第五章-原子發(fā)射光譜法課件

第五章原子發(fā)射光譜法AtomicEmissionSpectroscopy(AES)1第五章原子發(fā)射光譜法AtomicEmissionSpeAtomicEmissionSpectroscopy

Introduction

ElementaryTheoryInstrumentation

ApplicationsExperimentalpreliminaries

2AtomicEmissionSpectroscopyIIntroduction

WhatisAES?

Advantagesanddisadvantages3IntroductionWhatisAES?Adv二、什么是原子發(fā)射光譜法WhatisAES?氣態(tài)原子或離子吸收能量，核外電子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，由于電子處于能量較高的激發(fā)態(tài)，原子不穩(wěn)定，經(jīng)過10-8s的時(shí)間，電子就會從高能量狀態(tài)返回低能量狀態(tài)，下降的這部分能量以電磁輻射既光的形式釋放出來，產(chǎn)生一定波長的光譜。依據(jù)所發(fā)射的特征光譜的波長和強(qiáng)度可以進(jìn)行元素的定性與定量分析。4二、什么是原子發(fā)射光譜法WhatisAES?氣態(tài)原子二、什么是原子發(fā)射光譜法WhatisAES?氣態(tài)原子或離子---如何獲得能量---

如何提供從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)---

有何規(guī)律波長——由什么因素決定強(qiáng)度——

如何測量定性與定量分析——方法5二、什么是原子發(fā)射光譜法WhatisAES?氣態(tài)原子Advantagesanddisadvantages1、選擇性好2、檢出限低（0.1μg/g)3、準(zhǔn)確度高（５％－２０％)4、分析速度快5、應(yīng)用廣泛優(yōu)點(diǎn)6Advantagesanddisadvantages1、Advantagesanddisadvantages1、是相對分析法，需要標(biāo)準(zhǔn)樣進(jìn)行對照2、只能測元素濃度，不能測元素存在形態(tài)3、對一些非金屬，因?yàn)镈L很低無法分析不足7Advantagesanddisadvantages1、ElementaryTheory

原子結(jié)構(gòu)及原子光譜的產(chǎn)生

原子的激發(fā)和電離

譜線強(qiáng)度8ElementaryTheory原子結(jié)構(gòu)及原子光譜的產(chǎn)生原子結(jié)構(gòu)及原子光譜的產(chǎn)生1.原子結(jié)構(gòu)

原子由原子核和核外電子組成電子具有一定能量且按能量高低分布電子能量高低與其在核外運(yùn)動狀態(tài)有關(guān)9原子結(jié)構(gòu)及原子光譜的產(chǎn)生1.原子結(jié)構(gòu)原子由原子核和核外電原子結(jié)構(gòu)及原子光譜的產(chǎn)生

用量子理論描述每個電子的運(yùn)動狀態(tài)1）主量子數(shù)nn=1，2，3，4…電子層2）角量子數(shù)ll=0，1，…，n-1，電子云形狀S,p,d,f…3）磁量子數(shù)mm=0，1，2，…，l

電子云空間伸展方向，有2l+1個值4）自旋量子數(shù)ss=1/25）自旋磁量子數(shù)ms=1/2，電子自旋10原子結(jié)構(gòu)及原子光譜的產(chǎn)生用量子理論描述每個電子的運(yùn)動狀態(tài)1原子結(jié)構(gòu)及原子光譜的產(chǎn)生2.光譜項(xiàng)n2S+1LJn-主量子數(shù)L-總角量子數(shù)S-總自旋量子數(shù)J-總內(nèi)量子數(shù)表示原子所處的能級光譜項(xiàng)的多重性光譜支項(xiàng)11原子結(jié)構(gòu)及原子光譜的產(chǎn)生2.光譜項(xiàng)n2S+1LJnn-主量子數(shù)(n=1,2,3,…)L-總角量子數(shù)(0,1,2,3…,S,P,D,F)L=l1+l2,l1+l2-1,…ll1-l2lS-總自旋量子數(shù)(s的矢量和）J-總內(nèi)量子數(shù)(J=L+S)(L+S,L+S–1,…,|L–S|)L≥S,2S+1個值,L＜S,2L+1個值n2S+1LJ12n-主量子數(shù)(n=1,2,3,…)n2S如：鈉原子的光譜支項(xiàng)符號32S1/2

