电弧熄灭。在交流电另半周，G重新被击穿，如此反复。 ②. 特点：交流电弧是介于直流电弧和电火花之间的一种光源，与直流相比，交流电弧的电极头温度稍低一些，蒸发温度稍低一些（灵敏度稍差一些），但由于有控制放电装置，故电弧较稳定。因而广泛应用于光谱定性、定量分析，但灵敏度较差些。 3、高压火花 ①.原理：电源E经R适当调压后，由B升压至10~25KV,向C充电，当C两端的电压升高至G的击穿电压时，产生火花放电。放电完毕后，又重新充电、放电，如此反复。 ②.特点：a.放电的稳定性好；b.激发温度高（电弧放电的瞬间温度），可高达10000K以上，可激发激发电位高的元素；c.电极头温度较低，因而试样的蒸发能力较差（灵敏度较差，不宜作痕量元素分析）。 对比 二、光谱仪 (摄谱仪) 作用:是将光源发射的电磁辐射经色散后，得到按波长顺序排列的光谱，并对不同波长的辐射进行检测与记录。 光谱仪按照使用色散元件的不同，分为棱镜光谱仪和光栅光谱仪。 按照光谱检测与记录方法的不同，可分为： a. 目视法:用眼睛来观测谱线强度的方法称为目视法(看谱法)。 b.摄谱法: 用