原子发射光谱分析.ppt

龙岩学院龙岩学院龙岩学院龙岩学院 化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院 涂逢樟涂逢樟涂逢樟涂逢樟 概概 述述原子发射光谱法的基本原理原子发射光谱法的基本原理原原 子子 发发 射射 光光 谱谱 仪仪 器器光谱定性分析和半定量分析光谱定性分析和半定量分析光光 谱谱 定定 量量 分分 析析原子发射光谱的特点和应用原子发射光谱的特点和应用2024/5/12 周日龙岩学院龙岩学院龙岩学院龙岩学院 化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院 涂逢樟涂逢樟涂逢樟涂逢樟第一节第一节 光学分析法概要光学分析法概要1 1定义：定义：光学分析法主要根据物质发射、吸收电磁辐射以及物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。质与电磁辐射的相互作用来进行分析的。2 2电磁波谱：电磁波谱：r射线射线 5140pm X射线射线 10310nm 光学区光学区 101000m：远紫外区远紫外区 10200nm 近紫外区近紫外区 200380nm 可见区可见区 380780nm 近红外区近红外区 0.782.5m 中红外区中红外区 2.550m 远红外区远红外区 501000m 微波微波 0.1mm1m 无线电波无线电波 1m 2024/5/12 周日龙岩学院龙岩学院龙岩学院龙岩学院 化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院 涂逢樟涂逢樟涂逢樟涂逢樟光学分析法概要光学分析法概要光学分析法概要光学分析法概要3 3光学分析法分类光学分析法分类（1 1）光谱分析方法：）光谱分析方法：根据测量辐射的波长及强度根据测量辐射的波长及强度 a：原子光谱法、分子光谱法：原子光谱法、分子光谱法 b：发射光谱、吸收光谱、荧光光谱、拉：发射光谱、吸收光谱、荧光光谱、拉曼光谱等等。曼光谱等等。（2 2）非光谱分析法：）非光谱分析法：折射、散射、干涉、衍射、偏振折射、散射、干涉、衍射、偏振 2024/5/12 周日龙岩学院龙岩学院龙岩学院龙岩学院 化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院 涂逢樟涂逢樟涂逢樟涂逢樟第二节第二节 原子发射光谱分析的基本原理原子发射光谱分析的基本原理一、原子光谱的产生一、原子光谱的产生(formation of atomic emission spectra)1.1.基态：基态：2.2.激发态：激发态：3.激发电位：激发电位：4.电离：电离：一级电离电位一级电离电位 离子的激发电位离子的激发电位。2024/5/12 周日龙岩学院龙岩学院龙岩学院龙岩学院 化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院 涂逢樟涂逢樟涂逢樟涂逢樟激发态不稳定（寿命激发态不稳定（寿命10-8s）要恢复原状，跃迁回基态要恢复原状，跃迁回基态E1E0E2E1E0E2提供能量提供能量激发激发发射发射hn2024/5/12 周日龙岩学院龙岩学院龙岩学院龙岩学院 化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院 涂逢樟涂逢樟涂逢樟涂逢樟二、定性、定量原理能量是以一定波长的电磁波形式辐射出去：能量是以一定波长的电磁波形式辐射出去：hc/(E2-E1)hc/E；不同元素原子的结构不同，原子的不同元素原子的结构不同，原子的能级状态能级状态不不同，因此发射谱线的波长也不同，每种元素都有同，因此发射谱线的波长也不同，每种元素都有其特征谱线，其特征谱线，可定性。可定性。光谱选律：光谱选律：对特定原子可产生一系列不同波长对特定原子可产生一系列不同波长的特征光谱线（光谱线组），这些谱线按一定的的特征光谱线（光谱线组），这些谱线按一定的顺序排列，并保持一定的强度比例。顺序排列，并保持一定的强度比例。