表示鈉原子的電子處于的能級狀態(tài)（基態(tài)能級）n=3，2S+1=2(S=

1/2)，L=0，J=L+S=1/2n2S+1LJ13如：鈉原子的光譜支項(xiàng)符號32S1/2n2S+1LJ例：寫出鎂原子基態(tài)和第一電子激發(fā)態(tài)的光譜支項(xiàng)基態(tài)：1s22s22p63s2l

1=0,l

2=0L=0S=1/2-1/2=02S+1=1J=0所以n2s+1LJ為31S0第一激發(fā)態(tài):1s22s22p63s13p1l

1=0,l

2=1L=1S=0,12S+1=1,3(1)S=0,J=1;(2)S=1,J=2,1,0;所以n2s+1LJ為31P1,33P2,33P1,33P014例：寫出鎂原子基態(tài)和第一電子激發(fā)態(tài)的光譜支項(xiàng)基態(tài)：1s22s原子結(jié)構(gòu)及原子光譜的產(chǎn)生3.能級躍遷ΔE=h4.光譜選律1）主量子數(shù)變化為整數(shù)包括02）總角量子數(shù)為ΔL=13）內(nèi)量子數(shù)變化ΔJ=0，1，而J=0時(shí)ΔJ=0不成立4）總自旋量子數(shù)ΔS=015原子結(jié)構(gòu)及原子光譜的產(chǎn)生3.能級躍遷ΔE=h4.

一條譜線是原子的外層電子在兩個能級之間的躍遷產(chǎn)生的，可用兩個光譜項(xiàng)符號表示這種躍遷或躍遷譜線：例鈉原子的雙重線

Na588.996nm;32S1/2—32P3/2；Na589.593nm;32S1/2—32P1/2；電子能級躍遷的選擇定則16一條譜線是原子的外層電子在兩個能級之間氫的能級和譜線17氫的能級和譜線17幾種光譜線共振線電子由激發(fā)態(tài)直接返回到基態(tài)時(shí)所輻射的譜線第一共振線由第一激發(fā)態(tài)回到基態(tài)時(shí)所輻射的譜線（主共振線、最靈敏線）最后線（持久線）原子濃度降低時(shí)最后消失的譜線分析線用來判斷某種元素是否存在及其含量的線18幾種光譜線共振線電子由激發(fā)態(tài)直接返回到基態(tài)時(shí)所輻射的譜線第一譜線強(qiáng)度I=ACB影響譜線強(qiáng)度的因素：激發(fā)電位躍遷幾率統(tǒng)計(jì)權(quán)重光源溫度原子密度其他因素賽伯－羅馬金公式19譜線強(qiáng)度I=ACB影響譜線強(qiáng)度的因素：激發(fā)電位躍遷幾率Instrumentation光源單色器檢測器熔融、蒸發(fā)、離解、激發(fā)分光檢測20Instrumentation光源單色器檢測器熔融、蒸發(fā)、分

激發(fā)光源

光源

光源選擇

激發(fā)光源的作用及理想光源21激發(fā)光源光源光源選擇激發(fā)光源的作用及理想光源21激發(fā)光源的作用及理想光源理想光源的條件：高靈敏度和低檢出限光源在工作過程中比較穩(wěn)定無背景或背景較小足夠亮度，縮短測定時(shí)間消耗試樣少結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，使用安全22激發(fā)光源的作用及理想光源理想光源的條件：高靈敏度和低檢出限光光源

