仪器分析原子发射光谱分析课件.pptVIP

教学目的和要求1、掌握原子发射光谱法的基本原理。2、掌握原子发射光谱仪光源及光谱仪（摄谱仪）的工作原理和主要作用。3、掌握光谱定性分析、光谱半定量分析、光谱定量分析。4、了解原子发射光谱的特点及应用。

第一节、光学分析法概要一、电磁波谱电磁辐射按照波长（或频率、波数、能量）大小的顺序排列就得到电磁波谱。根据能量的高低，电磁波谱又可分为三个区域。1）高能辐射区包括?射线区和X射线区。其粒子性比较突出。2）中能辐射区包括紫外区、可见光区和红外区。对这部分辐射的研究和应用要使用一些共同的光学试验技术，例如，用透镜聚焦，用棱镜或光栅分光等，故又称此区为光学光谱区。3）低能辐射区包括微波区和射频区，通常称波谱区。

电磁辐射波谱图

二、光学分析法的分类光学分析法分为光谱法和非光谱法两类。光谱法：基于物质与辐射能作用时，测量由物质内部发生量子化的能级之间的跃迁而产生的发射、吸收或散射辐射的波长和强度进行分析的方法。非光谱法：不涉及物质内部能级的跃迁，是基于物质与辐射相互作用时，电磁辐射只改变了传播方向、速度或某些物理性质，如折射、散射、干涉、衍射、偏振等变化的分析方法（即测量辐射的这些性质）。属于这类分析方法的有折射法、偏振法、光散射法、干涉法、衍射法、旋光法和圆二向色性法等。

第二节基本原理原子发射光谱法(AtomicEmissionSpectrometry，AES)是根据待测物质的气态原子或离子受激发后所发射的特征光谱的波长及其强度来测定物质中元素组成和含量的分析方法。

一.几个概念1）基态nnn2）激发态3）激发电位(Excitedpotential)通常以电子伏特来（eV）表示。每条谱线对应一激发电位。4）原子线：nn以I表示，如Na(I)5）电离电位(Ionizationpotential)和离子线：以II，III，IV等表示。

二.原子发射光谱的产生过程：1）能量（电或热、光）基态原子2）外层电子（低能态E高能态E）1210－8S3）外层电子（低能态E高能态E）124）发出特征频率(?)的光子:?E=E-E=h?=hc/?21从上式可见，每一条所发射的谱线的波长，取决于跃迁前后两个能级之差。线状光谱

由于原子或离子的能级很多并且不同元素的结构是不同的，因此对特定元素的原子或离子可产生一系不同波长的特征光谱，通过识别待测元素的特征谱线存在与否鉴别元素的存在——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。AES根据物质中不同原子的能级跃迁所产生的光谱线来研究物质的化学组成的。

第二节原子发射光谱仪器

AES仪器AES仪器由光源、分光系统（光谱仪）、观测系统三部分组成。此节重点介绍光源和光谱仪。物镜光栅准直镜转台反射镜入射狭缝AES仪器略图光源

一、AES光源（一）光源的作用及要求作用：提供试样蒸发、解离和激发所需要的能量，使之产生光谱。对激发光源的要求：激发能力强，灵敏度高，稳定性好，结构简单，操作方便，使用安全。

（二）光源种类及特点火焰直流电弧交流电弧经典光源电弧光源高压火花电感耦合等离子体，ICP现代光源激光光源

1、直流电弧（1）直流电弧发生器工作原理LG5~30AE220~380VVRA接触短路引燃（或高频引燃）；阴极电子与气体分子和离子相撞产生的离子再冲击阴极，引起二次电子发射……电子再撞击阳极，产生高温阳极斑（4000K）；产生的电弧温度：4000~7000K接触引燃，二次电子发射放电

（2）直流电弧的分析性能a）样品蒸发能力强（阳极斑）---进入电弧的待测物多---绝对灵敏度高---尤其适于定性分析；同时也适于部分矿物、岩石等难熔样品及稀土难熔元素定量；nb）电弧不稳----分析重现性差；c）弧层厚，自吸严重；d）安全性差。nnn

2、低压交流电弧（1）低压交流电弧发生器工作原理发生器由高频高压引燃电路Ⅱ和低压电弧放电电路Ⅰ组成。B1B2ⅡR1220V~l1l2G1L1C1L2G2C2R2ⅠA?110~220V（低压）2~3kV(B1)C充电；1?C达到一定能量时，G击穿高频振荡（回路为C-L-G，G的间距可调11节振荡速度，并使每半周只振荡一次）；1111?上述振荡电压间隙（L-C-G）;10kV(变压器B2)G击穿高压高频振荡引燃分析2222?G被击穿瞬间，低压电流使G放电（通过R和电流表）电弧；22?不断引燃电弧不灭。

（2）低压交流电弧分析性能1）蒸发温度比直流电弧略低；电弧温度比直流电弧略高；2）电弧稳定，重现性好，适于大多数元素的定量分析；3）放电温度较高，激发能力较强；4）电极温度相对较低，样品蒸发能力比直流电弧差，故对难熔盐分析的灵