2024/5/12 周日龙岩学院龙岩学院龙岩学院龙岩学院 化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院 涂逢樟涂逢樟涂逢樟涂逢樟2024/5/12 周日龙岩学院龙岩学院龙岩学院龙岩学院 化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院 涂逢樟涂逢樟涂逢樟涂逢樟谱线的强度与试样中元素的量有关，谱线的强度与试样中元素的量有关，可定可定量。量。2024/5/12 周日龙岩学院龙岩学院龙岩学院龙岩学院 化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院 涂逢樟涂逢樟涂逢樟涂逢樟三、发射光谱分析的过程三、发射光谱分析的过程2024/5/12 周日龙岩学院龙岩学院龙岩学院龙岩学院 化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院 涂逢樟涂逢樟涂逢樟涂逢樟第三节第三节 原子发射光谱仪器原子发射光谱仪器激发光源激发光源元素在光源中被激发并在跃元素在光源中被激发并在跃迁回基态时产生光辐射迁回基态时产生光辐射分光系统分光系统光辐射光辐射检测系统检测系统2024/5/12 周日龙岩学院龙岩学院龙岩学院龙岩学院 化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院 涂逢樟涂逢樟涂逢樟涂逢樟一、激发光源一、激发光源1 1、作用：试样的蒸发，解离，原子化，激发，跃迁、作用：试样的蒸发，解离，原子化，激发，跃迁如如：CaClCaCl2 2（l)l)CaClCaCl2 2（s s）CaClCaCl2 2（g g）解解离、原子化离、原子化CaCa（g g）ClCl（g g）激发激发CaCa*电离电离 CaCa2 2、理理想想光光源源的的要要求求：（1 1）激激发发能能量量强强；（2 2）灵灵敏敏度度高；（高；（3 3）稳定性好；（）稳定性好；（4 4）结构简单，使用安全，操）结构简单，使用安全，操 作方便。作方便。2024/5/12 周日龙岩学院龙岩学院龙岩学院龙岩学院 化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院 涂逢樟涂逢樟涂逢樟涂逢樟3 3、主要的光源种类、主要的光源种类过过去去：一一般般采采用用火火焰焰作作为为激激发发光光源源，但但激激发发温温度度低低（激发能力差，灵敏度低）；（激发能力差，灵敏度低）；现在采用：现在采用：直直流流电电弧弧，交交流流电电弧弧；电电火火花花；ICP ICP（Inductively Inductively coupled plasmacoupled plasma，电感耦合等离子体），电感耦合等离子体）2024/5/12 周日龙岩学院龙岩学院龙岩学院龙岩学院 化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院 涂逢樟涂逢樟涂逢樟涂逢樟（1 1）直流电弧：）直流电弧：基本线路基本线路A电感电感鎭流电阻鎭流电阻G分析间隙分析间隙E2024/5/12 周日龙岩学院龙岩学院龙岩学院龙岩学院 化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院 涂逢樟涂逢樟涂逢樟涂逢樟工作原理：工作原理：高频高压引燃，低压直流燃弧高频高压引燃，低压直流燃弧特点：特点：（1 1）弧焰温度：）弧焰温度：4000-70004000-7000K K，激发能力一般；，激发能力一般；（2 2）电电极极温温度度：阳阳极极（可可达达38003800K K）阴阴极极，蒸蒸发发能能力力强强，试试样样进进入入间间隙隙的的量量多多，灵灵敏敏度度高高，检检出出险险低低。这这是是直直流流电弧的最大优点。电弧的最大优点。2024/5/12 周日龙岩学院龙岩学院龙岩学院龙岩学院 化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院 涂逢樟涂逢樟涂逢樟涂逢樟阳极斑阳极斑缺点：放电不稳定，精密度差缺点：放电不稳定，精密度差应用：矿物，难挥发试样，定性分析，半定量应用：矿物，难挥发试样，定性分析，半定量样品2024/5/12 周日龙岩学院龙岩学院龙岩学院龙岩学院 化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院 涂逢樟涂逢樟涂逢樟涂逢樟（2 