電弧

火花

等離子體光源23光源電弧23直流電?。―C）-結(jié)構(gòu)直流電弧結(jié)構(gòu)24直流電?。―C）-結(jié)構(gòu)直流電弧結(jié)構(gòu)24直流電?。―C）-特性電弧溫度電極溫度陰極區(qū)高陽極區(qū)次之中間低（4000–7000K)陽極3800K(陽極斑）陰極3000K25直流電?。―C）-特性電弧溫度電極溫度陰極區(qū)適于難熔物質(zhì)中痕量易激發(fā)元素的定性和半定量分析。直流電?。―C）-特點(diǎn)陰極斑溫度高，蒸發(fā)快，進(jìn)入弧中物質(zhì)多，有較好檢出性能，有利于難熔物質(zhì)分析?；⊙鏈囟鹊?，激發(fā)能力一般，適于易激發(fā)的元素DC電弧設(shè)備簡單，操作安全光譜中除石墨電極的CN帶外，背景較少穩(wěn)定性差，再現(xiàn)性及精密度較差光譜線易自吸和自蝕，不適于高定量分析

26適于難熔物質(zhì)中痕量易激發(fā)元素的定性和半定量分析。直流電?。―自吸和自蝕無自吸有自吸自蝕嚴(yán)重自蝕27自吸和自蝕無自吸有自吸自蝕嚴(yán)重自蝕27交流電弧-特性交流供電間歇放電高頻引燃脈沖電流28交流電弧-特性交流供電間歇放電高頻引燃脈沖電流28交流電弧-特點(diǎn)電極上無高溫斑點(diǎn)，溫度分布較均勻，穩(wěn)定性好，精密度、準(zhǔn)確度高弧溫高，激發(fā)能力強(qiáng)電極溫度低，蒸發(fā)能力差，檢出性能稍差

29交流電弧-特點(diǎn)電極上無高溫斑點(diǎn)，溫度分布較均勻，穩(wěn)定性好火花-特性間歇放電瞬間電流密度大30火花-特性間歇放電瞬間電流密度大30火花-特點(diǎn)

適用于激發(fā)電位高，含量高，熔點(diǎn)低，易揮發(fā)樣品的定量分析。穩(wěn)定性、再現(xiàn)性較好，準(zhǔn)確度較高，可用于定量溫度高，激發(fā)、電離能力強(qiáng)，適于難激發(fā)元素自吸效應(yīng)小，定量范圍大電極溫度低，蒸發(fā)能力差，不適于微量分析適于低熔點(diǎn)易揮發(fā)物質(zhì)

31火花-特點(diǎn)適用于激發(fā)電位高，含量高，熔點(diǎn)低，易揮電感耦合等離子矩（ICP)結(jié)構(gòu)示意圖PreheatingZoneviewingheightaboveloadcoilInductionZoneInitialRadiationZoneNormalAnalyticalZonePlasmaTail32電感耦合等離子矩（ICP)結(jié)構(gòu)示意圖PreheatingZInductivelycoupledplasma(ICP)結(jié)構(gòu)33Inductivelycoupledplasma(IC等離子體光源34等離子體光源34ICP的一般特點(diǎn)溫度高，感應(yīng)區(qū)10000K，通道6000-8000K，有很強(qiáng)的激發(fā)和電離能力靈敏度高，檢出限低，相對檢出限可達(dá)ppb級，微量及痕量分析應(yīng)用范圍寬，可達(dá)70多種穩(wěn)定性好，RSD在1-2%，線性范圍4-6個數(shù)量級不用電極，無電極污染背景發(fā)射和自吸效應(yīng)小，抗干擾能力強(qiáng)需大量Ar，設(shè)備復(fù)雜

35ICP的一般特點(diǎn)溫度高，感應(yīng)區(qū)10000K，通道6000-8光源選擇待測元素性質(zhì)定性或定量含量36光源選擇待測元素性質(zhì)定性或定量含量36分光元件

常用的有棱鏡、光柵兩類作用將由激發(fā)光源發(fā)出的含有不同波長的復(fù)合光分解成按波長排列的單色光37分光元件常用的有棱鏡、光柵兩類作用將由激發(fā)光源發(fā)出的含有不檢測系統(tǒng)相板+映譜儀+黑度計(jì)=攝譜法光電直讀光譜儀38檢測系統(tǒng)相板+映譜儀+黑度計(jì)=攝譜法光電直讀相板將攝譜儀光學(xué)系統(tǒng)輸出的不同波長的輻射能轉(zhuǎn)換成黑的影象，以便分析信號的辨認(rèn)和測量特點(diǎn)

