第六章--原子发射光谱法课件.ppt

第六章 原子发射光谱法 atomic emission spectrometry,AES 目 录 第一节 概述 一、原子发射光谱的产生 三.谱线的自吸与自蚀 一.激发光源 作用：提供稳定，重现性好的能量，使试样中的被测元素蒸发、解离、原子化和激发，产生电子跃迁，发生光辐射 要求：具有足够的蒸发、解离、原子化和激发能力；灵敏度高，稳定性好，光谱背景小；结构简单，操作方便，使用安全 常用光源：电弧（直流，交流），电火花，等离子体光源（ICP），激光等 发射光谱的产生 低压交流电弧 工作原理 特点： 　高压火花 特点 ICP-AES的结构流程 ICP-AES 原理 ICP-AES 特点 三、检测器 在原子发射光谱法中，常用的检测方法有：目视法、摄谱法和光电法。 第四节 定性和定量分析方法 一、 光谱定性分析 二、 光谱定量分析 三、特点与应用 2. 应用 等离子体光源（plasma） 这是目前最重要、应用最广泛的激发光源。 最常用的等离子体光源是直流等离子焰（DCP）、电感耦合等离子炬（ICP）、容耦微波等离子炬（CMP）和微波诱导等离子体（MIP）等。 主要部分： 1. 高频发生器 自激式高频发生器，用于中、低档仪器； 晶体控制高频发生器，输出功率和频率稳定性高，可利用同轴电缆远距离传送。 2. 等离子体炬管 三层同心石英玻璃管 3. 试样雾化器 4. 光谱系统 当高频发生器接通电源后，高频电流I通过感应线圈产生交变磁场(绿色)。 开始时，管内为Ar气，不导电，需要用高压电火花触发，使气体电离后，在高频交流电场的作用下，带电粒子高速运动，碰撞，形成“雪崩”式放电，产生等离子体气流。在垂直于磁场方向将产生感应电流（涡电流，粉色），其电阻很小，电流很大(数百安)，产生高温。又将气体加热、电离，在管口形成稳定的等离子体焰炬。 (1)温度高，惰性气氛，原子化条件好，有利于难熔化合物的分解和元素激发，有很高的灵敏度和稳定性； (2)“趋肤效应”，涡电流在外表面处密度大，使表面温度高，轴心温度低，中心通道进样对等离子的稳定性影响小。也有效消除自吸现象，线性范围宽（4～5个数量级）； (3) ICP中电子密度大，碱金属电离造成的影响小； (4) Ar气体产生的背景干扰小； (5) 无电极放电，无电极污染； ICP焰炬外型像火焰，但不是化学燃烧火焰，而是气体放电 缺点：对非金属测定的灵敏度低，仪器昂贵，操作费用高。 二.光路 1. 目视法 用眼睛来观测谱线强度的方法称为目视法（看谱法）。这种方法仅适用于可见光波段。常用的仪器为看谱镜。看谱镜是一种小型的光谱仪，专门用于钢铁及有色金属的半定量分析。 2. 摄谱法 摄谱法是用感光板记录光谱。将光谱感光板置于摄谱仪焦面上，接受被分析试样的光谱作用而感光，再经过显影、定影等过程后，制得光谱底片，其上有许多黑度不同的光谱线。然后用映谱仪观察谱线位置及大致强度，进行光谱定性及半定量分析。用测微光度计测量谱线的黑度，进行光谱定量分析。 3.光电法 光电法用光电倍增管检测谱线强度。 电感偶合等离子体发射光谱仪（ICP-OES） 元素不同→电子结构不同→光谱不同→特征光谱 1. 元素的分析线、最后线、灵敏线 分析线：复杂元素的谱线可能多至数千条，只选择其中几条特征谱线检验，称其为分析线； 最后线：浓度逐渐减小，谱线强度减小，最后消失的谱线； 灵敏线：最易激发的能级所产生的谱线，每种元素都有一条或几条谱线最强的线，即灵敏线。最后线也是最灵敏线； 共振线：由第一激发态回到基态所产生的谱线；通常也是最灵敏线、最后线； 2. 定性方法 标准光谱比较法： 最常用的方法，以铁谱作为标准(波长标尺)；为什么选铁谱？ 为什么选铁谱？ （1）谱线多：在210～660nm范围内有数千条谱线； （2）谱线间距离分配均匀：容易对比，适用面广； （3）定位准确：已准确测量了铁谱每一条谱线的波长。 标准谱图：将其他元素的分析线标记在铁谱上，铁谱起到标尺的作用。 谱线检查：将试样与纯铁在完全相同条件下摄谱，将两谱片在映谱器(放大器)上对齐、放大20倍，检查待测元素的分析线是否存在，并与标准谱图对比确定。可同时进行多元素测定。 * * 第一节 概述 第二节 原子发射的基本原理 第三节 原子发射光谱仪 第四节 定性和定量分析方法 一、原子发射光谱法的定义 原子发射光谱分析法（atomic emission spectroscopy ，