2）交流电弧：）交流电弧：基本线路基本线路220VT1T2C1C2G2A2024/5/12 周日龙岩学院龙岩学院龙岩学院龙岩学院 化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院 涂逢樟涂逢樟涂逢樟涂逢樟工作原理：工作原理：高频高压引燃，低压低频燃弧高频高压引燃，低压低频燃弧特点：特点：（1 1）弧焰温度：）弧焰温度：4000-80004000-8000K K，激发能力强；，激发能力强；（2 2）电电极极温温度度：每每半半周周内内有有燃燃烧烧时时间间和和熄熄灭灭时时间间，放放电电间歇性，电极头温度低，蒸发能力差；间歇性，电极头温度低，蒸发能力差；（3 3）光源稳定性好，精密度高。）光源稳定性好，精密度高。适用：金属，合金，低含量元素的定量分析适用：金属，合金，低含量元素的定量分析2024/5/12 周日龙岩学院龙岩学院龙岩学院龙岩学院 化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院 涂逢樟涂逢樟涂逢樟涂逢樟（3 3）高压电火花：）高压电火花：电极间不连续的气体放电称为电火花电极间不连续的气体放电称为电火花基本线路基本线路RLCGV220V工作原理：高压充电，放电打火工作原理：高压充电，放电打火2024/5/12 周日龙岩学院龙岩学院龙岩学院龙岩学院 化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院 涂逢樟涂逢樟涂逢樟涂逢樟特点：特点：（1 1）弧弧焰焰温温度度：可可达达1000010000K K，激激发发能能力力很很强强，且且谱谱线线主主要是离子线；要是离子线；（2 2）电电极极温温度度：电电极极间间歇歇放放电电，而而且且时时间间比比交交流流电电弧弧要要长，电极头温度低，蒸发能力差；长，电极头温度低，蒸发能力差；（3 3）光源稳定性好，精密度高。）光源稳定性好，精密度高。适用：低熔点金属，合金，高含量组分的测定适用：低熔点金属，合金，高含量组分的测定以上三类光源主要用于固体物质的分析以上三类光源主要用于固体物质的分析2024/5/12 周日龙岩学院龙岩学院龙岩学院龙岩学院 化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院 涂逢樟涂逢樟涂逢樟涂逢樟*（4 4）ICPICP（电感耦合等离子体）（电感耦合等离子体）*什么叫等离子体（什么叫等离子体（PlasmaPlasma）？）？物物理理学学：电电离离度度大大于于0.10.1的的气气体体。（等等离离子子体体由由离离子子、电电子子和和不不带带电电的的粒粒子子组组成成的的电电中中性性的的、高高度度离离子子化化的的气气体体，它是与固体、液体和正常气体相区别的一种物质状态）它是与固体、液体和正常气体相区别的一种物质状态）光谱学：由非化学方法获得的放电的类似火焰的气体。光谱学：由非化学方法获得的放电的类似火焰的气体。气体气体包含高比例的正、负电荷，形状类火焰包含高比例的正、负电荷，形状类火焰2024/5/12 周日龙岩学院龙岩学院龙岩学院龙岩学院 化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院 涂逢樟涂逢樟涂逢樟涂逢樟ICP焰炬的形成焰炬的形成硬件构成：三元素硬件构成：三元素1、高频电磁场、高频电磁场2、工作气体、工作气体3、石英炬管、石英炬管2024/5/12 周日龙岩学院龙岩学院龙岩学院龙岩学院 化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院 涂逢樟涂逢樟涂逢樟涂逢樟炬管的构造：炬管的构造：三层同心石英管三层同心石英管外层：通入工作气或冷却气外层：通入工作气或冷却气中层：辅助气中层：辅助气内层：载气，引入样品内层：载气，引入样品2024/5/12 周日龙岩学院龙岩学院龙岩学院龙岩学院 化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院 涂逢樟涂逢樟涂逢樟涂逢樟工作原理：工作原理：（1 1）通气）通气ArAr（等离子气体）（等离子气体）（2 2）接接通通高高频频发发生生器器，产产生生高高频频振振荡荡电电流流，形形成成交交变变磁磁场，方向在管内为轴向；场，方向在管内为轴向；（3 