第七章 原子发射光谱分析法ppt课件.ppt

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1、第七章原子发射光谱分析法第一节原子发射光谱分析基本原理第二节原子发射光谱分析仪器类型与结构流程第三节定性、定量分析方法第一节原子发射光谱分析基本原理一、原子发射光谱发展历程二、原子发射光谱的产生原理三、几个基本术语四、谱线强度五、谱线的自吸和自蚀第一节原子发射光谱分析基本原理一、原子发射光谱发展历程1.1826年，泰尔博建立原子特征谱线的概念，光谱化学分析的奠基人。“无论什么时候，只要在棱镜中观察到在火焰里有某一种颜色光线出现时，就有一定的化合物的存在。”2.1859年，基尔霍夫、本生研制第一台光谱仪，原子发射光谱进入定性分析阶段

2、。新元素镓、铯、氮在这一事期被发现。第一节原子发射光谱分析基本原理3.1920年，格拉赫提出了内标法，奠定了定量分析的基础。4.1930年，工作曲线法的提出使得光谱定量分析趋于完善。5.1931-1938年，出现了直流电弧光源、火花光源高压交流电弧。第一节原子发射光谱分析基本原理6.1945年，光电直读光谱仪。7.70年代，等离子体光源的出现，多元素同时分析，液体试样分析。第一节原子发射光谱分析基本原理正常状态下，原子的核外电子一般处在基态运动，当获取足够的能量后，就会从基态跃迁到激发态，处于激发态不稳定（寿命小于10-8s），迅

3、速回到基态时，就要释放出多余的能量，若以光的形式释放能量，既得到发射光谱。第一节原子发射光谱分析基本原理二、原子发射光谱的产生原理特征辐射基态元素A激发态A*热能、电能E激发态寿命小于10-8s吸收发射第一节原子发射光谱分析基本原理必须明确如下几个问题：1.原子外层电子能量分布量子化，△E不连续,λ或ν不连续------线光谱。2.同一原子中，电子能级多，在不同能级间跃迁，△E不同，可发射许多不同λ或ν的辐射线------多谱线。不是任何能级之间都能发生跃迁，跃迁要遵循“光谱选律”。第一节原子发射光谱分析基本原理3.不同元素的原

4、子具有不同的能级构成，△E不一样，所以λ或ν也不同，各种元素都有其特征的光谱线------定性分析。4.元素特征谱线强度与分析试样中该元素的含量有确定的关系，所以可通过测定谱线的强度确定元素在分析试样中的含量------定量分析。第一节原子发射光谱分析基本原理三、几个基本术语1.共振线：原子中外层电子从基态被激发到激发态后，由该激发态跃迁回基态所发射出来的辐射线。2.第一共振线：由最低激发态（第一激发态）回基态所发射的辐射线，通常把第一共振线称为共振线。第一节原子发射光谱分析基本原理3.原子线:由原子外层电子被激发到高能态后跃迁回

5、基态或较低能态所发射的谱线，在谱线表图中用罗马字“Ⅰ”表示。4.离子线:离子也可能被激发，其外层电子跃迁也发射光谱，称为离子线。Ⅱ：表示一次电离离子发射的谱线；Ⅲ：表示二次电离离子发射的谱线。第一节原子发射光谱分析基本原理四、谱线强度在高能级Em和低能级Ek两能级间跃迁，谱线强度可表示为：Nm：高能级上的原子总数;Amk：两个能级间的跃迁几率；h:Plank常数；mk:发射谱线的频率。第一节原子发射光谱分析基本原理在热力学平衡时，各能级上原子分布遵守玻耳兹曼分布定律：基态原子Ek=E0=0gm、g0:激发态与基态的统计权重；k:

6、玻耳兹曼常数；T:激发温度。第一节原子发射光谱分析基本原理-------定量分析基础一定条件下，第一节原子发射光谱分析基本原理影响谱线强度的因素：（1）内部因素：谱线的统计全重，跃迁几率，激发能等；（2）外部因素：主要表现为激发温度。激发温度越高，强度越大。但激发温度高，又会引起原子的电离，影响原子线的强度。第一节原子发射光谱分析基本原理五、谱线的自吸和自蚀等离子体：以气态形式存在的包含分子、离子、电子等粒子的整体电中性集合体。激发源中的等离子体有一定的体积，温度及原子浓度在其各部位分布不均匀。中心区域：温度高、激发态的原子多；边

7、缘区域：温度低、基态或较低能态的原子较多。第一节原子发射光谱分析基本原理自吸（r）：位于中心的激发态原子发射的辐射被边缘的同种基态原子吸收，使辐射强度降低的现象。自蚀（R）：元素浓度低时，不出现自吸。随浓度增加，自吸越严重，当浓度达到一定值时，谱线中心完全吸收，如同出现两条线。第一节原子发射光谱分析基本原理由于发射谱线的宽度比吸收谱线的宽度，自吸对谱线中心处的强度影响较大。b≈1：无自吸；b<1：自吸增强；b≈0:严重自蚀。第二节原子发射光谱仪结构流程一、结构流程二、光源三、分光系统四、进样系统五、检测器第二节原子发射光谱仪结构流

8、程激发源(光源)单色器检测器数据处理与显示全谱直读等离子体发射光谱仪一、结构流程第二节原子发射光谱仪结构流程原子发射光谱分析的三个主要过程:1.样品蒸发、原子化，原子激发并产生光辐射；2.分光，形成按波长顺序排列的光谱；3.检测光谱中谱线的波长和强