等离子体-原子发射光谱.ppt

第五章 等离子体-原子发射光谱 几个概念 激发电位（或激发能）：原子由基态跃迁到激发态时 所需要的能量 。 电离：当外加的能量足够大时，原子中的电子脱离原子 核的束缚力，使原子成为离子，这种过程称为电离。 一级电离电位：原子失去一个电子成为离子时所需要的 能量称为一级电离电位。 离子的激发电位：离子中的外层电子也能被激发，其所 需的能量即为相应离子的激发电位。 原子的共振线与离子的电离线 主共振线：具有最低激发电位的谱线叫主共振线。主 共振线一般是由最低激发态回到基态时发射的谱线。 原子线：原子外层电子的跃迁所发射的谱线，以I表示, 如Mg Ⅰ285.21nm为原子线。 离子线：离子的外层电子跃迁发射的谱线。以II，III， IV等表示。如MgⅡ280.27nm为一次电离离子线。 式中：E2为终止能级的能量； E1为起始能级的能量； h为普朗克常数（6.626×10-34J·s）； λ为谱线的波长； ν为谱线的频率； c为光速（3×1010cm/s） 发射光谱分析的过程 1．蒸发、原子化和激发。 2．分光，按波长顺序记录在感光板上。 3．定性或定量分析。 检测系统： 常用的检测记录光谱的方法 摄谱法：用来测量感光板上所记录的谱线黑度。测微光 度计（黑度计）主要用于光谱定量分析，光谱投影仪 （映谱仪）， 用于定性和半定量分析。 光电直读法：利用光电倍增管、阵列检测器将光强度转 换成电信号来检测谱线强度的方法。 自吸:由弧焰中心发射出来的辐射光，被外围 的基态原子所吸收，从而降低了谱线的强度。 此现象叫自吸。 自蚀：自吸严重时，中心部分的谱线 将被吸收 很多，从而使原来的一条谱线分裂成两条谱线， 这个现象叫自蚀 。 1、谱线强度比较法 采用摄谱法中的比较黑度法，配制一个基体与试样组成 近似的被测元素的标准系列（如，1%，0.1%，0.01%， 0.001%）。在相同条件下，在同一块感光板上标准系列与 试样并列摄谱，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黑度，若黑度相等，样品中欲测元素的 含量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283.3nm， 再以标准系列中的铅283.3nm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%。 2、谱线呈现法 谱线强度与元素的含量有关。元素含量低时， 仅出现少数灵敏线，随元素含量增加，谱线随之出 现。可编成一张谱线出现与含量关系表，依此估计 试样中该元素的大致含量。 例如，铅的光谱 Pb含量（%） 谱线λ(nm) 0.001 283.3069清晰可见，261.4178和280.200很弱 0.003 283.306、261.4178增强，280.200清晰 0.01 上述谱线增强，另增266.317和278.332，但 不太明显。 0.1 上述谱线增强，无新谱线出现 1.0 上述谱线增强，214.095、244.383、244.62出 现，241.77模糊 3 上述谱线增强，出现322.05、233.242模糊可见 10 上述谱线增强，242.664和239.960模糊可见 30 上述谱线增强，311.890和269.750出现 3．均称线对法 以测定低合金钢中的钒为例。合金钢中，铁为主要成分， 其谱线强度变化不大，可认为恒定。钒的谱线强度与铁有如 下关系： 钒含量(%) 钒谱线强度与铁谱线强度的关系 0.2 V438.997=Fe437.593nm 0.3 V439.523=Fe437.593nm 0.4 V437.924=Fe437.593nm 0.6 V439.523Fe437.593nm? 这些线都是均称线对，即激发电位接近。用目视观察既可 判断元素的大致含量。  五、 光谱定量分析 1．谱线强度与试样中被测元素浓度的关系 I=acb 式中：I为发射光谱线的强度； a为同谱线性质、实验条件有关的常数； b为与谱线的自吸有关的常数，