3）引引燃燃ArAr气气（用用高高频频火火花花点点火火），ArAr被被电电离离，产产生生ArAr+及电子；及电子；（4 4）离离子子在在磁磁场场中中被被加加速速，从从而而与与中中性性的的ArAr碰碰撞撞，产产生生更多的电离气体更多的电离气体形成等离子体形成等离子体2024/5/12 周日龙岩学院龙岩学院龙岩学院龙岩学院 化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院 涂逢樟涂逢樟涂逢樟涂逢樟（5 5）离离子子在在磁磁场场中中定定向向运运动动，形形成成感感应应区区，并并感感生生出出环环形的电流（涡流电流），高达几百安培；形的电流（涡流电流），高达几百安培；（6 6）感感生生电电流流产产生生巨巨大大的的欧欧姆姆热热，加加热热PlasmaPlasma，达达1000010000K K高温，在石英炬管口处形成火焰状的。高温，在石英炬管口处形成火焰状的。概括一下：概括一下：点火引燃工作气，磁场加速等离子，点火引燃工作气，磁场加速等离子，感应涡流产高热，气体受热成焰炬。感应涡流产高热，气体受热成焰炬。2024/5/12 周日龙岩学院龙岩学院龙岩学院龙岩学院 化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院 涂逢樟涂逢樟涂逢樟涂逢樟2024/5/12 周日龙岩学院龙岩学院龙岩学院龙岩学院 化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院 涂逢樟涂逢樟涂逢樟涂逢樟ICPICP光源的特点光源的特点（1 1）ICPICP光源具有环形的感应区，中间形成一通道，类似光源具有环形的感应区，中间形成一通道，类似面包圈，有利于试样从囱道引入面包圈，有利于试样从囱道引入ICPICP焰炬中，试样在光源焰炬中，试样在光源中停留的时间长，有利于原子化，电离和激发；中停留的时间长，有利于原子化，电离和激发；（2 2）焰炬温度高，激发能力强，可测）焰炬温度高，激发能力强，可测7070多种元素；多种元素；（3 3）放电稳定性极好，精密度高，）放电稳定性极好，精密度高，RSD1RSD1；（4 4）自吸效应小，线性范围宽，）自吸效应小，线性范围宽，4-64-6个数量级；个数量级；（5 5）检出险低，）检出险低，ppbppb级级2024/5/12 周日龙岩学院龙岩学院龙岩学院龙岩学院 化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院 涂逢樟涂逢樟涂逢樟涂逢樟二、分光系统二、分光系统光栅的分光原理及其光学特性（自学）光栅的分光原理及其光学特性（自学）三、检测器三、检测器1、目视法：可见光，半定量、目视法：可见光，半定量2、摄谱法：照相法，将色散后的光谱纪录在感光板上。、摄谱法：照相法，将色散后的光谱纪录在感光板上。3、光电法：、光电法：PMT，CCD，CID，光电二极管阵列等，光电二极管阵列等2024/5/12 周日龙岩学院龙岩学院龙岩学院龙岩学院 化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院 涂逢樟涂逢樟涂逢樟涂逢樟对比对比2024/5/12 周日龙岩学院龙岩学院龙岩学院龙岩学院 化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院 涂逢樟涂逢樟涂逢樟涂逢樟第四节第四节 光谱定性分析光谱定性分析*一、基本概念一、基本概念1 1*共振线：共振线：由激发态直接跃迁至基态时所辐射的谱线。由激发态直接跃迁至基态时所辐射的谱线。（第一（第一共振线）共振线）2 2*灵敏线：灵敏线：容易激发或激发电位容易激发或激发电位较低的谱线。一般来说灵敏较低的谱线。一般来说灵敏线多是一些共振线。各种元素谱线中线多是一些共振线。各种元素谱线中强度比较大强度比较大的谱线。的谱线。3 3*最后线：最后线：最后消失的谱线称为最后线。最后消失的谱线称为最后线。例，例，溶液中溶液中Cd2+含量含量 谱线条数谱线条数 10%14 0.1%10 0.01%7 0.001%1(2265A，最后线，最后线)无吸收现象时，最后线就是最灵敏线。无吸收现象时，最后线就是最灵敏线。