光谱分析法ppt课件.ppt

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1、§17.3光谱分析法17.3.1引言●光　一种电磁波或电磁辐射。电磁波是广义的光图片IR_2●光学分析法　建立在物质光学光谱性质上的分析方法1.光谱及光谱分析法●光谱法的发展史　1858～1859年间，德国化学家本生和物理学家基尔霍夫奠定了一种新的化学分析方法—光谱分析法的基础。他2人被公认为光谱分析法的创始人●光谱法的应用　开创了化学和分析化学的新纪元：不少化学元素通过光谱分析发现；已广泛地用于地质、冶金、石油、化工、农业、医药、生物化学、环境保护等许多方面：是常用的灵敏、快速、准确的近代仪器分析方法之一7/27/20211●电磁波的划分（1）按波长区域不同远红外光谱，红外

2、光谱，可见光谱，紫外光谱，远紫外光谱（真空紫外光谱）（2）按光谱的形态不同线状光谱，带状光谱，连续光谱（3）按产生光谱的物质类型不同原子光谱，分子光谱，固体光谱（4）按产生光谱的方式不同发射光谱，吸收光谱，散射光谱（5）按激发光源的不同火焰光谱，闪光光谱，激光光谱，等离子体光谱等7/27/20212波谱区名称波长范围跃迁能级类型分析方法射线0.005nm~0.14nm原子核能级放射化学分析法X射线0.001nm~10nm内层电子能级X射线光谱法光学光谱区远紫外光10nm~200nm价电子或成键电子能级真空紫外光度法近紫外光200nm~400nm价电子或成键电子能级紫外分光光

3、度法可见光400nm~7560nm价电子或成键电子能级比色法、可见分光光度法近红外光0.756mm~2.5mm分子振动能级近红外光谱法中红外光2.5mm~50mm原子振动/分子转动能级中红外光诸谱法远红外光50mm~1000mm分子转动、晶格振动能级远红外光清谱法微波0.1cm~100cm电子自旋、分子转动能级微波光谱法射频(无线电波)1m~1000m磁场中核自旋能级核磁共振光谱法7/27/202132.光谱分析法的特点（1）分析速度较快原子发射光谱用于炼钢炉前的分析，可在l～2分钟内，同时给出二十多种元素的分析结果（2）操作简便有些样品不经任何化学处理，即可直接进行光谱分析

4、，采用计算机技术，有时只需按一下键盘即可自动进行分析、数据处理和打印出分析结果。在毒剂报警、大气污染检测等方面，采用分子光谱法遥测，不需采集样品，在数秒钟内，便可发出警报或检测出污染程度（3）不需纯样品只需利用已知谱图，即可进行光谱定性分析。这是光谱分析一个十分突出的优点（4）可同时测定多种元素或化合物省去复杂的分离操作7/27/20214（5）选择性好可测定化学性质相近的元素和化合物。如测定铌、钽、锆、铪和混合稀土氧化物，它们的谱线可分开而不受干扰，成为分析这些化合物的得力工具（6）灵敏度高可利用光谱法进行痕量分析。目前，相对灵敏度可达到千万分之一至十亿分之一，绝对灵敏度可

5、达10-8g~10-9g（7）样品损坏少可用于古物以及刑事侦察等领域随着新技术的采用（如应用等离子体光源），定量分析的线性范围变宽，使高低含量不同的元素可同时测定。还可以进行微区分析●局限性光谱定量分析建立在相对比较的基础上，必须有一套标准样品作为基准，而且要求标准样品的组成和结构状态应与被分析的样品基本一致，这常常比较困难7/27/2021517.3.3原子吸收光谱分析法（1955，澳大利亚，瓦尔西）1.基本原理原子吸收光谱法，又称为原子吸收分光光度法●原理物质产生的原子蒸气对特定谱线（待测元素的特征谱线）的吸收作用进行分析，根据特征谱线强度减弱的程度可求出待测元素的含量●

6、与发射光谱的关系是互相联系的两种相反的过程。原子发射光谱是原子由激发态回到基态时产生的原子发射光谱线。原子由基态跃迁到激发态时要吸收能量，产生原子吸收光谱线7/27/20216●共振吸收线使电于子从基态跃迁到第一激发态时产生的吸收线，简称共振线。不同元素，共振线不同，是元素的特征谱线。它易产生，是最灵敏线。原子吸收光谱利用处于基态的待测元素原子蒸气对共振线或其他分析线吸收的程度进行定量分析●分析的原理——一定波长λ和强度I0的光通过某元素的原子蒸气时，若辐射波长的能量等于原子由基态跃迁到激发态所需能量，蒸气吸收辐射的光能，产生原子吸收光谱(定性)。元素浓度越大，吸收的光能越多

7、(定量)。例，镁灯的285.2nm线。若透射光强度为I1，测量气态原子对特定波长的辐射吸收强度(I0/I1)，就可确定该元素的浓度（含量）——假定光源理想，无中心波长位移，实验条件稳定，可导出比耳定律7/27/20217式中，A——吸光度K——常数——意义该式是原子吸收光谱定量分析的基本关系式：吸光度（absorbance）A与样品中某元素的含量C呈线性关系。通过一组已知浓度的标准样品，做出A与C之间的工作曲线。在同样条件下，测量未知物的吸光度后，利用工作曲线就可求得未知物的浓度Cx7/27/20218