第七章原子发射光谱.pptVIP

7.2 原子发射光谱分析的基本原理1.元素的特征谱线 原子的共振线与离子的电离线 1. 光源 （1）直流电弧 特点： （2） 低压交流电弧 （3）高压火花 （4）等离子体焰炬 ICP-AES重要部件示意图 等离子炬管分为三层。最外层通Ar气作为冷却气，沿切线方向引入，并螺旋上升，其作用：第一，将等离子体吹离外层石英管的内壁，可保护石英管不被烧毁；第二，是利用离心作用，在炬管中心产生低气压通道，以利于进样；第三，这部分Ar气流同时也参与放电过程。 中层管通人辅助气体Ar气，用于点燃等离子体。内层石英管内径为1 ~2mm左右，以Ar为载气，把经过雾化器的试样溶液以气溶胶形式引入等离子体中。 用Ar做工作气体的优点：Ar为单原子惰性气体，不与试样组份形成难离解的稳定化合物，也不象分子那样因离解而消耗能量，有良好的激发性能，本身光谱简单。 光源特性对比表 2. 分光系统 （2）凹面光栅分光系统 （3）中阶梯平面反射光栅的分光系统 3. 进样系统 4. 检测器 检测器 光谱级-波长 二维光谱 5. 仪器主要类型 （2） 全谱直读等离子体光谱仪 仪器特点: 共振线、灵敏线、最后线及分析线 由激发态直接跃迁至基态所辐射的谱线称为共振线。由较低级的激发态（第一激发态）直接跃迁至基态的谱线称为第一共振线，一般也是元素的最灵敏线。当该元素在被测物质里降低到一定含量时，出现的最后一条谱线，这是最后线，也是最灵敏线。用来测量该元素的谱线称分析线。 (2)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并列摄谱于同一感光板上，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某条谱线存在。 发射光谱图 2. 内标法 采用内标法可以减小不稳定因素对谱线强度的影响，提高光谱定量分析的准确度。内标法是通过测量谱线相对强度来进行定量分析的方法。 内标法基本关系式: 内标元素与分析线对的选择： （2）标准加入法 作业：P225，12 2、谱线呈现法 元素含量低时，仅出现少数灵敏线，随元素含量增加，谱线随之出现。可编成一张谱线出现与含量关系表，依此估计试样中该元素的大致含量。 例如,铅的光谱 Pb % 谱线特征 0.001 2833.069 清晰可见 ; 2614.178和2802.00弱 0.003 2833.069 清晰可见; 2614.178增强2802.00变 清晰 0.01 上述谱线增强,2663.17和2873.32出现 0.03 上述谱线都增强 0.10 上述谱线更增强,没有出现新谱线 0.30 2393.8, 2577.26 出现 三、光谱定量分析 1.光谱定量分析的关系式 光谱定量分析主要是根据谱线强度与被测元素浓度的关系来进行的。当温度一定时谱线强度I与被测元素浓度c成正比，即 I = ac 当考虑到谱线自吸时，有如下关系式： 发射光谱分析的基本关系式。自吸常数 b 随浓度c增加而减小，当浓度很小，自吸消失时，b=1。 内标法具体做法： 在分析元素的谱线中选一根谱线，称为分析线；再在基体元素（或加入定量的其它元素）的谱线中选一根谱线，作为内标线。这两条线组成分析线对。然后根据分析线对的相对强度与被分析元素含量的关系式进行定量分析。 此法可在很大程度上消除光源放电不稳定等因素带来的影响，因为尽管光源变化对分析线的绝对强度有较大的影响，但对分析线和内标线的影响基本是一致的，所以对其相对影响不大。这就是内标法的优点。 在被测元素的光谱中选一条作为分析线(强度 I )，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 R： A为其他三项合并后的常数项。 a. 内标元素可选择基体元素，或另外加入，含量固定。 b. 内标元素与待测元素具有相近的蒸发特性。 c. 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”。 d. 强度相差不大，无相邻谱线干扰，无自吸或自吸小。 3.定量分析方法 （1）校准曲线法 在确定的分析条件下，用三个或三个以上含有不同浓度被测元素的标准样品与试样在相同的条件下激发光谱，以分析线强度I(或内标分析线对强度比R或lgR)对浓度c(或lgc)做校准曲线。再由校准线求得试样被测元素含量。 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，定容后，浓度依次为：