2024/5/12 周日龙岩学院龙岩学院龙岩学院龙岩学院 化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院 涂逢樟涂逢樟涂逢樟涂逢樟 谱线的自吸与自蚀谱线的自吸与自蚀谱线的自吸与自蚀谱线的自吸与自蚀*自吸自吸：原子在高温时被激发，发射某一波长的谱线，而原子在高温时被激发，发射某一波长的谱线，而处于低温状态的同类原子又能吸收这一波长的辐射，这种现处于低温状态的同类原子又能吸收这一波长的辐射，这种现象称为象称为自吸现象自吸现象。元素浓度低时，不出现自吸。随浓度增加，元素浓度低时，不出现自吸。随浓度增加，自吸越严重。自吸越严重。当自吸现象非常严重时，谱线中心的辐射将完当自吸现象非常严重时，谱线中心的辐射将完全被吸收，这种现象称为全被吸收，这种现象称为自蚀自蚀。谱线表，谱线表，r：自吸；：自吸；R：自蚀；：自蚀；ab2024/5/12 周日龙岩学院龙岩学院龙岩学院龙岩学院 化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院 涂逢樟涂逢樟涂逢樟涂逢樟 *第一共振线一般也是元素的第一共振线一般也是元素的最灵敏最灵敏线线。最后线也是。最后线也是最灵敏线。最灵敏线。但发生自蚀但发生自蚀现象时，最灵敏线的强度不是最强。现象时，最灵敏线的强度不是最强。2024/5/12 周日龙岩学院龙岩学院龙岩学院龙岩学院 化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院 涂逢樟涂逢樟涂逢樟涂逢樟基本概念基本概念4 4*分析线：分析线：用作鉴定元素存在及测定元素含量的谱线称为分用作鉴定元素存在及测定元素含量的谱线称为分析线。分析线一般是析线。分析线一般是灵敏线灵敏线或或最后线最后线。二、光谱定性分析的方法二、光谱定性分析的方法1 1标准试样光谱比较法标准试样光谱比较法 将要检出元素的纯物质和纯化合物与试样将要检出元素的纯物质和纯化合物与试样并列摄谱于并列摄谱于同一感光板上同一感光板上，在映谱仪上检查试样光谱与纯物质光谱。，在映谱仪上检查试样光谱与纯物质光谱。若两者谱线出现在同一波长位置上，即可说明某一元素的若两者谱线出现在同一波长位置上，即可说明某一元素的某条谱线存在。某条谱线存在。这种方法只适应试样中指定元素的定性。不适应光谱这种方法只适应试样中指定元素的定性。不适应光谱全分析。全分析。2024/5/12 周日龙岩学院龙岩学院龙岩学院龙岩学院 化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院 涂逢樟涂逢樟涂逢樟涂逢樟光谱定性分析的方法光谱定性分析的方法光谱定性分析的方法光谱定性分析的方法2 2铁光谱比较法（元素标准光谱图比较法）：铁光谱比较法（元素标准光谱图比较法）：“元素标准光谱图元素标准光谱图”就是将各个元素的分析线按波长位置就是将各个元素的分析线按波长位置标插在放大标插在放大20倍的铁光谱图的相应位置上制成的。倍的铁光谱图的相应位置上制成的。2024/5/12 周日龙岩学院龙岩学院龙岩学院龙岩学院 化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院 涂逢樟涂逢樟涂逢樟涂逢樟光谱定性分析的方法光谱定性分析的方法光谱定性分析的方法光谱定性分析的方法三、光谱定性分析的操作过程三、光谱定性分析的操作过程1 1试样处理试样处理 对无机物可作如下处理：对无机物可作如下处理：金属或合金试样：金属或合金试样：由于金属与合金本身能导电，可直接由于金属与合金本身能导电，可直接做成电极，称为自电极。若试样量较少或为粉末样品，通做成电极，称为自电极。若试样量较少或为粉末样品，通常置于电极小孔中，然后激发。常置于电极小孔中，然后激发。矿石式样：矿石式样：磨碎成粉磨碎成粉末，置于由石墨制成的各末，置于由石墨制成的各种形状电极小孔中，然后种形状电极小孔中，然后激发。激发。2024/5/12 周日龙岩学院龙岩学院龙岩学院龙岩学院 化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院 涂逢樟涂逢樟涂逢樟涂逢樟试样处理试样处理试样处理试样处理溶液试样：溶液试样：ICP光源，直接用雾化器将试样溶液引入等离光源，直接用雾化器将试样溶液引入等离子体内。子体内。电弧或火花光源通常用溶液干渣法进样。