光谱学实验汇.docVIP

第五章 光谱学实验 实验29 发射光谱定性分析和定量分析 定性分析 一、实验目的 1.了解摄谱仪及映谱仪的一般构造及使用方法。 2.掌握光谱定性分析的一般原理和方法。 3.学会查阅谱线并判别元素。 二、基本原理 当物质被热能或电能激发到不稳定状态时，会辐射能量并产生发射光谱。被激发的分子产生带状光谱，被激发的原子或离子产生线状光谱，线状光谱是发射光谱分析的基础。 线光谱中的各条谱线是元素的原子或离子的外层电子在两个能级间跃迁时产生的。根据辐射的量子理论 (29.1) 可以决定任何一条谱线的波长?： (29.2) 由于各种元素的原子结构不同，故其发射光谱的谱线波长也各不相同，根据各元素所具有的特征谱线，即可判别相应元素存在与否。 元素光谱的复杂性及谱线出现的形式决定于它的原子结构。 一个元素可以有很多条谱线，其中最容易激发的谱线称为该元素的“灵敏线”或“最后线”。决定试祥中某元素存在与否，不必去检查该元素所有的谱线，只需根据几条灵敏线的出现与否即可作出判断。因为灵敏线在该元素含量很低的时候就能出现：例如，含镉 0.001％ 时，仅出现其中的一条灵敏线。 为了能在复杂的光谱中，确定谱线的波长，光谱定性分析中经常采用试样光谱和铁光谱并列摄谱。这是由于铁光谱的谱线较多，且分布均匀，人们对于铁谱研究得比较充分，已精确地测定了每条谱线的波长，制备了标准铁谱图，将摄有试样光谱和铁光谱的谱片，经过显影、定影和晾干后，放在映谱仪上，使拍摄的铁光谱恰与“标准铁谱图”上的铁光谱重合，这时可检查元素的灵敏线而决定元素是否存在。当然，每一种分析方法都有不同的检出限量，有时不出现某元素的灵敏线，只能指出该元素含量低于某一个下限。 三、仪器及试剂 仪器：3 WI 摄谱仪；8 W 型光谱投影仪；WPT-2 型交流电弧火花发生器；天津紫外 Ⅱ 型 9×24 cm感光板；光谱纯石墨电极；铁电极。 试剂：显影液；定影液；液体试样若干。 四、操作步骤 1.熟悉仪器，了解使用方法及注意事项。 2.在暗室内将感光板乳剂面向下装入暗盒 (乳剂面的判断方法是：将感光板取出后，用手指摸一下板角，有光滑感的即为玻璃面，反之为乳剂面)。装好感光板后，注意插上档板，将暗盒装入摄谱仪。 3.摄谱 取试液一滴，置于已经聚苯乙稀处理过的平头碳电极上，在红外灯下烘干 (注意按顺序放好，并做记录)，打弧前取该电极作为下电极，另取一尖状碳电极为上电极，将两电极置于电极架上，利用照明灯使电极清晰成像于遮光板两侧，调好光源后，检查实验条件。 实验条件：照明系统为三透镜；中间光栏 2 mm；狭缝宽度 5 ?m；狭缝光栏为限高栏 2 mm；光源：直流电弧，电流 5 A；室温： ℃；焦距： 。 实验条件符合后，即可取下透镜盖，抽出暗盒档板，启动光源摄谱，摄谱时间：铁 10 s，样品 30 s；板移：3 mm；摄谱完毕，插上档板，取下暗盒。 4.暗室处理 将配制好的显影液、定影液分别倒在两只托盘内，调节显影液温度为 18～20 ℃。在红灯下，将乳剂面向上放入显影液中，同时计时，不断摇动盘子，使显影均匀，显影 4~5 min，在红灯下观察光谱干板两端是否都出现黑色线条，出现后即可停止显影。将显影过的谱片，用自来水淋洗后，放在定影液中定影，定影 2 min后，即可开灯观察，继续定影到乳剂面颜色褪去，干板成透明状即可停止定影，一般定影10 min 左右。定影完毕后，将谱片再在自来水中淋洗 30 min，然后将谱片晾干。 5.查谱 将谱片乳剂面向上，放在映谱仪上，调焦，使谱线清晰，对照标准图谱，查看未知样中的元素。 五、结果与讨论 1.根据查谱结果，列出未知样中的元素。 2.发射光谱查谱时，假如某一元素的一条最后线受到其它元素的干扰如何判断它的存在与否? 六、注意事项 1.更换样品时，必须先更换上电极，以避免沾污。 2.使用摄谱仪时，必须细心，动作要轻，切勿使仪器移动位置，狭缝、焦距、光栏及透镜位置己事先调好，切勿乱动！ 3.使用电弧火花发生器时注意 (1) 按顺序启动按钮。 (2) 打弧时不能碰电极架，高压危险! (3) 通电后，身体要尽量远离电弧发生器。 (4) 一次摄谱完毕要关掉高压开关 (不是电源开关)，再调换电极。 (5) 刚刚打弧的电极温度很高，取下两电极时注意要使用镊子。 4.为了避免紫外线对眼睛的危害，工作时应戴上眼镜或放下仪器的挡板。 5.打开通风装置，排除有害气体。 七、思考题 1.光谱定性分析的原理是什么? 2.试样光谱旁为什么要摄一条铁光谱？ 八、参考文献 1.张