第三章-原子發(fā)射光譜

第五章原子發(fā)射光譜法——Atomicemissionspectrometry,AES第一節(jié)概述一、概述定義：AES是根據(jù)每種原子或離子在熱或電激發(fā)下，發(fā)射出特征的電磁輻射而進(jìn)行元素定性和定量分析的方法（是光學(xué)分析中產(chǎn)生與發(fā)展最早的一種分析方法）分析特點(diǎn)：多元素同時(shí)檢測(cè)；分析速度快；選擇性好；檢出限低；精密度好；但非金屬元素測(cè)定困難二、原子發(fā)射分析過(guò)程試樣蒸發(fā)、激發(fā)產(chǎn)生特征輻射色散分光形成光譜（復(fù)合光→單色光）檢測(cè)譜線的波長(zhǎng)和強(qiáng)度（定性和定量）

激發(fā)源(光源)單色器檢測(cè)器數(shù)據(jù)處理與顯示第二節(jié)基本原理一原子發(fā)射光譜的產(chǎn)生在正常狀態(tài)下，元素處于基態(tài)，元素在受到熱（火焰）或電（電火花）激發(fā)時(shí)，由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，返回到基態(tài)時(shí)，發(fā)射出特征光譜（線狀光譜）；X氣態(tài)基態(tài)原子X(jué)*X+hγ熱能特征發(fā)射λ定性Ι定量線光譜，寬度小于10-5nm二基本概念激發(fā)能:原子中某一外層電子由基態(tài)激發(fā)到高能級(jí)所需要的能量電離能:原子電離所需要的能量一次電離:原子失去一個(gè)電子二次電離:原子失去兩個(gè)電子原子線(Ⅰ)：原子核外激發(fā)態(tài)電子躍遷回基態(tài)所發(fā)射出的譜線M*M*(I)離子線(Ⅱ,Ⅲ)：離子核外激發(fā)態(tài)電子躍遷回基態(tài)所發(fā)射出的譜線。M+

*

M+(Ⅱ)

；

M2+*

M2+(Ⅲ)共振線：由激發(fā)態(tài)直接躍遷至基態(tài)時(shí)輻射的譜線稱(chēng)為共振線第一共振線：由第一激發(fā)態(tài)直接躍遷至基態(tài)的譜線稱(chēng)為第一共振線（主共振線）最靈敏線、最后線、分析線：第一共振線一般也是元素的最靈敏線當(dāng)該元素在被測(cè)物質(zhì)里降低到一定含量時(shí)，出現(xiàn)的最后一條譜線，就是最后線，也是最靈敏線。用來(lái)測(cè)量該元素的譜線稱(chēng)分析線。三原子發(fā)射譜線的強(qiáng)度發(fā)射譜線強(qiáng)度：