将试液直接滴电弧或火花光源通常用溶液干渣法进样。将试液直接滴在平头或凹面电极上，烘干后激发；或先浓缩至有结晶析在平头或凹面电极上，烘干后激发；或先浓缩至有结晶析出，然后滴入电极小孔中加热蒸干后再进行激发；或将原出，然后滴入电极小孔中加热蒸干后再进行激发；或将原溶液全部蒸干，磨碎成粉末，置于由石墨制成的各种形状溶液全部蒸干，磨碎成粉末，置于由石墨制成的各种形状电极小孔中，然后激发。电极小孔中，然后激发。分析微量成分时，常需要富集，如用溶剂萃取等。分析微量成分时，常需要富集，如用溶剂萃取等。对于有机物：对于有机物：一般先低温干燥，然后在坩埚中灰化，最后在一般先低温干燥，然后在坩埚中灰化，最后在将灰化后的残渣置于电极小孔中激发。将灰化后的残渣置于电极小孔中激发。气体试样：气体试样：通常将其充入放电管内通常将其充入放电管内。2024/5/12 周日龙岩学院龙岩学院龙岩学院龙岩学院 化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院 涂逢樟涂逢樟涂逢樟涂逢樟电极电极电极电极电电极极材材料料：一一般般采采用用光光谱谱纯纯的的碳碳或或石石墨墨；电电极极尺尺寸寸：直直径径约约6mm，长长34 mm；试试样样槽槽尺尺寸寸：直直径径约约34 mm，深深36 mm。试样量：试样量：10 20mg；优优点点：石石墨墨具具有有导导电电性性能能良良好好，沸沸点点高高（可可达达4000K），有有利利于于试试样样蒸蒸发发，谱谱线线简简单单，容容易易制制纯纯及容易加工成型等优点。及容易加工成型等优点。缺缺点点：放放电电时时，碳碳+氮氮产产生生氰氰(CN)，氰氰分分子子在在358.4 421.6 nm产产生生带带状状光光谱谱，干干扰扰其其他他元元素素出出现现在在该该区区域域的的光光谱谱线线，需需要要该该区区域域时时，可可采采用用铜铜电电极极，但但灵灵敏敏度度低。低。2024/5/12 周日龙岩学院龙岩学院龙岩学院龙岩学院 化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院 涂逢樟涂逢樟涂逢樟涂逢樟光谱定性分析的操作过程光谱定性分析的操作过程光谱定性分析的操作过程光谱定性分析的操作过程*2摄谱摄谱光谱仪光谱仪光源：光源：在定性分析中，一般选用通常选择灵敏度高的直在定性分析中，一般选用通常选择灵敏度高的直流电弧光源。流电弧光源。在进行光谱全分析时，对于复杂式样，可采用分在进行光谱全分析时，对于复杂式样，可采用分段曝光法。段曝光法。为了能将试样和铁谱能并为了能将试样和铁谱能并列摄于同一感光板上，摄谱时列摄于同一感光板上，摄谱时要使用要使用Hartman光阑。光阑。*采用哈特曼光阑，可采用哈特曼光阑，可多次曝光而不影响谱线相对位多次曝光而不影响谱线相对位置，便于对比。置，便于对比。2024/5/12 周日龙岩学院龙岩学院龙岩学院龙岩学院 化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院 涂逢樟涂逢樟涂逢樟涂逢樟光谱定性分析的操作过程光谱定性分析的操作过程3 3检查谱线检查谱线 一般是在映谱仪上，使元素标准光谱图上的铁光谱谱线一般是在映谱仪上，使元素标准光谱图上的铁光谱谱线与谱片上摄取的铁谱线相重合，逐条检查各元素的灵敏线与谱片上摄取的铁谱线相重合，逐条检查各元素的灵敏线是否存在，以确定该元素的存在。当元素含量高时，也用是否存在，以确定该元素的存在。当元素含量高时，也用其它特征谱线（不一定用灵敏线）。其它特征谱线（不一定用灵敏线）。对于复杂试样，应考虑谱线重叠的干扰，一般至少应有对于复杂试样，应考虑谱线重叠的干扰，一般至少应有2条灵敏线出现，才能判断该元素存在。条灵敏线出现，才能判断该元素存在。也可考虑使用大型摄谱仪，或采用分段曝光法。也可考虑使用大型摄谱仪，或采用分段曝光法。四、光谱定性分析的灵敏度四、光谱定性分析的灵敏度 See Table Bellow.2024/5/12 周日龙岩学院龙岩学院龙岩学院龙岩学院 化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院 涂逢樟涂逢樟涂逢樟涂逢樟2024/5/12 周日龙岩学院龙岩学院龙岩学院龙岩学院 化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院 涂逢樟涂逢樟涂逢樟涂逢樟第五节第五节 光谱定量分析光谱定量分析一、光谱定量分析的关系式光谱定量分析的关系式定量分析依据：I=acb 或或 lgI=blgclga 此式是光谱定量分析的基本关系式。