第五章原子发射介绍.ppt

同一周期的元素．随着原子序数的增大，外层价电子数逐渐增加，其光谱也逐渐变得复杂，而谱线强度逐渐减弱 对于主族元素来说，大部分具有s、p外层的电子排列，所以它们的谱线数目较少且谱线强度较大，同族元素的光谱性能也比较相近。 对于副族元素，情况较为复杂。Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Hg的原子其内层d电子数都已饱和，外层为s电子排列，故其谱线较少，激发电位一般也比较低。而其他副族元素，由于它们具有众外层电子排列，它们的谱线就相当复杂了。 发射光谱与元素在周期表位置的关系 就整个元素周期表来看，左下角的元素，金属性强，共振电位及电离电位都低，其相应的共振线波长长．处在近红外区；而左上角的元素，非金属性强，共振电位及电离电位则高．相应的共振线波长最短，处在远紫外区。 三. 定性分析实验操作技术 (1) 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。 (2) 实验条件选择 a. 光谱仪 在定性分析中通常选择灵敏度高的直流电弧；狭缝宽度5～7?m；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。 b. 电极 电极材料：采用光谱纯的碳或石墨，特殊情况采用铜电极； 电极尺寸：直径约6mm，长3～4 mm； 试样槽尺寸：直径约3～4 mm， 深3～6 mm； 试样量：10 ～20mg ； 放电时，碳+氮产生氰 (CN)，氰分子在358.4～ 421.6 nm产生带状光谱，干扰其他元素出现在该区域的光谱线，需要该区域时，可采用铜电极，但灵敏度低。 （3）摄谱过程 摄谱顺序：碳电极(空白)、铁谱、试样； 分段暴光法：先在小电流(5A)激发光源摄取易挥发元素光谱调节光阑，改变暴光位置后，加大电流(10A)，再次暴光摄取难挥发元素光谱； 采用哈特曼光阑，可多次暴光而不影响谱线相对位置，便于对比。 （三）光谱定性分析工作条件的选择 1．光谱仪 一般选用色散率较大的中型摄谱仪。对光谱线复杂、谱线干扰严重，如稀土元素等，可采用色散率大的大型摄谱仪。 2．激发光源 根据试样和分析目的进行选择 定性分析——直流电弧电极头温度高，有利于试样蒸发，绝对灵敏度高。电流强度，一般在5~20A。 3．感光板及曝光时间的选择 定性分析——一般采用灵敏度高的紫外Ⅱ型感光板。曝光时间适当 4. 狭缝 为了减少谱线的重叠干扰和提高分辨率，摄谱时狭缝宜小一些，5~7 ?m为宜 二、光谱半定量分析 在实际工作中常常需对试样中组成元素的含量作粗略估计。在钢材、合金的分类，矿石品级的评定以及在光谱定性分析中，除需要给出试样中存在那些元素外，还需要给出元素的大致含量。这时可用半定量分析法快速、简便的解决问题。 半定量分析法的准确度较差。 光谱半定量分析的依据是：谱线的强度和谱线的出现情况与元素含量有关 常用的半定量分析法是谱线呈现法、谱线强度比较法、均称线对法。 (一)谱线呈现法又称为显现法 谱线的数目随着元素含量的增加，灵敏线、次灵敏线和其它较弱的谱线也会依次出现，预先配制一系列浓度不同的标样，在一定条件下摄谱。据不同浓度下出现谱线及强度情况绘成关系表——谱线与含量关系表——谱线呈现表。以后根据某一谱线是否出现来估计试样中该元素的大致含量。 若试样光谱中铅的分析线仅283.31nm、261.42nm、280.20nm三条谱线清晰可见，根据谱线呈现表可判断试样中Pb的质量分数为0.003%。 优点：不需要每次配制标样，方法简便快速。 表6-1为铅的谱线呈现表。 谱线波长及其特征 0.001 283.31nm清晰，261.42nm和280.20nm谱线很弱 0.003 283.31nm和261.42nm谱线增强，280.20nm谱线清晰 0.01 上述各线均增强，266.32nm和287.33nm谱线很弱 0.03 上述各线均增强，266.32nm和287.33nm谱线清晰 0.1 上述各线均增强，不出现新谱线 0.3 上述各线均增强，239.38nm和257.73nm谱线很弱 1.0 上述各线均增强，240.20nm、241.17nm、244.38nm和244.62nm谱线很弱 （二）谱线强度比较法 在映谱仪上用目视法直接比较试样和标样光谱中元素分析线的黑度，从而估计试样中待测元素的含量。若与某标样黑度相等，表明待测元素与此标样的含量近似 该法的准确度取决于