23 实验5 原子发射光谱法.ppt

第1页：实验13原子发射光谱法

实验13原子发射光谱法AtomicEmissionSpectroscopyFor Short：AES精品课程仪器分析(含实验)

第2页：原子发射光谱的产生电能

• 一.原子发射光谱的产生电能、热能、光能等激发气态基态原子、离子的核外电子受激跃迁至高能态。E2E0E1E3h
• i气态、激发态原子、离子的核外电子，迅速回到低能态时以光辐射的形式释放能量。原子发射光谱(寿命小于10-8s)第一部分基本原理1.激发电位2.共振线、第一共振线3.最灵敏线、最后线、分析线4.原子线(Ⅰ)：M*M (I);离子线(Ⅱ,Ⅲ

第3页：能级图

能级图把原子中所可能存在的光谱项--能级及能级跃迁用平面图解的形式表示出来, 称为能级图。Na (1s)2(2s)2(2p)6(3s)1

第4页：原子发射谱线强度与试样中

二.原子发射谱线强度与试样中元素浓度的关系E0Eigi、g0—激发态和基态的统计权重Ei —激发电位K—Boltzmann常数T—温度KAi—蒸发出的原子数K—蒸发速率常数δ—逸出速率常数C—试样中浓度α—电离度1.谱线强度及其影响因素Ii=[gi/g0e-Ei/kTAihυi(1-α)k/δ]C谱线强度的基本公式:当以上的影响因素恒定时：Ii=[A]C

第5页：谱线的自吸与自蚀

2.谱线的自吸与自蚀A.自吸I=I0e-adI0为弧焰中心发射的谱线强度;a为吸收系数;d为弧层厚度B.自蚀在谱线上，常用r表示自吸，R表示自蚀。在共振线上，自吸严重时谱线变宽，称为共振变宽。Ii=[A]Cb考虑到自吸作用的影响时：

第6页：激发源

激发源(光源)单色器检测器数据处理与显示一、原子发射光谱法的分析过程第二部分原子发射光谱仪

第7页：低压交流

AA.低压交流电弧高频高压引火线路低频低压燃弧线路2.5~3KV10KV4000~7000K220V50Hz特点与应用电极放电较稳定适用于矿物、低含量金属的测定、只能测定固体粉末。二、激发源(光源)B.电感耦合等离子体ICP（Inductivelycoupledplasma）

第8页：单色器(摄谱仪)

三、单色器(摄谱仪)A.平面光栅摄谱仪的色散系统平面光栅衍射的线色散率、分辨率、聚光本领

第9页：检测器

• 四、检测器⑴摄谱步骤⑵感光板玻璃板为支持体，涂抹感光乳剂(AgBr+明胶+增感剂)
• 安装感光板在摄谱仪的焦面上
• 激发试样，产生光谱而感光
• 显影，定影，制成谱板
• 特征波长，定性分析
• 特征波长下的谱线强度，定量分析显影：对苯二酚（海德洛）感光：2AgX+2hυ→ Ag(形成潜影中心)+X2A.摄谱法

第10页：感光板乳剂特性曲线

• γ⑶感光板乳剂特性曲线A．曝光量(H)与照度(E)的关系B.黑度(S)i0未曝光部分的透光强度i曝光部分的透光强度雾翳i0iC．黑度(S)与曝光量(H)的关系黑度(S)与曝光量(H)的关系难以用一般的数学公式描述。γ=
• S/
• logH感光板的反衬度(对比度)Hi---

第11页：直读光谱仪

• B.光电直读光谱仪的类型真空紫外直读光谱仪：170~340nm氦气、氮气保护测定C、S、P etc非真空直读光谱仪：200~900nm波长
• 扫描型直读光谱仪转动光栅扫描C：全谱直读ICP-OES光谱仪

第12页：定性分析

1.定性分析的基本原理(摄谱法、光电法)五、AES的定性定量分析方法原子的核外电子能级不同时，跃迁产生不同波长的光谱线，通过检测特征光谱线存在否，确证某元素可否存在。一般利用2~3根原子线、离子线的第一共振线、最灵敏线、最后线、分析线进行定性分析。

第13页：元素相对灵敏度(%)

元素相对灵敏度(%)C、Se1~10-1As、Ge、Ir、Os、Sm、Te、Th、U、W10-1~ 10-2Au、B、Bi、Co、Dy、Er、Eu、Hg、Gd、Ho、La、Mn、Mo、Nb、P、Pb、Pr、Pt、Rb、Rn、Ru、S、Sb、Sn、Si、Ta、Tb、Ti、Tl、V、Zn、Zr10-2~ 10-3Al、Cd、Cr、Cs、F、Fe、Ga、Ge、In、Mg、Ni、Pb、Sc、Y、Yb10-3~ 10-4Ag、Be、Cu、Ba、Sr、

第14页：定性分析上标

• 上标：谱线的强度级（1~10级）。
• 下标：原子线(Ⅰ)与离子线(Ⅱ→ +、Ⅲ→ 2+、Ⅳ→ 3+ )。
• 底标：波长十位后尾数，12.3→2712.3埃、47.3→2747.3埃。B.标准铁光谱图比较法标准铁光谱图（一级）
• 2300

第15页：标准铁光谱比较法操作

• D.标准铁光谱比较法操作：C.谱线的强度级（1~10级）谱线消失法：随元素含量减少，低级谱线消失等级12345678910含量%≥1010~33~11~0.30.3~0.10.1~0.030.03~0.010.01~0.0030.003~0.0010.001谱线呈现法：随元素含量增加，低级谱线呈现
• 在摄制试样光谱的同时，在感光板上摄制1~2

第16页：试样与已知不同含量

• 将试样与已知不同含量的系列标准样品在一定条件下摄谱于同一光谱感光板上。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。根据黑度，估计欲测元素的近似含量。谱线强度（黑度）比较法3.原子发射光谱法的半定量分析（摄谱法）I=ACbH=I
• t2.谱线强度（黑度）比较法的应用
• 地质普查
• 地质勘探
• 矿物品位标样-1：0.001%标样-2：0.003%标样-3：0.01%标样-4：0.03%标样-5：0.1%未知样-1未知样-2

第17页：定量分析的基本关系式

• 跃迁几率
• 统计权重
• 激发电位
• 激发温度
• 逸出速率常数
• 蒸发速率常数
• 电离度4.定量分析

第18页：电感耦合等离子体

B.电感耦合等离子体ICP（Inductivelycoupledplasma）8762：outer tube5. Plasma6：atomizationzone7：atomic lineemission8：ionic lineemission1: induction coil3：intermediate tube4：sample injectorICP-OES（InductivelyCoupledPlasmaOpticalEmissionSpectroscopy）

第19页：定性分析特点

• 特点：应用：
• 具有好的检出限,一些元素可达到10-3~10-5ppm。
• ICP稳定性好，精密度高，相对标准偏差约1%。
• 基体效应小。
• 光谱背景小。
• 准确度高，相对误差为1%。
• 自吸效应小
• 线性范围宽，测量浓度范围从ppm到百分几十高温，104K环状通道，具有较高的稳定性惰性气氛，电极放电较稳定70多种无机元素的定性、定量分析环境化学、生物化学、

第20页：中阶梯光栅交

B.中阶梯光栅交叉色散光学系统简介

第21页：全谱直读

全谱直读ICP-OES光谱仪ICP-OES（Inductively Coupled PlasmaOptical Emission Spectroscopy）ICP作为激发源中阶梯光栅交叉色散光学系统CID电荷注入式检测器SCD分段式电荷耦合式固体检测器CCD

第22页：第三部分实验内容

第三部分实验内容与注意事项