此式是光谱定量分析的基本关系式。b为自吸系数，与谱线的自吸收现象有关。为自吸系数，与谱线的自吸收现象有关。b随浓度随浓度c增加而减小，当浓度较高时，增加而减小，当浓度较高时，b 1，当浓度很小无自吸时，当浓度很小无自吸时，b=1。a是与试样蒸发、激发过程以及试样组成有关的一个是与试样蒸发、激发过程以及试样组成有关的一个参数。参数。2024/5/12 周日龙岩学院龙岩学院龙岩学院龙岩学院 化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院 涂逢樟涂逢樟涂逢樟涂逢樟a、b很难保持常数，所很难保持常数，所以，实际光谱分析中，以，实际光谱分析中，常采用一种相对的方法，常采用一种相对的方法，即即内标法内标法，来消除工作，来消除工作条件的变化对测定的影条件的变化对测定的影响。响。2024/5/12 周日龙岩学院龙岩学院龙岩学院龙岩学院 化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院 涂逢樟涂逢樟涂逢樟涂逢樟二、内标法二、内标法 原理：原理：在被测元素的谱线中选一条线作为分析在被测元素的谱线中选一条线作为分析线，在基体元素（或定量加入的其它元素）的谱线，在基体元素（或定量加入的其它元素）的谱线中选一条与分析线相近的谱线作为内标线，这线中选一条与分析线相近的谱线作为内标线，这两条谱线组成所谓分析线对。分析线与内标线的两条谱线组成所谓分析线对。分析线与内标线的绝对强度的比值称为相对强度。绝对强度的比值称为相对强度。2024/5/12 周日龙岩学院龙岩学院龙岩学院龙岩学院 化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院 涂逢樟涂逢樟涂逢樟涂逢樟分析元素：分析元素：I1=a1 c1b1 内标元素：内标元素：I2=a2 c2b2 相对强度相对强度:R=I1/I2=a1 c1b1/a2 c2b2 式中内标元素式中内标元素c2为常数，实验条件一定时，为常数，实验条件一定时，A=a1/a2 c2b2 为常数，则为常数，则 R=I1/I2=A c1b1 将将c1改写为改写为c，并取对数：，并取对数：此式为内标法的基本公式。此式为内标法的基本公式。2024/5/12 周日龙岩学院龙岩学院龙岩学院龙岩学院 化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院 涂逢樟涂逢樟涂逢樟涂逢樟内标法内标法内标法内标法 对内标元素和分析线对的选择应考虑以下几点：对内标元素和分析线对的选择应考虑以下几点：原来试样内应不含或仅含有极少量所加内标元素。亦可原来试样内应不含或仅含有极少量所加内标元素。亦可 选用此基体元素作为内标元素。选用此基体元素作为内标元素。要选择激发电位相同或接近的分析线对。要选择激发电位相同或接近的分析线对。两条谱线的波长应尽可能接近。两条谱线的波长应尽可能接近。所选线对的强度不应相差过大。所选线对的强度不应相差过大。.所选用的谱线应不受其它元素谱线的干扰，也应不是自吸所选用的谱线应不受其它元素谱线的干扰，也应不是自吸收严重的谱线。收严重的谱线。.内标元素与分析元素的挥发率应相近。内标元素与分析元素的挥发率应相近。2024/5/12 周日龙岩学院龙岩学院龙岩学院龙岩学院 化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院 涂逢樟涂逢樟涂逢樟涂逢樟光谱分析仪器光谱分析仪器光谱分析仪器光谱分析仪器2024/5/12 周日龙岩学院龙岩学院龙岩学院龙岩学院 化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院 涂逢樟涂逢樟涂逢樟涂逢樟三、乳剂特性曲线，内标法基本关系式三、乳剂特性曲线，内标法基本关系式 若以黑度若以黑度S为纵坐标，曝光量的对数为纵坐标，曝光量的对数lgH为为横坐标，得到的实际的乳剂特征曲线横坐标，得到的实际的乳剂特征曲线。