Iij=Ni

Aijhijh為Plank常數(shù)；Aij兩個(gè)能級(jí)間的躍遷幾率；ij發(fā)射譜線的頻率。譜線強(qiáng)度影響譜線強(qiáng)度的因素：（1）Ei越小，Iij越強(qiáng)；（2）T升高，Iij增大，但易電離四宗譜線切的自嗓吸和臺(tái)自蝕自吸裕：中夾心發(fā)本射的客輻射掠被邊悠緣的陸同種先基態(tài)癥原子泉吸收荷，使推輻射諸強(qiáng)度出降低掩的現(xiàn)都象。第一篇共振屑線，脆易產(chǎn)桶生自者吸；慚弧層畢越厚瓣，自今吸越摘嚴(yán)重成被測(cè)帥元素育濃度臂越大勾，自拍吸也倘越嚴(yán)凈重。元素返濃度慎低時(shí)儲(chǔ)，不校出現(xiàn)際自吸循。隨分濃度腿增加賭，自蹄吸越云嚴(yán)重刑，當(dāng)田達(dá)到樹(shù)一定演值時(shí)韻，譜讀線中竭心完撇全吸讓收，讓如同競(jìng)出現(xiàn)沾兩條瞇線，疑這種有現(xiàn)象酬稱(chēng)為埋自蝕盜。r：自吸鐘；R：自蝕五；第勢(shì)三節(jié)王原子齒發(fā)射衡光譜酸儀器原子鎖發(fā)射居光譜奇儀一徐激杰發(fā)光撒源作用擠：提組供試家樣蒸鄰發(fā)、替解離役原子字化和鄭激發(fā)恨所需獻(xiàn)的能啊量并畝產(chǎn)生粘輻射碎信號(hào)分類(lèi)電弧光源直流電?。河糜诘V物和難揮發(fā)試樣的定性、定量分析交流電?。河糜诮饘佟⒑辖鹬械秃吭氐亩糠治鲭娀鸹ü庠从糜谝兹劢饘俸辖鹪嚇拥姆治?、高含量元素及難激發(fā)元素的定量測(cè)定電感耦合等離子體光源應(yīng)用廣泛，價(jià)格昂貴光源府特點(diǎn)直流遺電弧窗：電印極頭茂溫度棕高，紋蒸發(fā)宣能力荒強(qiáng)，演但放姿電穩(wěn)罩定性買(mǎi)差，巾弧焰革溫度耗低，味弧層鏡厚交流派電弧彎：電襯極頭培溫度晉低，根弧焰榨溫度荷比直晚流電灣弧高蓬，電剪弧穩(wěn)漁定，嘗弧層傍厚電火位花光坊源：首弧焰肅瞬間如溫度國(guó)高，到電極度頭溫艷度低睜，弧充焰半捆徑較佩小，色弧層訓(xùn)較薄20貍23盞/6誰(shuí)/2僻6幾種存光源夠性能霜比較蒸發(fā)溫度激發(fā)溫度K穩(wěn)定性應(yīng)用范圍直流電弧高4000-7000較差定性分析；礦物純物質(zhì)難揮發(fā)元素的定量分析交流電弧中4000-7000較好金屬合金中低含量元素的定量分析高壓火花低瞬10000好金屬與合金、難激發(fā)、低熔點(diǎn)金屬合金定量分析ICP很高6000-8000很好溶液定量分析等離肌子體王光源－外觀膝上類(lèi)瓶似火蛙焰的掘放電芬光源IC艱P等離雜子體測(cè)光源等離訂子體豈：一種家電離怒度大于驚0.范1%糾的電確離氣父體，康由電掩子、廈離子串、原肉子和仁分子踐所組對(duì)成，威其中眨電子沙數(shù)目筐和離這子數(shù)礦目基贈(zèng)本相汽等，傲整體喪呈現(xiàn)丹中性掘。電感旬耦合什高頻惱等離增子體首（IC繞P）是由暈高頻哀發(fā)生杰器、潔等離腥子炬餅管（雹石英逮炬管日）和辱工作松氣體后等三膏部分泳組成跳。IC專(zhuān)P光源要結(jié)構(gòu)最外茅層：通Ar氣作水為冷咸卻氣爹，沿艦切線灑方向躺引入光，并挎螺旋右上升低。其冷作用萄有（1）將等叢離子粉體吹滋離外景層石馳英管移的內(nèi)得壁，雞可保梅護(hù)石濁英管特不被尖燒毀齒；（2）是暫利用典離心垃作用哀，在首炬管巾中心柄產(chǎn)生糖低氣墳壓通概道，班以利均于進(jìn)箏樣；漠（3）這社部分Ar氣流摟同時(shí)屈也參賠與放圍電過(guò)選程。中層爽管：通入爛輔助族氣體Ar氣，幻玉用于督點(diǎn)燃捐等離紋子體滴。內(nèi)層眾石英角管：內(nèi)徑型為1~居2mm左右沃，以Ar為載瓣氣，酷把經(jīng)到過(guò)霧暖化器安的試恥樣溶椒液以飯氣溶群膠形濫式引淡入等炮離子值體中縫。IC磁P炬焰焰心（預(yù)熱區(qū)）溫度10000K試樣氣溶膠預(yù)熱、蒸發(fā)內(nèi)焰（測(cè)光區(qū)）溫度6000-8000K試樣原子化、激發(fā)，發(fā)射原子區(qū)、離子區(qū)尾焰溫度6000K以下只能激發(fā)低能級(jí)的譜線IC偏P分析妹性能倒特點(diǎn)激發(fā)誘溫度覺(jué)高（梳可達(dá)谷10撒00件0K)障,有利每于難激稍發(fā)元上素的區(qū)原子帽化自吸把自蝕才效應(yīng)疊小，炎光譜義背景淚小無(wú)電判極污悼染和示堿金沉屬電膊離干司擾靈敏么度高叢，線宗性范湊圍寬收，可謊達(dá)4旅-6嘩個(gè)數(shù)卡量級(jí)分析惡液體棟試樣棄的最與佳方藥法適合掘高低惕微量騎金屬蒸和難淹激發(fā)笨元素張的分剛析測(cè)定繞氯素非等非譜金屬炒元素嚼靈敏辣度低費(fèi)用徐高20羨23語(yǔ)/6偉/2史620園23駛/6體/2驚6思考晌題1.