同時(shí)記錄下整個波長范圍的光譜

可長期保存

價(jià)格便宜操作煩瑣費(fèi)時(shí)39相板將攝譜儀光學(xué)系統(tǒng)輸出的不同波長的輻射能轉(zhuǎn)換成黑的影象，以攝譜法感光板上線的黑度與曝光量密切相關(guān)，其曝光量：感光板上譜線的深淺程度用黑度S表示:ii0乳劑特性曲線40攝譜法感光板上線的黑度與曝光量密切相關(guān)，其曝光量：ii0乳劑常使用的是正常曝光部分：SmaxSoABCαcdDEFlgHlgHiSγ=tgα反襯度γlgHi=i惰延量乳劑特性曲線曲線分為五段：AB霧翳，BC曝光不足，CD正常曝光，DE曝光過度，EF負(fù)感部分41常使用的是正常曝光部分：SmaxSoABCαcdDEFlgH光電直讀光譜儀單道掃描式通過用單出射狹縫在光譜儀焦面上掃描移動，在不同的時(shí)間分別接受不同波長的光譜線多道固定狹縫式在光譜儀的焦面上按分析線波長位置安裝許多固定出射狹縫和相應(yīng)的檢測系統(tǒng)，在不同的空間位置同時(shí)接收許多分析信號42光電直讀光譜儀單道掃描式通過用單出射狹縫在光譜儀焦面上掃描移單道掃描式ICP檢測器

出射狹縫入射狹縫等離子體光柵Theory43單道掃描式ICP檢測器出射狹縫入射狹縫等離子體光柵TheoICP-OESBasicConcepts

多道光譜儀44ICP-OESBasicConcepts

多道光譜儀44全譜直讀光譜儀陣列檢測器電荷耦合陣列檢測器（CCD)電荷注入陣列檢測器（CID)測定每個元素可同時(shí)選用多條譜線45全譜直讀光譜儀陣列檢測器電荷耦合陣列檢測器（CCD)測定每個Varian的ICP“家族”

Liberty和VistaLibertySeriesII-世界上最好的單道掃描式

ICP-AESVista-世界上速度最快的全譜直讀式ICP-AES46Varian的ICP“家族”

Liberty和Vis樣品處理與電極選擇1.固體導(dǎo)電樣品：直接作為電極鋼鐵，銅樣品2.溶液樣品：ICP中直接引入在一般電極（如石墨電極）上先滴上再烘干3.非金屬樣品、粉末試劑：將樣品及合適的緩沖劑加入到電極上的孔中，電極孔形狀有多種，以滿足不同需要。定性與半定量分析47樣品處理與電極選擇1.固體導(dǎo)電樣品：直接作為電極定性與半定量定性與半定量分析光譜添加劑緩沖劑---使樣品成分趨于一致助熔劑---降低試樣熔點(diǎn)稀釋劑---稀釋試樣48定性與半定量分析光譜添加劑緩沖劑---使樣品成分趨于一致助激發(fā)、攝譜定性與半定量分析識譜鐵譜比較法標(biāo)樣光譜比較法波長測定法49激發(fā)、攝譜定性與半定量分析識譜鐵譜比較法標(biāo)樣光譜比較法波長測定性與半定量分析鐵譜比較法50定性與半定量分析鐵譜比較法50（1）譜線多：在210～660nm范圍內(nèi)有數(shù)千條譜線；（2）譜線間距離分配均勻：容易對比，適用面廣；（3）定位準(zhǔn)確：已準(zhǔn)確測量了鐵譜每一條譜線的波長。

標(biāo)準(zhǔn)譜圖：在純鐵光譜圖上準(zhǔn)確標(biāo)示出68種元素主要特征譜線(分析線）并放大20倍的譜圖片，鐵譜起到標(biāo)尺的作用。