（图。（图7-8）。）。乳剂特征曲线可分为三乳剂特征曲线可分为三部分：部分：部分为曝光不足部部分为曝光不足部分，分，为曝光过量部分，为曝光过量部分，部分正常曝光部分，其斜率部分正常曝光部分，其斜率为为,则：则：=tg (7)称为感光板的反衬度。截距为称为感光板的反衬度。截距为lgHi，Hi称为乳剂的惰延量。称为乳剂的惰延量。横轴上的投影（横轴上的投影（bc线段）称为线段）称为乳剂的展度。乳剂的展度。2024/5/12 周日龙岩学院龙岩学院龙岩学院龙岩学院 化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院 涂逢樟涂逢樟涂逢樟涂逢樟 在光谱定量分析中，在光谱定量分析中，通通常需要利用乳剂特征曲线的正常需要利用乳剂特征曲线的正常曝光部分常曝光部分，此时：，此时：(lgH lgHi)=lgH i 因因H=Et,而而E I,所以所以S=lgIt i 2024/5/12 周日龙岩学院龙岩学院龙岩学院龙岩学院 化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院 涂逢樟涂逢樟涂逢樟涂逢樟若分析线对黑度若分析线对黑度S1，内标线黑度，内标线黑度S2：S1=1lgI1t1 i1 S2=2lgI2t2 i2 因为在同一感光板上，曝光时间相等，即因为在同一感光板上，曝光时间相等，即t1=t2，1=2=，i1=i2=i，则分析线对则分析线对的黑度差的黑度差S为：为：S=S1 S2=lgI1/I2=lg R 将内标法的基本公式将内标法的基本公式带入 S=lgR=b 1 lg c lg A 在一定条件下，分析线对的黑度差在一定条件下，分析线对的黑度差S与试样中该组分的与试样中该组分的含量含量c的对数成线性关系。上式为摄谱法定量分析内标法的基的对数成线性关系。上式为摄谱法定量分析内标法的基本关系式。本关系式。2024/5/12 周日龙岩学院龙岩学院龙岩学院龙岩学院 化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院 涂逢樟涂逢樟涂逢樟涂逢樟三、光谱定量分析方法三标准试样法三、光谱定量分析方法三标准试样法 将三个以上的标准试将三个以上的标准试样和被分析试样于同一实验样和被分析试样于同一实验条件下摄取光谱于同一感光条件下摄取光谱于同一感光板上。由各个标准试样分析板上。由各个标准试样分析线对的黑度差与标准试样中线对的黑度差与标准试样中欲测成分的欲测成分的c含量的对数绘含量的对数绘制工作曲线制工作曲线(图图7-9)。测得试。测得试样分析线对的黑度差，样分析线对的黑度差，再再由标准曲线求得试样被测元由标准曲线求得试样被测元素含量。素含量。优点：优点：准确度高，适应准确度高，适应于常规分析。于常规分析。2024/5/12 周日龙岩学院龙岩学院龙岩学院龙岩学院 化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院化学与材料学院 涂逢樟涂逢樟涂逢樟涂逢樟第第 六六 节节 光谱半定量分析光谱半定量分析1 1 谱线呈现法谱线呈现法 根据谱现出现的条数及其明亮的程度判断该元素的大致根据谱现出现的条数及其明亮的程度判断该元素的大致含量。含量。例如：例如：Pb含量（含量（%）谱线谱线(nm)0.001 283.3069清晰可见，清晰可见，261.4178和和280.200很弱很弱 0.003 283.306、261.4178增强，增强，280.200清晰清晰 0.01 上述谱线增强，另增上述谱线增强，另增266.317和和278.332，但不太明显。，但不太明显。0.1 上述谱线增强，无新谱线出上述谱线增强，无新谱线出 1.0 上述谱线增强，上述谱线增强，214.095、244.383、244.62出现，出现，241.77模糊模糊 3 上述谱线增强，出现上述谱线增强，出现322.05、233.242模糊可见模糊可见 10 上述谱线增强，上述谱线增强，242.664和和239.960模糊可见模糊可见 30 上述谱线增强，上述谱线增强，311.890和和269.750c出现出现2024/5/12 周日此课件下载可自行编辑修改，供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！