12 第4节定性、定量分析方法.4.ppt

第1页：原子发射光谱定性定量分析

原子发射光谱定性定量分析

本页为章节封面与目录，列出本章主要内容。

• 一、光谱定性分析
• 二、光谱定量分析
• 三、特点与应用

第2页：光谱定性分析

光谱定性分析

• 定性依据：元素不同→电子结构不同→光谱不同→特征光谱 元素的分析线、最后线、灵敏线分析线：复杂元素的谱线可能多至数千条，只选择其中几条特征谱线检验，称其为分析线。
• 最后线：浓度逐渐减小，谱线强度减小，最后消失的谱线。
• 灵敏线：最易激发的能级所产生的谱线，每种元素都有一条或几条谱线最强的线，即灵敏线。
• 最后线也是最灵敏线。
• 共振线：由第一激发态回到基态所产生的谱线。
• 通常也是最灵敏线、最后线。

第3页：定性方法标准光谱

定性方法标准光谱

• 比较法：最常用的方法，以铁谱作为标准(波长标尺。
• 为什么选铁谱？。

第4页：标准光谱

标准光谱

• 比较定性法为什么选铁谱？ 谱线多：在210～660nm范围内有数千条谱线。
• 谱线间距离分配均匀：容易对比，适用面广。
• 定位准确：已准确测量了铁谱每一条谱线的波长。
• 标准谱图：将其他元素的分析线标记在铁谱上，铁谱起到标尺的作用。
• 谱线检查：将试样与纯铁在完全相同条件下摄谱，将两谱片在映谱器(放大器)上对齐、放大20倍，检查待测元素的分析线是否存在，并与标准谱图对比确定。
• 可同时进行多元素测定。

第5页：

第6页：定性分析

定性分析

• 实验操作技术 试样处理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。
• 固体试样研磨成均匀的粉末后放在电极的试样槽内。
• 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。
• 实验条件选择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。
• 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。

第7页：电极材料与尺寸

电极材料与尺寸

• 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3～4mm。
• 试样槽尺寸：直径约3～4mm，深3～6mm。
• 试样量：10～20mg。
• 放电时，碳+氮产生氰(CN)，氰分子在358.4～421.6nm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。

第8页：摄谱过程摄谱

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。

第9页：光谱定量分析

光谱定量分析

• 光谱半定量分析与目视比色法相似。
• 测量试样中元素的大致浓度范围。
• 应用：用于钢材、合金等的分类、矿石品位分级等大批量试样的快速测定。
• 谱线强度比较法：测定一系列不同含量的待测元素标准光谱系列，在完全相同条件下(同时摄谱)，测定试样中待测元素光谱，选择灵敏线，比较标准谱图与试样谱图中灵敏线的黑度，确定含量范围。

第10页：光谱定量分析（续）

光谱定量分析（续）

• 发射光谱定量分析的基本关系式在条件一定时，谱线强度与待测元素含量关系为：=为常数(与蒸发、激发过程等有关)，考虑到发射光谱中存在着自吸现象，需要引入自吸常数，则：发射光谱分析的基本。
• 自吸常数随浓度增加而减小，当浓度很小，自吸消失时，=1。

第11页：内标法基本关系式

内标法基本关系式

• 影响谱线强度因素较多，直接测定谱线绝对强度计算难以获得准确结果，实际工作多采用内标法（相对强度法。
• 在被测元素的光谱中选择一条作为分析线(强度)，再选择内标物的一条谱线(强度I0)，组成分析线对。
• 则：相对强度：为其他三项合并后的常数项，内标法定量的基本关系式。

第12页：内标元素与分析线对

内标元素与分析线对

• 选择：内标元素可以选择基体元素，或另外加入，含量固定。
• 内标元素与待测元素具有相近的蒸发特性。
• 分析线对应匹配，同为原子线或离子线，且激发电位相近(谱线靠近)，“匀称线对”。
• 强度相差不大，无相邻谱线干扰，无自吸或自吸小。

第13页：定量分析方法

定量分析方法

• 内标标准曲线法由=+以对应作图，绘制标准曲线，在相同条件下，测定试样中待测元素的，在标准曲线上求得未知试样。
• 摄谱法中的标准曲线法==+在完全相同的条件下，将标准样品与试样在同一感光板上摄谱，由标准试样分析线对的黑度差()对作标准曲线(三个点以上，每个点取三次平均值)，再由试样分析线对的黑。
• 该法即三标准试样法。

第14页：标准加入法

标准加入法

• 无合适内标物时，采用该法。
• 取若干份体积相同的试液（），依次按比例加入不同量的待测物的标准溶液（），浓度依次为：，+，+2，+3，+4 ……在相同条件下测定：RX，R1，R2，R3，R4……。
• 以对浓度做图得一直线，图中点即待测溶液浓度。

第15页：特点与应用

特点与应用

• 特点 可多元素同时检测各元素同时发射各自的特征光谱。
• 分析速度快试样不需处理，同时对十几种元素进行定量分析(光电直读仪。
• 选择性高各元素具有不同的特征光谱。
• 检出限较低10～0.1(一般光源。
• ICP） 准确度较高5%～10% (一般光源。
• ICP-AES性能优越线性范围4～6数量级，可测高、中、低不同含量试样。
• 缺点：非金属元素不能检测或灵敏度低。

第16页：原子发射光谱分析

原子发射光谱分析

• 法的应用原子发射光谱分析在鉴定金属元素方面（定性分析）具有较大的优越性，不需分离、多元素同时测定、灵敏、快捷，可鉴定周期表中约70多种元素，长期在钢铁工业（炉前快速分析）。
• 在定量分析方面，原子吸收分析有着优越性。
• 80年代以来，全谱光电直读等离子体发射光谱仪发展迅速，已成为无机化合物分析的重要仪器。

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