定性與半定量分析

為什么選鐵譜？51（1）譜線多：在210～660nm范圍內(nèi)有數(shù)千條譜線；定性與基本關(guān)系式定量分析定量分析方法標(biāo)準(zhǔn)曲線法標(biāo)準(zhǔn)加入法內(nèi)標(biāo)法I=ACBlgI=BlgC

+

lgA52基本關(guān)系式定量分析定量分析方法標(biāo)準(zhǔn)曲線法標(biāo)準(zhǔn)加入法內(nèi)標(biāo)法I內(nèi)標(biāo)元素的選擇1）內(nèi)標(biāo)元素與待測元素蒸發(fā)性質(zhì)相近，以保證蒸發(fā)速度比不變；2）兩元素的電離能相近，使不因溫度變化而影響原子/離子濃度比；3）最好同族，而使Z1/Z2不受影響；4）內(nèi)標(biāo)元素在樣品中不存在或極少存在5）加入的內(nèi)標(biāo)元素的試劑或化合物有高純度，無待測元素。53內(nèi)標(biāo)元素的選擇1）內(nèi)標(biāo)元素與待測元素蒸發(fā)性質(zhì)相近，以保證蒸發(fā)分析線的選擇1）內(nèi)標(biāo)線與分析線應(yīng)是勻稱線對，激發(fā)能相近：

E2E1時(shí)，T無影響；2）兩線均無光譜干擾，一般不選自吸嚴(yán)重的共振線；3）線對波長相近，即E2E1，且感光板響應(yīng)差別較小，反襯度γ一致。lgR(ΔS)lgCΔS=S1-S2=γ1lgI1-γ2lgI2ΔS=γlgI1/I2=γlgRΔSlgC54分析線的選擇1）內(nèi)標(biāo)線與分析線應(yīng)是勻稱線對，激發(fā)能相近：lg基本應(yīng)用巖礦分析冶金過程監(jiān)控環(huán)境監(jiān)測生化臨床分析材料分析55基本應(yīng)用巖礦分析55本章要點(diǎn)原子外層電子能級原子發(fā)射光譜儀器激發(fā)源，檢測方法AES定量原理和方法AES的基本應(yīng)用56本章要點(diǎn)原子外層電子能級56第五章原子發(fā)射光譜法AtomicEmissionSpectroscopy(AES)57第五章原子發(fā)射光譜法AtomicEmissionSpeAtomicEmissionSpectroscopy

Introduction

ElementaryTheoryInstrumentation

ApplicationsExperimentalpreliminaries

58AtomicEmissionSpectroscopyIIntroduction

WhatisAES?

Advantagesanddisadvantages59IntroductionWhatisAES?Adv二、什么是原子發(fā)射光譜法WhatisAES?氣態(tài)原子或離子吸收能量，核外電子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，由于電子處于能量較高的激發(fā)態(tài)，原子不穩(wěn)定，經(jīng)過10-8s的時(shí)間，電子就會從高能量狀態(tài)返回低能量狀態(tài)，下降的這部分能量以電磁輻射既光的形式釋放出來，產(chǎn)生一定波長的光譜。依據(jù)所發(fā)射的特征光譜的波長和強(qiáng)度可以進(jìn)行元素的定性與定量分析。60二、什么是原子發(fā)射光譜法WhatisAES?氣態(tài)原子二、什么是原子發(fā)射光譜法WhatisAES?氣態(tài)原子或離子---如何獲得能量---

如何提供從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)---

有何規(guī)律波長——由什么因素決定強(qiáng)度——

如何測量定性與定量分析——方法61二、什么是原子發(fā)射光譜法WhatisAES?氣態(tài)原子Advantagesanddisadvantages1、選擇性好2、檢出限低（0.1μg/g)3、準(zhǔn)確度高（５％－２０％)4、分析速度快5、應(yīng)用廣泛優(yōu)點(diǎn)62Advantagesanddisadvantages1、Advantagesanddisadvantages1、是相對分析法，需要標(biāo)準(zhǔn)樣進(jìn)行對照2、只能測元素濃度，不能測元素存在形態(tài)3、對一些非金屬，因?yàn)镈L很低無法分析不足63Advantagesanddisadvantages1、ElementaryTheory