原子窩發(fā)射律光譜諷儀中尤光源揉的作仿用是(跳)A提供決足夠躬能量背使試稀樣蒸鈴發(fā)、歌原子網(wǎng)化/離子獨(dú)化、別激發(fā)B提供雄足夠考能量蓬使試興樣灰奸化C將試方樣中耀的雜險(xiǎn)質(zhì)除滲去,消除抵干擾D得到灰特定觀波長(zhǎng)邀和強(qiáng)震度的怨銳線頁(yè)光譜2.在原序子發(fā)屆射光撥譜分暗析中派，直冤流電膽弧光伸源的贏主要袋優(yōu)點(diǎn)星是(古)A弧溫派高B自吸螺小C電極喂頭溫哭度高D對(duì)離發(fā)子線歷的靈規(guī)敏度購(gòu)高3.在原桐子發(fā)沖射光睡譜的美光源個(gè)中，吸激發(fā)樸溫度放最高柿的光言源為(評(píng))A直流夢(mèng)電弧B交流進(jìn)電弧C電火繪花D乖IC姻P4.不能吹采用合原子世發(fā)射吊光譜括進(jìn)行決分析襲的物教質(zhì)是(詳)A堿金沿屬和妖堿土昌金屬B有機(jī)朋物和開(kāi)大部次分的獄非金朗屬元我素C稀土積元素D過(guò)渡者元素20付23明/6燈/2訂65.幾種蓮常用盞光源倉(cāng)中，監(jiān)產(chǎn)生滔自吸暫現(xiàn)象米最小宿的是(插)A交流革電弧B等離原子體腎光源C直流可電弧D火花數(shù)光源6.礦物挽中微刊量Ag、Cu的發(fā)藏射光屯譜定麻性分夏析應(yīng)巷采用拔的光方源是(融)A甩IC耐P光源B直流釋電弧齒光源C低壓藍(lán)交流呢電弧憤光源D高壓主火花釋光源二歌分光吳系統(tǒng)秀（單色捷器或闊波長(zhǎng)剛選擇事器）作用核：將院復(fù)色炎光分商解成銜單色嘗光或現(xiàn)較窄蛙譜帶勸的光分類(lèi)些：棱雁鏡飯光柵組成鼠：入射限狹縫營(yíng)、出厭射狹涂縫、日準(zhǔn)直州鏡以閑及色襖散元箭件，既如棱派鏡或渡光柵僻等組丸成20水23敗/6荷/2坦6棱鏡20比23黑/6感/2追6f入射狹縫準(zhǔn)直鏡棱鏡單色器聚焦物鏡聚焦面出射狹縫分光紅原理淺：不律同波存長(zhǎng)的厭光在緣瑞同一責(zé)介質(zhì)甲中的渴折射逐率不念同n=除A刷+艘B/2+該C/4棱鏡黃單色工器基萄本組幅成光柵20即23邪/6障/2翅6分光搖原理靈：光獻(xiàn)線通氣過(guò)光勻柵上紅每一茄條狹調(diào)縫時(shí)年的衍受射而醒形成d(侄si西nφ蛾±s社in毛θ)夕=K稅λ入射狹縫準(zhǔn)直鏡平面衍射光柵聚焦物鏡出射狹縫聚焦面f光柵司單色清器的憤性能益指標(biāo)色散銀率：莖表示加將不洽同波鴨長(zhǎng)的堡光譜離線色萄散開(kāi)國(guó)來(lái)的悉能力線色罪散率倒線防色散霉率注：θ=00~80時(shí)，co予sθ=1~0.非99dλdl分辨楊率：依光譜塑儀準(zhǔn)砌確分次辨清退楚兩授條相爹鄰光叨譜線說(shuō)的能擔(dān)力光柵派理論豬分辨劫率公醋式狹縫20諒23賠/6略/2柴6構(gòu)成妖：狹必縫是牌兩片家經(jīng)過(guò)收精密狗加工壁、具春有銳伙利邊榜緣的羅金屬鑰組成哲。兩硬片金晚屬處胃于相宇同平然面上斬且相風(fēng)互平究行。邁入射襖狹縫寶可看膠作是串一個(gè)手光源邊，在浪相應(yīng)磁波長(zhǎng)曠位置版，入票射狹堂縫的準(zhǔn)像剛波好充害滿整稻個(gè)出顯射狹怪縫D：倒允線色攜散率W:光譜類(lèi)通帶S:狹縫鳥(niǎo)寬度；單色努器的帥色散盛率固萌定時(shí)哥，光態(tài)譜通勢(shì)帶將濱隨狹誕縫寬圣度變必化三丑檢測(cè)代系統(tǒng)攝譜倚法感光捆板：午感光齡材料Ag藏Br黑度仆(S)婚：感光膝板曝罷光后立變黑天的程孝度稱(chēng)值為變堤黑密孔度20們23策/6鴿/2蕉6H：曝光驗(yàn)量Hi：感光咱板的喜惰延練量?jī)?yōu)點(diǎn)拐空稿間分壺辨率回強(qiáng)缺點(diǎn)罪線秒性范營(yíng)圍窄迎（通僻常只粉有兩蛋個(gè)數(shù)盤(pán)量級(jí)合）光電退直讀拐法光電澡倍增豬管20幫23票/6召/2何6優(yōu)點(diǎn)鏈：高靈么敏度穿；響顛應(yīng)快領(lǐng)；適抽于弱愉光測(cè)雷定，敬甚至久對(duì)單謀一光完子均刑可響臣應(yīng)。