原子发射光谱分析课件.ppt

《原子发射光谱分析课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第二章原子发射光谱AtomicEmissionSpectroscopy（AES）第一节光学分析法概述一、电磁波的种类波长λ5×10-3～0.10.1～1010～200200～400名称γ射线x射线远紫外光近紫外光波长λ400～750750～1.0×1061.0×106～1.0×1091.0×109～1.0×1012名称可见光红外光微波无线电波二、光学分析分类１．光谱法光谱法是基于物质与辐射能作用时，测量由物质内部发生量子化的能级之间的跃迁而产生的发射、吸收或散射辐射的波长和强度进行分析的方法。它又可分为吸收光谱法、发射光谱法、

2、散射光谱法三种。⑴吸收光谱法：它是利用物质吸收光后所产生的吸收光谱来进行分析的方法。⑵发射光谱法：物质中的粒子用一定的能量（如光、电、热等）激发到高能级后，当跃迁回低能级时，便产生出特征的发射光谱，利用此发射光谱进行的分析的方法。⑶散射光谱法：利用物质对光的散射来进行分析的方法。２．非光谱法非光谱法是基于物质与辐射相互作用时，测量辐射的某些性质，如折射、散射、干涉、衍射、偏振等变化的分析方法。主要有折射法和旋光法。三、几个概念激发电位（或激发能）：原子由基态跃迁到激发态时所需要的能量。主共振线：具有最低激发电位的谱线叫主共振线

3、。主共振线一般是由最低激发态回到基态时发射的谱线。原子线：原子外层电子的跃迁所发射的谱线，以I表示,如MgⅠ285.21nm为原子线。离子线：离子的外层电子跃迁—离子线。以II，III，IV等表示。如MgⅡ280.27nm为一次电离离子线。第二节原子发射光谱分析原子发射光谱分析利用物质在被外能激发后所产生的原子发射光谱来测定物质的化学组成的一种分析方法。一、原子发射光谱的产生⒈原子能级与能级图（以钠原子为例）原子由激发态回到基态（或跃迁到较低能级）时，若此以光的形式放出能量，就得到了发射光谱。其谱线的波长决定于跃迁时的两个能级

4、的能量差，即：⒉原子发射光谱的产生△E=E2－E1=hc/λ=hr或λ=hc/△E式中：E2－为较高能级的能量E1－较低能级的能量λ－谱线的波长ν－谱线的频率c－光速（3×1010cm/s）h－普朗克常数（6.626×10-34J·s）⒈等离子体：宏观上是中性的电离的气体，称为等离子体。二、谱线的自吸和自蚀⒉自吸:由弧焰中心发射出来的辐射光，被外围的基态原子所吸收，从而降低了谱线的强度。此现象叫自吸。⒊自蚀：自吸严重时，中心部分的谱线将被吸收很多，从而使原来的一条谱线分裂成两条谱线，这个现象叫自蚀。对于自吸和自蚀可用下图表示：

5、三、特点⑴相当高的灵敏度；⑵有较好的选择性；⑶准确度较高；⑷能同时测定多种元素，分析速度快；⑸用样量少；⑹高含量分析的准确度较差；⑺一些非金属元素，如P、Se、Te等，由于其激发电位高，灵敏度较低。第三节光谱分析仪器进行光谱分析的仪器设备主要由光源、分光系统（光谱仪）、检测系统三部分组成。一、光源光源的作用:蒸发、解离、原子化、激发、跃迁。光源的影响：检出限、精密度和准确度。光源的类型：直流电弧、交流电弧、电火花及电感耦合高频等离子体（ICP）。㈠直流电弧VAELG220~380V5~30AR⒈框图电源E为直流电，供电电压为2

6、20～380V，电流为5～30A。可变电阻R的作用为稳定与调节电流的大小，电感L用以减小电流的波动。G为分析间隙（或放电间隙），一般采用一对碳电极。⒉直流电弧引燃方法一种是接通电源后，使上下电极接触短路并拉开数毫米距离即可点燃电弧；另一种是高频引燃。引燃后阴极产生热电子发射，在电场作用下电子高速通过分析间隙射向阳极。在分析间隙里，电子又会和分子、原子、离子等碰撞，使气体电离。电离产生的阳离子高速射向阴极，又会引起阴极二次电子发射，同时也可使气体电离。这样反复进行，电流持续，电弧不灭。⒊发射光谱的产生：由于电子的轰击，阳极表面白

7、热，产生亮点形成“阳极斑点”。阳极斑点温度高，可达4000K（石墨电极），因此通常将试样置于阳极，在此高温下使试样蒸发、原子化。在弧柱内原子与分子、原子、离子、电子等碰撞，被激发而发射光谱。阴极温度在3000K以下，也形成“阴极斑点”。⒋直流电弧特点⑴直流电弧的优点是设备安全、简单，应用广泛。⑵由于持续放电电极头温度高，蒸发能力强，试样进入放电间隙的量多，绝对灵敏度高，适用于定性分析；⑶同时适用于矿石、矿物等难熔样品及稀士、铌、钽、锆、铪等难熔元素的定量分析。⑷可激发近70种元素。⑸电弧不稳定、易飘移，因此重现性较差；弧层较厚

8、，自吸现象较严重；试样消耗量大。㈡交流电弧：高频高压引燃、低压放电⒈框图电源经变压器T1升至3000V左右，使C1充电到放电盘G1的击穿电压时，在回路中产生高频振荡，经高频空芯变压器T2升至10kV，将G2放电间隙击穿，引燃电弧。引燃后，低压电路便沿着导电的气体通道产生电弧放