原子結(jié)構(gòu)及原子光譜的產(chǎn)生

原子的激發(fā)和電離

譜線強(qiáng)度64ElementaryTheory原子結(jié)構(gòu)及原子光譜的產(chǎn)生原子結(jié)構(gòu)及原子光譜的產(chǎn)生1.原子結(jié)構(gòu)

原子由原子核和核外電子組成電子具有一定能量且按能量高低分布電子能量高低與其在核外運(yùn)動狀態(tài)有關(guān)65原子結(jié)構(gòu)及原子光譜的產(chǎn)生1.原子結(jié)構(gòu)原子由原子核和核外電原子結(jié)構(gòu)及原子光譜的產(chǎn)生

用量子理論描述每個電子的運(yùn)動狀態(tài)1）主量子數(shù)nn=1，2，3，4…電子層2）角量子數(shù)ll=0，1，…，n-1，電子云形狀S,p,d,f…3）磁量子數(shù)mm=0，1，2，…，l

電子云空間伸展方向，有2l+1個值4）自旋量子數(shù)ss=1/25）自旋磁量子數(shù)ms=1/2，電子自旋66原子結(jié)構(gòu)及原子光譜的產(chǎn)生用量子理論描述每個電子的運(yùn)動狀態(tài)1原子結(jié)構(gòu)及原子光譜的產(chǎn)生2.光譜項(xiàng)n2S+1LJn-主量子數(shù)L-總角量子數(shù)S-總自旋量子數(shù)J-總內(nèi)量子數(shù)表示原子所處的能級光譜項(xiàng)的多重性光譜支項(xiàng)67原子結(jié)構(gòu)及原子光譜的產(chǎn)生2.光譜項(xiàng)n2S+1LJnn-主量子數(shù)(n=1,2,3,…)L-總角量子數(shù)(0,1,2,3…,S,P,D,F)L=l1+l2,l1+l2-1,…ll1-l2lS-總自旋量子數(shù)(s的矢量和）J-總內(nèi)量子數(shù)(J=L+S)(L+S,L+S–1,…,|L–S|)L≥S,2S+1個值,L＜S,2L+1個值n2S+1LJ68n-主量子數(shù)(n=1,2,3,…)n2S如：鈉原子的光譜支項(xiàng)符號32S1/2

表示鈉原子的電子處于的能級狀態(tài)（基態(tài)能級）n=3，2S+1=2(S=

1/2)，L=0，J=L+S=1/2n2S+1LJ69如：鈉原子的光譜支項(xiàng)符號32S1/2n2S+1LJ例：寫出鎂原子基態(tài)和第一電子激發(fā)態(tài)的光譜支項(xiàng)基態(tài)：1s22s22p63s2l

1=0,l

2=0L=0S=1/2-1/2=02S+1=1J=0所以n2s+1LJ為31S0第一激發(fā)態(tài):1s22s22p63s13p1l

1=0,l

2=1L=1S=0,12S+1=1,3(1)S=0,J=1;(2)S=1,J=2,1,0;所以n2s+1LJ為31P1,33P2,33P1,33P070例：寫出鎂原子基態(tài)和第一電子激發(fā)態(tài)的光譜支項(xiàng)基態(tài)：1s22s原子結(jié)構(gòu)及原子光譜的產(chǎn)生3.能級躍遷ΔE=h4.光譜選律1）主量子數(shù)變化為整數(shù)包括02）總角量子數(shù)為ΔL=13）內(nèi)量子數(shù)變化ΔJ=0，1，而J=0時(shí)ΔJ=0不成立4）總自旋量子數(shù)ΔS=071原子結(jié)構(gòu)及原子光譜的產(chǎn)生3.能級躍遷ΔE=h4.

