分析化学仪器分析部分

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1、3.1概述AES定义：根据待测物质的气态原子被激发时所发射的特征线状光谱的波长和强度来测定物质的元素组成和含量的分析技术。AES分析过程试样蒸发、分解、激发产生辐射辐射经色散形成光谱检测记录光谱根据光谱进行定性、定量分析3原子发射光谱法1)灵敏度、准确度高、选择性好：一般可达0.1－10ppm，经富集可达ppb.RSD一般为10％，ICP光源RSD小于1％。几十种元素可同时测定（Co,Ni等）2)广谱性：可直接分析固、液和气体样品（70多种元素），3)操作简便，分析速度快，用量少。4)AES属相对分析法，需要一套标准样品。而且标准样品不易配制、且组成易变化

2、。5）只能用于组成测定，而不能给出结构、价态等信息6)对一些非金属元素灵敏度较低。AES的特点3.2.2原子发射光谱的产生及特征：原子光谱发射光谱紫外可见光谱△E＝1.7－6.2eV对应波长200－750nm线状光谱量子化能级对应线状光谱特定元素具有特定结构、特定光谱项，对应特征光谱，谱线波长是定性分析的基础。原子发射光谱产生条件：原子处于气态基态原子在外能（激发电位）作用下转变为激发态激发态原子经过10-8－10-9秒回落到基态或较低能级，以辐射的形式释放出多余的能量而形成发射光谱。原子发射光谱的特征：3.2.3原子光谱的强度激发态原子数服从Boltzma

3、n公式：Nj=N0(Pj/P0)e-Ej/kTP能级的统计权重（相同能级的数目）Ej激发电位即一个外层电子从基态跃迁至激发态所需要的能量。Ij0=Aj0Njhj0Aj0为自发发射跃迁几率Ij0＝Aj0hj0N0(Pj/P0)e-Ej/kT影响谱线强度的因素：跃迁几率Aj0、电磁辐射频率j0、激发态、基态的统计权重Pj、P0、激发电位Ej、激发温度T、待测元素的原子数、谱线的自吸和自蚀温度对谱线强度的影响最佳温度IjiTCa（I）Ti（I）Ca（II）离子线原子线谱线强度与试样中元素浓度的关系Ij0＝Aj0hj0N0(Pj/P0)e-Ej/kT=Aj0

4、hj0kC(Pj/P0)e-Ej/kT=aC考虑到自吸收：Ij0＝aCb光谱定量分析的基本关系式（赛伯－罗马金公式），其中b称为自吸收系数电极光原子电极样品自吸收：在原子发射光谱中，处于弧心较高温度的原子发射出的电磁辐射被较低温度的同种元素的原子所吸收，而使谱线强度减弱的现象I无自吸收自吸收自蚀电极光原子电极样品弧层厚度b3.3AES的主要仪器设备3.3.1激发光源-提供样品蒸发、分解、激发所需能量单道扫描光谱仪动画激发光源样品分光系统检测记录系统1直流电弧原理：气体放电（图3.4）分析特性：设备简单，不用高压，操作安全；阳极蒸发温度高，灵敏度高因而适用

5、于定性分析弧焰不稳定，且易受样品基体的影响，因而重现性差。再加上易产生自吸或自蚀，故不适合定量分析。热电子正粒子阴极阳极2低压交流电弧原理：气体放电（见图3－4）分析特性：激发温度较高，放电稳定性较好，适用于低含量元素的定量分析。3高压火花原理：气体放电（见图3－4）分析特性：电极间电压高，不安全，设备复杂击穿面积小，时间短，电极热效应小，故蒸发温度低，适用于低熔点物质的测定光源稳定，重现性好。激发能量高，谱线主要为离子线，适用于难激发元素的分析。4电感耦合等离子炬（ICP）原理：等离子体：电离度大于0.1％、正负电荷相等的电离气体高频感应涡流加热（见

6、图）分析特性：蒸发、激发温度高（4000－7000）重现性好基体效应、自吸或自蚀效应小光谱背景小。光源的选择：分析元素的性质和含量分析任务（定性、定量）客观条件见表3-13.3.2分光系统（单色器）－－将样品激发态原子的辐射色散成光谱1棱镜材料：玻璃可见光石英紫外光岩盐、氟石红外光分光原理：科希公式：n=A+B/2偏向角（）、顶角（）底边边长（b）b色散率：角色散率（d/d):波长相差d的两光线色散后分开的角度线色散率（dl/d)倒线色散率（d/dl):单位距离上两波长之差d/d=2msin(/2)/(1-n2sin2(/2)

7、)1/2•(dn/d)其中m棱镜数目，n材料折射率，棱镜顶角。M、、n、dn/d越大，d/d越大Dl/d=f/sin•d/d其中f为物镜焦距，光轴与感光板之间的夹角。分辨率R＝/=mbdn/d△是根据瑞利准则恰能分辨的两条谱线的波长差。？某光谱仪在300nm附近的分辨率为104，它能否分开300.23和300.25nm的两条谱线?R=300.24/0.02=15012104，不能分开。棱镜的非均匀光谱Dl/d正比于dn/d,而dn/d＝－2B/3400500600700800nm2光栅特点：更高的分辨率和色散率工

8、作波长范围宽（紫外、可见、红外）匀排光谱材料和结构：