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第五章 原子发射光谱分析法 Atomic Emission Spectrometry （AES） 发展概况： 1826年泰尔博（Talbot）说明某些波长的光线是表征某些元素的特征，此后原子发射光谱为人们所关注 1860年德国学者基尔霍夫（Kirchhoff GR）和本生（Bunsen RW）利用分光镜研究盐和盐溶液在火焰中加热时所产生的特征光辐射，从而发现了Rb和Cs两元素 5.1 概述 光谱获得过程 光谱分析过程 光谱获得： 气化→原子化→激发 分光 检测 ——看谱法 ——摄谱法 ——光电法 光谱分析： 波长——定性 强度——定量 5.2 仪器设备 光源 作用—— 要求—— 种类：火焰 直流电弧 交流电弧 火花 电感耦合高频等离子焰炬（ICP） 微波反应等离子体（MIP） 火焰 flame 常用的火焰： 乙炔―空气，丙烷―空气，乙炔―氧气、乙炔―氧化二氮等 利用火焰作为激发光源的发射光谱分析 ——火焰发射光谱法（Flame Emission Spectrometry）亦称火焰分光光度法 直流电弧 (DC arc) E是直流电源，L是电感，A是直流安培表，R是镇流电阻， V是直流电压表， G是分析间隙(弧隙)。 点弧方法：接触引弧 电弧温度（即激发温度）： 阴极区＞阳极区＞中间（弧柱）部分 ↓ 温度达4000～7000 K 电极温度（即蒸发温度）： 阳极（3800 K以上）＞阴极（3000 K） 3.交流电弧 （AC arc ） （I） 高频引燃电路 C1-L1-G’ （II）低压电弧电路 R1-L2-G 火花 spark 击穿阶段，约10－7～10－8 s 电弧阶段，约10－4～10－5 s，振荡回路C-L-G 思考题： 从蒸发温度、激发温度和放电稳定性三方面比较三种常用的光源（直流电弧、交流电弧、火花）。 5.进样方法 ①固体自电极法 ②粉末法 ③溶液法 ④气化法 As、Sn、Te、Bi、Ge、Se、Pb及Sb等元素，可用硼氢化物等将其还原为它们的氢化物 例如：As+ NaBH4 As H3 6.光源的选择 易挥发易电离的元素，可以采用火焰光源。 难挥发元素可用直流电弧光源。 难激发的元素，可用火花光源。 低含量元素应采用电弧光源。 高含量的元素可采用火花光源。 块状的金属合金，火花和电弧光源均适合。 导电性差的粉末类样品，则常采用电弧光源。 定性分析常采用直流电弧。 定量分析常使用火花光源和交流电弧。 摄谱仪 棱镜摄谱仪——利用棱镜的折射分光 光栅摄谱仪——利用光栅的衍射分光 棱镜摄谱仪 （1）棱镜摄谱仪的光学系统 照明系统 光源Q、透镜KI、KII、KIII 准光系统 狭缝S、准光透镜L1 色散系统 棱镜P 投影系统 暗箱物镜L2、焦面（感光板）FF? （2）棱镜摄谱仪的光学特性 棱镜色散 色散率(dispersive power) 偏向角随波长变化的速率 角色散率(angle dispersive power) d? /d? 二条波长相差d?的光线被分开的角度d? 线色散率(linear dispersive power) dl／d? 在焦面上波长相差d?的二条谱线被分开的距离dl。单位为毫米／纳米（mm·nm－1） 倒线色散率 (reciprocal linear dispersion) d?/ d l 为焦面上单位长度（毫米）中容纳的波长数 单位为纳米／毫米（nm·mm－1） 分辨率(resolution) R = ?/ d? ?为两条谱线的平均波长 d?为恰好能分辨两条谱线间的波长差 R =mb dn/d? 集光本领(collecting-light ability) 表示摄谱仪光学系统传递辐射能的能力。 L = E / B =π/4 τ sinε ( d / f )2 E： 在感光板上所得照度 B： 光源亮度 τ：辐射通量之比 ε：光轴与焦面的夹角 d： 暗箱物镜的有效孔径 d/f：暗箱物镜的相对孔径 光栅摄谱