缺點(diǎn)鋪：熱發(fā)倒射強(qiáng)佳，因濟(jì)此暗荒電流甩大，秀需冷槳卻（棒-3貧0oC)峰。不得單置于裂強(qiáng)光覽(如五日光之)下寨，否配則可重永久屯損壞四亦原子驚發(fā)射疫光譜萬(wàn)儀的匯類(lèi)型攝譜判儀20跨23辨/6允/2雄6將原動(dòng)子發(fā)材射出史的輻繁射分育光后走觀察剝其光笑譜的卻儀器酸稱(chēng)為粘攝譜幸儀按儀淹器分域光系倚統(tǒng)分記：棱秒鏡攝虹譜儀堪、光昏柵攝沖譜儀定性竊分析躁方便都，價(jià)鼓格便容宜，按感光拾板所病記錄挽的光譜譜可乓長(zhǎng)期外保存單道躍掃描把光譜飽儀20惠23舒/6監(jiān)/2旁6波長(zhǎng)怨選擇雜靈活行方便煌，分詢析試鼠樣范濕圍廣聲，適閥用于袋較寬殿的波撓長(zhǎng)范庭圍，粘但分雖析速掀度較花慢多道嚷直讀性光譜槍儀分析荒速度育快準(zhǔn)公確度糕優(yōu)于萄攝譜撒儀，液光電載倍增插管對(duì)綿信號(hào)充放大宿能力俗強(qiáng)，浙可同協(xié)時(shí)分娘析含勇量差煉別較貌大的批不同默元素奶，適后用于懲較寬摸的波索長(zhǎng)范斗圍20擋23怖/6必/2辮6思考光題1.下列已色散掃元件繼中,色散呀均勻,波長(zhǎng)妹范圍耳廣且托色散劉率大閣的是嚇（絲式）A濾光蘇片B玻璃眉棱鏡C光柵D石英迅棱鏡2.原子墨發(fā)射貼光譜能與原需子吸職收光暗譜產(chǎn)形生的沒(méi)共同舉點(diǎn)在拉于(唐)A輻射允能使錄氣態(tài)押原子挖內(nèi)層儲(chǔ)電子養(yǎng)產(chǎn)生頓躍遷B基態(tài)襲原子欠對(duì)共已振線零的吸斬收C氣態(tài)產(chǎn)原子喉外層財(cái)電子嘉產(chǎn)生侄躍遷D激發(fā)悼態(tài)原棍子產(chǎn)材生的住輻射3.原子濾發(fā)射辦光譜死是怎漫樣產(chǎn)魄生的沒(méi)？4.原子畝發(fā)射碎光譜座儀由君哪幾禽大部或件組忍成？堵各部矮件的旨主要共作用鵝是什纖么？20男23捧/6蹦/2令6第歌四節(jié)買(mǎi)發(fā)射叢光譜抓分析示法20數(shù)23漲/6旁/2眼6一陵光譜政的定蹈性分醫(yī)析光譜摔的定肉性分眾析原濟(jì)理：嶼結(jié)構(gòu)獸不同鬼譜藝線不父同光譜寫(xiě)定性神分析帽方法竟：定性骨分析批中，眾只需竭檢測(cè)興2-容3條樂(lè)靈敏辟線即絹可標(biāo)準(zhǔn)購(gòu)試樣稠光譜朵法：淘將元蜘素的獎(jiǎng)純物穩(wěn)質(zhì)與刪試樣倘并列莊攝譜葉于同始一感店光板套上Fe光譜漿比較襲法：絹將鐵糊光譜叼作為烘標(biāo)尺20遙23蹦/6傭/2根6元素譜線鐵譜圖9－12某波長(zhǎng)范圍的元素光譜圖1－標(biāo)尺2－鐵光譜3－元素靈敏線4－元素符號(hào)鐵譜煙比較序法優(yōu)點(diǎn)笛：1.譜線愉多，甲在2碗10閉～6奧60nm范圍音內(nèi)有誼數(shù)千足條譜般線2.譜線叼間距升離分塘配均昆勻，納容易紙對(duì)比心，適狀用面央廣3.定位鑄準(zhǔn)確恰，已倒準(zhǔn)確蠢測(cè)量貧了鐵香譜每駐一條師譜線頂?shù)牟ㄒ涕L(zhǎng)方法漆：將僵試樣隱與純籍鐵在綠完全封相同淘條件俗下攝而譜，賓將兩般譜片巖在映增譜器犧(放胞大器吉)上米對(duì)齊綁、放料大2菊0倍海，檢疤查待怠測(cè)元曠素的殃分析繳線是蔑否存吳在，盆并與者標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)譜圖輸對(duì)比榆確定穿?？墒芡瑫r(shí)夏進(jìn)行叢多元齊素測(cè)牽定。20辮23緊/6僵/2燈6二熟光譜拜的半視定量籃分析隨著胖濃度銳增加徹，譜毫線數(shù)巷目增岸多、瀉靈敏霧線、轎次靈煉敏線炊、弱笨線們依次迎出現(xiàn)預(yù)先竄配置畫(huà)一系愿列濃棕度不邁同的度標(biāo)準(zhǔn)過(guò)試樣個(gè)攝譜必，繪躲出譜拘線呈黎現(xiàn)表譜線般黑度登比較趙法譜線降呈現(xiàn)疾法20子23兇/6溜/2松6標(biāo)樣-1：0.001%標(biāo)樣-2：0.003%標(biāo)樣-3：0.01%標(biāo)樣-4：0.03%標(biāo)樣-5：0.1%未知樣-1未知樣-2例：鉛含太量與咽出現(xiàn)念譜線切關(guān)系Pb%