一條譜線是原子的外層電子在兩個能級之間的躍遷產(chǎn)生的，可用兩個光譜項(xiàng)符號表示這種躍遷或躍遷譜線：例鈉原子的雙重線

Na588.996nm;32S1/2—32P3/2；Na589.593nm;32S1/2—32P1/2；電子能級躍遷的選擇定則72一條譜線是原子的外層電子在兩個能級之間氫的能級和譜線73氫的能級和譜線17幾種光譜線共振線電子由激發(fā)態(tài)直接返回到基態(tài)時(shí)所輻射的譜線第一共振線由第一激發(fā)態(tài)回到基態(tài)時(shí)所輻射的譜線（主共振線、最靈敏線）最后線（持久線）原子濃度降低時(shí)最后消失的譜線分析線用來判斷某種元素是否存在及其含量的線74幾種光譜線共振線電子由激發(fā)態(tài)直接返回到基態(tài)時(shí)所輻射的譜線第一譜線強(qiáng)度I=ACB影響譜線強(qiáng)度的因素：激發(fā)電位躍遷幾率統(tǒng)計(jì)權(quán)重光源溫度原子密度其他因素賽伯－羅馬金公式75譜線強(qiáng)度I=ACB影響譜線強(qiáng)度的因素：激發(fā)電位躍遷幾率Instrumentation光源單色器檢測器熔融、蒸發(fā)、離解、激發(fā)分光檢測76Instrumentation光源單色器檢測器熔融、蒸發(fā)、分

激發(fā)光源

光源

光源選擇

激發(fā)光源的作用及理想光源77激發(fā)光源光源光源選擇激發(fā)光源的作用及理想光源21激發(fā)光源的作用及理想光源理想光源的條件：高靈敏度和低檢出限光源在工作過程中比較穩(wěn)定無背景或背景較小足夠亮度，縮短測定時(shí)間消耗試樣少結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，使用安全78激發(fā)光源的作用及理想光源理想光源的條件：高靈敏度和低檢出限光光源

電弧

火花

等離子體光源79光源電弧23直流電弧（DC）-結(jié)構(gòu)直流電弧結(jié)構(gòu)80直流電?。―C）-結(jié)構(gòu)直流電弧結(jié)構(gòu)24直流電弧（DC）-特性電弧溫度電極溫度陰極區(qū)高陽極區(qū)次之中間低（4000–7000K)陽極3800K(陽極斑）陰極3000K81直流電?。―C）-特性電弧溫度電極溫度陰極區(qū)適于難熔物質(zhì)中痕量易激發(fā)元素的定性和半定量分析。直流電?。―C）-特點(diǎn)陰極斑溫度高，蒸發(fā)快，進(jìn)入弧中物質(zhì)多，有較好檢出性能，有利于難熔物質(zhì)分析?；⊙鏈囟鹊停ぐl(fā)能力一般，適于易激發(fā)的元素DC電弧設(shè)備簡單，操作安全光譜中除石墨電極的CN帶外，背景較少穩(wěn)定性差，再現(xiàn)性及精密度較差光譜線易自吸和自蝕，不適于高定量分析

82適于難熔物質(zhì)中痕量易激發(fā)元素的定性和半定量分析。直流電?。―自吸和自蝕無自吸有自吸自蝕嚴(yán)重自蝕83自吸和自蝕無自吸有自吸自蝕嚴(yán)重自蝕27交流電弧-特性交流供電間歇放電高頻引燃脈沖電流84交流電弧-特性交流供電間歇放電高頻引燃脈沖電流28交流電弧-特點(diǎn)電極上無高溫斑點(diǎn)，溫度分布較均勻，穩(wěn)定性好，精密度、準(zhǔn)確度高弧溫高，激發(fā)能力強(qiáng)電極溫度低，蒸發(fā)能力差，檢出性能稍差

85交流電弧-特點(diǎn)電極上無高溫斑點(diǎn)，溫度分布較均勻，穩(wěn)定性好火花-特性間歇放電瞬間電流密度大86火花-特性間歇放電瞬間電流密度大30火花-特點(diǎn)

適用于激發(fā)電位高，含量高，熔點(diǎn)低，易揮發(fā)樣品的定量分析。穩(wěn)定性、再現(xiàn)性較好，準(zhǔn)確度較高，可用于定量溫度高，激發(fā)、電離能力強(qiáng)，適于難激發(fā)元素自吸效應(yīng)小，定量范圍大電極溫度低，蒸發(fā)能力差，不適于微量分析適于低熔點(diǎn)易揮發(fā)物質(zhì)

