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第五章 原子发射光谱法 原子发射光谱的波长取决于跃迁前后两能级的能量差，即 ΔE = E*-E = hc/ λ= h? =hc? 或λ= hc/ ΔE 不同的元素其原子结构不同，原子的能级状态不同，电子在不同能级间跃迁所放出的能量不同，原子发射谱线的波长不同 同一种元素有许多条发射谱线，最简单的H已发现谱线54条，Fe元素谱线4~5千条，每种元素有特征谱线——定性分析的依据 二、谱线强度 spectrum line intensity 谱线强度 二、光谱仪(摄谱仪) spectrophotometer 1. 摄谱仪光路图 2. 摄谱仪的观察装置 三. 检测系统 将原子的发射光谱记录或检测下来 常用的检测方法有：目视法，摄谱法和光电法三种 （一）目视法 用眼睛来观察谱线强度的方法称为看谱法，这种方法仅适用于可见光波段，常用的仪器叫看谱镜。专用于钢铁及有色金属的半定量分析 （二）摄谱法 把经过分光系统分光后得到的光照在感光板上，感光板感光、显影、定影、得到许多距离不等、黑度不同的光谱线 在映谱仪上观察谱线的位置及大致强度，进行光谱定性、半定量分析 在测微光度计上测量谱线强（黑）度进行光谱定量分析 （1）感光板与谱线黑度 感光板受光变黑程度常用黑度S表示——主要取决于曝光量H，曝光量等于感光时间t与光的强度I的乘积 H = It 受光强度越大，曝光时间越长，则黑度越大 摄谱法的优点 ① 可同时记录整个波长范围的谱线 ② 分辨能力强 ③ 可用增加曝光时间的方法来增加谱线的黑度 （三）光电检测系统 § 5-4 光谱定性分析 一．光谱定性分析 原子发射光谱法是理想的、快速的定性方法，可测70多种元素 （一）光谱定性分析的原理 各种元素的原子结构不同，在激发光源的作用下，得到的特征光谱不同。 有些元素的光谱比较简单，有些元素的光谱比较复杂。在元素光谱定性分析时，并不要求对元素的每条谱线都进行鉴别，一般只要在试样光谱找出待测元素的2-3条元素的灵敏线，就可以确定试样中存在该元素。 ? 定性依据：元素不同→电子结构不同→光谱不同→特征光谱 灵敏线 灵敏线——有一定强度， 能标记某元素存在的特征谱线（最易激发或激发能较低的谱线—主共振线） 主共振线的激发能越低，产生的谱线波长越长，灵敏 线大都在长波区—可见、近红外区，如：碱金属 主共振线的激发能越高，产生的谱线波长越短，灵 敏线大都在远紫外区，如：非金属及惰性金属 主共振线的激发能中等，产生的谱线在中波区—近 紫外、可见区大部分金属及部分非金属。 最后线 当元素浓度稀释到一定程度时，坚持到最后的谱线 谱线强度与试样中元素的含量有关，当元素的含量减少时，其谱线数目亦相应减少，随着元素含量减少而最后消失的谱线称为该元素的最后线。最后线往往就是元素的灵敏线，即元素的主共振线。但是，当试样中元素含量较高时，由于产生谱线自吸现象，元素的最后线往往不是最灵敏线 （二）光谱定性分析的方法 原子发射光谱定性分析一般采用摄谱法。 按照分析目的和要求不同，可分为制定元素分析和全部组分元素分析两种。 目前确认谱线最常用的方法有标准光谱图比较法和标准试样光谱比较法。 （二）光谱定性分析的方法 1．标准试样光谱比较法 如果只定性分析少数几种指定元素，同时这几种元素的纯物质又比较容易得到时，采用该方法识谱比较方便。。 （三）光谱定性分析工作条件的选择 1．光谱仪 一般选用色散率较大的中型摄谱仪。对光谱线复杂、谱线干扰严重，如稀土元素等，可采用色散率大的大型摄谱仪。 2．激发光源 根据试样和分析目的进行选择 定性分析——直流电弧电极头温度高，有利于试样蒸发，绝对灵敏度高。电流强度，一般在5~20A。 3．感光板及曝光时间的选择 定性分析——一般采用灵敏度高的紫外Ⅱ型感光板。曝光时间适当 4. 狭缝 为了减少谱线的重叠干扰和提高分辨率，摄谱时狭缝宜小一些，5~7 ?m为宜 二、光谱半定量分析 在实际工作中常常需对试样中组成元素的含量作粗略估计。在钢材、合金的分类，矿石品级的评定以及在光谱定性分析中，除需要给出试样中存在那些元素外，还需要给出元素的大致含量。这时可用半定量分析法快速、简便的解决问题。 半定量分析法的准确度较差。 光谱半定量分析的依据是：谱线的强度和谱线的出现情况与元素含量有关 常用的半定量分析法是谱线呈现法、谱线强度比较法、均称线对法。 (一)谱线呈现法又称为显现法 谱线的数目随着元素含量的增加，灵敏线、次灵敏线和其它较弱的谱线也会依次出现，预先配制一系列浓度不同的标样，在一定