譜線特征0.0012833.069

清晰可見(jiàn),2614.178和2802.00弱0.003

2833.069

清晰可見(jiàn),2614.178增強(qiáng),2802.00變清晰0.01

上述譜線增強(qiáng),2663.17和2873.32出現(xiàn)0.03

上述譜線都增強(qiáng)0.10

上述譜線更增強(qiáng),沒(méi)有出現(xiàn)新譜線0.30

2393.8,2577.26

出現(xiàn)三廳光譜蘋(píng)定量挽分析光譜撤定量把分析句基本全關(guān)系影響雄譜線豆強(qiáng)度謊因素遇較多稍（a值常胳不穩(wěn)挽定）還，直店接測(cè)送定譜加線絕鞋對(duì)強(qiáng)墻度計(jì)勿算難植以獲憂得準(zhǔn)日確結(jié)癥果，凡實(shí)際磚工作臥多采獅用內(nèi)籃標(biāo)法軌（相百對(duì)強(qiáng)哪度法壁）內(nèi)標(biāo)糖法定閃量基料本關(guān)曬系20碼23歲/6睜/2持6例：講用內(nèi)壓標(biāo)法踏測(cè)定筍試樣夏中鎂那的含其量，悠用蒸慘餾水吊溶解Mg降Cl紡2以配陵制標(biāo)言準(zhǔn)鎂薦溶液腦系列慘，在題每一質(zhì)