第2章 原子发射光谱法ppt课件.ppt

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1、第二章原子发射光谱法AtomicEmissionSpectrometry----AES2.1概述2.2原子发射光谱分析的理论基础2.3激发光源2.4光谱仪2.5光谱分析法2.6光谱定量分析的准确度、灵敏度与检出限2.7光电直读光谱分析2.8火焰光度法简介2.1.1AES基本原理利用原子或离子所发射的特征光谱的波长和强度来测定物质的组成、元素种类及其含量的方法称为AES。2.1概述原子发射光谱的产生在正常状态下，元素处于基态，元素在受到热（火焰）或电（电火花）激发时，由基态跃迁到激发态，返回到基态时，发射出特征光谱（线状光谱）。

2、特征辐射基态元素M激发态M*热能、电能E2.1概述2.1概述2.1概述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AES定性分析：根据元素最灵敏线的出现与否判断试样中是否存在该元素。AES半定量和定量分析：在一定条件下，元素的特征谱线的强度及检测到的数目是随元素在样品中的含量或浓度的变化而呈规律性变化的。2.1概述2.1.3AES的特点1、选择性好:各元素同时发射各自的特征光谱。2、检出限低:10～0.1gg-1(一般光源)；ngg-1(ICP）。3、精密度较高。4

3、、分析速度快:试样不需处理，同时对几十种元素进行定量分析。5、应用广泛:微量、痕量分析，常量分析。2.1概述特点：2.1概述局限性：1、受试样组成、基体效应的影响较大。2、不能确定物质存在的结构状态。3、对于一些非金属元素的检出限较低，高含量元素分析结果的精密度欠佳。2.1.2发射光谱分析发展简史1860年，光谱定性分析，克希霍夫（Kirchhoff）和本生（Bunsen）研制第一台用于光谱分析的分光镜，实现了光谱检验。1920年，光谱半定量分析，德格拉蒙特（DeGramont）1930年，光谱定量分析，罗马金（Schiebe

4、-Lomakin）和赛伯（Scherbe）20世纪60年代，光栅光谱仪电荷偶合器件（CCD）和电荷注入器件（CID）检测器的应用ICP光源的应用2.1概述2.2原子发射光谱分析的理论基础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原子发射光谱的特征：2.2.1原子光谱的产生1、单电子原子的光谱每条谱线的辐射都是由原子中的电子从一个高能级向一个低能级跃迁的结果。△E=E2-E1=h=hc/2.2原子发射光谱分析的理论基础E0E1E2E3能级2、多电子原子的光

5、谱多电子原子，电子能级多；若有足够的激发能，产生的谱线数目取决于原子内能级的数目。设总的能级数目为n个，在理论上发射的谱线条数应为n(n-1)/2。原子由激发态直接返回基态时所辐射的谱线---共振线；原子由第一激发态到基态的跃迁：第一共振线，主共振线，最灵敏线。2.2原子发射光谱分析的理论基础2.2原子发射光谱分析的理论基础结论：①原子能级不连续，原子光谱为线状光谱②不同元素原子结构不同，能级差不同，谱线波长不同（特征光谱）——定性分析。原子数目多，谱线强度大——定量分析。③同种元素的原子，原子能级很多，激发后可有不同方式跃迁

6、，得到一系列不同波长的光谱或光谱组，按一定顺序排列，强度比例一定。2.2.2原子的激发和电离1.原子的激发热激发电激发光激发激发电位：也称激发能，由基态跃迁至激发态所需能量，eV2.2原子发射光谱分析的理论基础2.自吸和自蚀自吸是处于低能态的原子吸收同种元素的原子所发射的光谱线所致。而严重的自吸现象成为自蚀。2.2原子发射光谱分析的理论基础谱线ab谱线的自吸不仅影响谱线强度，也影响谱线形状。3.原子的电离原子获得足够的能量(电离能)可产生电离。电离电位：也称电离能，原子获得足够能量发生电离所需能量，eV2.2原子发射光谱分析的

7、理论基础离子线：离子由第一激发态到基态的跃迁(离子发射的谱线)。原子谱线表：I表示原子发射的谱线；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；Mg：I285.21nm；II280.27nm；电离度：2.2原子发射光谱分析的理论基础随电离电位的减小和温度的增加而增大。电离度大，原子线少而弱，离子线较多较强；电离度小，原子线多，离子线少。2.2.3谱线强度1.谱线强度单位时间内从光源辐射出的某波长的光能的多少。设：Nj为处在能级为Ej的原子数Nji为由能级Ej跃迁到Ei的原子数，EjEi每一个光子的能量为：

8、=E=Ej-Ei=h2.2原子发射光谱分析的理论基础光强度（Aji:Ej能级上的原子向Ei跃迁的几率）在弧焰中，热力学平衡体系，基态原子、激发态原子处于平衡状态，N0、Nj处于平衡。2.2原子发射光谱分析的理论基础波尔兹曼分布规律：Nj、N0—分别为处于j能态和基态原子