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光谱分析法 分类： 原子光谱分析法 分子光谱分析法 定义：基于物质与辐射能作用时，分子发生能级跃迁而产生发射、吸收或散射的波长或强度等信号变化进行分析的方法。 原子光谱分析法 原子吸收光谱法（AAS） 定义：基于试样蒸气相 中待测元素的基态原子对光源发出的该原子的特征谱线的吸收作用来进行元素定量分析的方法。 原理：待测试样气化——光源发射特征谱线——气相基态原子吸收——该元素的定量分析 待测物质 光源 （对原子产生 光吸收） 检测器 定量 原子 入（定性） A-c 原子吸收光谱仪的基本构造 光源 原子化器 单色器 检测器 转换装置 显示、纪录系统 火焰原子化器（包括雾化器、雾化室和燃烧器三部分） 石墨炉原子化器（包括电源、保护系统、石墨管三部分） 入射和出射狭缝、反射镜和色散元件 （空心阴极灯）锐线光源 定性分析：分析线(波长) 定量分析：吸光度A与浓度C作图 a.标准曲线法 b.工作曲线法 c.标准加入法 标准加入法 测定项目 火焰原子吸收法（硫酸盐、金属镉、铜、铁、锰、 铅、 锌、钠、钙、镁等 ） 石墨炉原子吸收法（金属铍、镉、铜、铅等 ） 优点：灵敏度高、干扰小，选择性好 、测量元素广、试样用量少、分析速度快 缺点：不能实现多元素同时测定、难以测定非金属及难熔元素等 原子发射光谱法（AES） 原理：在正常情况下，元素处于基态，元素在受到热（火焰）或电（电火花）激发时，由基态跃迁到激发态，返回到基态时，发射出特征光谱（线状光谱），根据所得光谱就能够进行定性鉴定或定量分析。 基态元素M 激发态M* ?E 热能、电能 特征辐射 定量分析依据：元素不同→电子结构不同→光谱不同→特征光谱 原子发射光谱仪的基本构造 光源 分光系统 进样系统 检测器 直流电弧、低压交流电弧、高压电火花 主要是 棱镜、光栅 固体进样：电弧、电火花光源、石墨对电极 液体进样：等离子体光源、 雾化器 光电倍增管、阵列检测器 等离子体焰炬 直流等离子体喷焰（DCP） 微波诱导等离子体 (MIP) 电感耦合等离子体（由ICP 高频发生器+ 炬管 + 样品引入系统组成） 炬管通入氩气（分三层）：外管作冷却气、中管作辅助气、内管作载气 定性分析方法：标准试样比较法、铁谱比较法 定量分析方法： a.内标法 R=I/I0=Acb ,lgR=blgc+lgA 以lgR对应lgc作图 b.校准曲线法 c.标准加入法 标准加入法 测定项目 砷、金属（铍、镉、铁、铜、锰、镍、铅、锌、钾、钠、钙、镁等） 优点：多元素同时测定、分析速度快、选择性高、检出限低、样品消耗少等 缺点：只用于元素分析，不能进行形态结构的测定；不能用以分析有机物及大部分非金属元素 分析线强度I与浓度C作图 原子荧光光谱法（AFS） 定义：通过测定待测原子蒸气在辐射能激发下发射的荧光强度来定量分析的方法。 原理：当气态自由原子受到强的特征辐射时，原子的外层电子由基态跃迁到激发态，在极短的时间内，再由激发态跃迁返回基态或较低能级时，辐射出与吸收波长相同或不同的荧光，即为原子荧光。原子荧光属于光致发光，属于二次发光。 共振荧光 非共振荧光 敏化荧光 多光子荧光 直跃线荧光 阶跃线荧光 反-stokes荧光 原子荧光光谱 强度最大 原子荧光光谱仪的基本构造 激发光源 原子化器 单色器 检测器 信号处理系统 脉冲式空心阴极灯、高强度空心阴极灯（提供足够强的辐射强度）、 无极放电灯（分析易挥发元素如铋、砷、镓、汞、锑、硒等） 激发光源 色散型：光栅、 非色散型：滤光器 光电倍增管、 日盲光电倍增管 火焰原子化器 电热原子化器 电感耦合等离子体原子化器 低温原子化法 定性分析：特征波长定量分析：If=KC 原子荧光强度I与浓度C作图 测定项目：砷、汞、硒 优点：谱线简单、检出限低、可同时进行多元素分析、 可以用连续光源、线性范围宽 缺点：较高浓度时易产生自吸、存在荧光猝灭效应和散射光干扰、易产生化学干扰 冷原子吸收法（测定汞元素） 原理：在亚锡离子的还原作用下，产生Hg原子蒸气进行测定，元素汞在室温下，不加热的条件下，就可挥发成汞蒸气，并对波长253.7nm的紫外线具有强烈的吸收作用。 Hg原子蒸气 室温 Sn2+还原 待测物质 入（253.7nm） 光源 (低压汞灯） A-c 检测器 （光电倍增管） 测汞仪的主要组成部件 光源：低压汞灯 单色器：紫外滤光片 参比池 吸收池 检测器：光电倍增管 信号显示系统 定性分析：汞原子的特征波长定量分析：A=KLC(遵循朗伯-比尔定律)