原子发射光谱线Modern Instrumental Analysis.PPT

现代仪器分析 新疆塔里木大学 2009.9 原子发射光谱法 　　每一种元素的原子都有它的特征光谱， 根据原子光谱中的元素特征谱线就可以确定试样中是否存在被检元素。通常将元素特征光谱中强度较大的谱线称为元素的灵敏线。 只要在试样光谱中检出了某元素的灵敏线，就可以确证试样中存在该元素。反之，若在试样中未检出某元素的灵敏线，就说明试样中不存在被检元素，或者该元素的含量在检测灵敏度以下。　　 光谱定性分析常采用摄谱法，通过比较试样光谱与纯物质光谱或铁光谱来确定元素的存在。 定性分析 光谱定性及定量分析 铁谱比较法　　将试样与铁并列摄谱于同一光谱感光板上，然后将试样光谱与铁光谱标准谱图对照，以铁谱线为波长标尺，逐一检查欲检查元素的灵敏线，若试样光谱中的元素谱线与标准谱图中标明的某一元素谱线出现的波长位置相同，表明试样中存在该元素。 定性分析 纯样光谱比较法　　将欲检查元素的纯物质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，若试样光谱中出现与纯物质具有相同特征的谱线，表明试样中存在欲检查元素。这种定性方法对少数指定元素的定性鉴定是很方便的。 光谱定性及定量分析 铁谱比较法 铁谱比较法 Modern Instrumental Analysis @ Tarim University 2009 * 概述 1 理论 2 原子发射光谱仪器 3 原子发射光谱的分析方法 4 原子发射光谱法的应用 5 原子发射光谱分析法的特点 (1)可对多元素同时检测 各元素同时发射各自的特征光谱 (2)灵敏度高 10～0.1?g?g-1(一般光源)；ng?g-1(ICP） (3)选择性高 各元素具有不同的特征光谱； (4)准确度较高 5%～10% (一般光源）； 1% (ICP) ； (5)样品量少、范围广 试样不需处理，1-2min内同时对几十种元素进行定量分析(光电直读仪)； 缺点：1.非金属元素不能检测或灵敏度低。 2.仪器设备较昂贵，难以普及推广 3.只能进行总量分析而不能进行形态分析 原子发射光谱法的发展历史 棱镜分光 牛顿 光谱定性分析 阿尔特 第一台用于光谱分 析的分光镜 基尔霍夫、本生 内标法 盖尔拉赫 1666 1854 1859 1926 根据仪器设备和检测手段不同，发射光谱可分为： 1．摄谱分析法 该法使用最为广泛。它采用感光板照相记录。将所拍摄的谱片，在映谱仪和测微光度计上进行定性和定量分析。因此，具有同时测定多种元素，灵敏，准确，光谱范围广等特点。但是，需要经过摄谱、暗室处理及谱线测量多种程序，分析速度受到限制。 2．光电直读光谱法 将元素特征的分析强度通过光电元件转换为电信号，以此测量被测元素的含量。该法具有分析速度快，同时测定多种元素含量的特点，适用于生产过程。 发射光谱分析的分类 3．火焰光度法 以火焰为光源进行试样原子化和激发，然后进行分光和检测。 适用于：碱金属及个别碱土金属元素的分析。 4. 原子荧光分析法 以光能为激发源的原子发射光谱法。 发射光谱分析的分类 原子发射光谱法是根据处于激发态的待测元素原子回到基态时发射的特征谱线对待测元素进行分析的方法。 原子发射光谱法包括了三个主要的过程，即：　 样品蒸发、形成气态原子、气态原子激发而产生光辐射；　 将光源发出的复合光经单色器分解成光谱；　 用检测器检测光谱中谱线的波长和强度。 由于待测元素原子的能级结构不同，因此发射谱线的特征不同，据此可对样品进行定性分析；而根据待测元素原子的浓度不同，因此发射强度不同，可实现元素的定量测定。 原子发射光谱法的基本原理 原子发射光谱的产生 在正常状态下，元素处于基态ground state，原子在受到热（火焰）或电（电火花）激发时，由基态跃迁到激发态excited state，在10-8S内返回到基态时，以光的形式释放出能量，发射出特征光谱（线状光谱，原子光谱） 原子的线光谱是元素的特征，不同元素具有不同的特征光谱． 被测元素特征谱线的有无(定性)，测定谱线的强度 (定量)。 特征辐射 基态元素M 激发态M* ?E 热能、电能 原子的能级与能级图 例如：钠原子，核外电子组成为： （1S）2（2S）2（2P）6（3S）1 此时光谱项为： 32S1/2 表示n=3 L=0 S=1/2 M=2 J=1/2, --------为基态光谱项。 32P3/2 n=3 L=1 S=1/2 J=3/2 32P1/2 n=3 L=1 S=-1/2 J=1/2 钠谱线：5889.96 ? 32S1/2----32P3/2