87火花-特點(diǎn)適用于激發(fā)電位高，含量高，熔點(diǎn)低，易揮電感耦合等離子矩（ICP)結(jié)構(gòu)示意圖PreheatingZoneviewingheightaboveloadcoilInductionZoneInitialRadiationZoneNormalAnalyticalZonePlasmaTail88電感耦合等離子矩（ICP)結(jié)構(gòu)示意圖PreheatingZInductivelycoupledplasma(ICP)結(jié)構(gòu)89Inductivelycoupledplasma(IC等離子體光源90等離子體光源34ICP的一般特點(diǎn)溫度高，感應(yīng)區(qū)10000K，通道6000-8000K，有很強(qiáng)的激發(fā)和電離能力靈敏度高，檢出限低，相對檢出限可達(dá)ppb級，微量及痕量分析應(yīng)用范圍寬，可達(dá)70多種穩(wěn)定性好，RSD在1-2%，線性范圍4-6個數(shù)量級不用電極，無電極污染背景發(fā)射和自吸效應(yīng)小，抗干擾能力強(qiáng)需大量Ar，設(shè)備復(fù)雜

91ICP的一般特點(diǎn)溫度高，感應(yīng)區(qū)10000K，通道6000-8光源選擇待測元素性質(zhì)定性或定量含量92光源選擇待測元素性質(zhì)定性或定量含量36分光元件

常用的有棱鏡、光柵兩類作用將由激發(fā)光源發(fā)出的含有不同波長的復(fù)合光分解成按波長排列的單色光93分光元件常用的有棱鏡、光柵兩類作用將由激發(fā)光源發(fā)出的含有不檢測系統(tǒng)相板+映譜儀+黑度計(jì)=攝譜法光電直讀光譜儀94檢測系統(tǒng)相板+映譜儀+黑度計(jì)=攝譜法光電直讀相板將攝譜儀光學(xué)系統(tǒng)輸出的不同波長的輻射能轉(zhuǎn)換成黑的影象，以便分析信號的辨認(rèn)和測量特點(diǎn)

同時(shí)記錄下整個波長范圍的光譜

可長期保存

價(jià)格便宜操作煩瑣費(fèi)時(shí)95相板將攝譜儀光學(xué)系統(tǒng)輸出的不同波長的輻射能轉(zhuǎn)換成黑的影象，以攝譜法感光板上線的黑度與曝光量密切相關(guān)，其曝光量：感光板上譜線的深淺程度用黑度S表示:ii0乳劑特性曲線96攝譜法感光板上線的黑度與曝光量密切相關(guān)，其曝光量：ii0乳劑常使用的是正常曝光部分：SmaxSoABCαcdDEFlgHlgHiSγ=tgα反襯度γlgHi=i惰延量乳劑特性曲線曲線分為五段：AB霧翳，BC曝光不足，CD正常曝光，DE曝光過度，EF負(fù)感部分97常使用的是正常曝光部分：SmaxSoABCαcdDEFlgH光電直讀光譜儀單道掃描式通過用單出射狹縫在光譜儀焦面上掃描移動，在不同的時(shí)間分別接受不同波長的光譜線多道固定狹縫式在光譜儀的焦面上按分析線波長位置安裝許多固定出射狹縫和相應(yīng)的檢測系統(tǒng)，在不同的空間位置同時(shí)接收許多分析信號98光電直讀光譜儀單道掃描式通過用單出射狹縫在光譜儀焦面上掃描移單道掃描式ICP檢測器

出射狹縫入射狹縫等離子體光柵Theory99單道掃描式ICP檢測器出射狹縫入射狹縫等離子體光柵TheoICP-OESBasicConcepts

多道光譜儀100ICP-OESBasicConcepts

多道光譜儀44全譜直讀光譜儀陣列檢測器電荷耦合陣列檢測器（CCD)電荷注入陣列檢測器（CID)測定每個元素可同時(shí)選用多條譜線