分析化学二-第3章原子发射光谱法.ppt

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1、第3章 原子发射光谱法Atomic emission spectroscopy,AES中常用光源的种类、原理、特点及应用,光谱仪的种类及各自的优缺点,摄谱法定性、定量的基本方法与实验条件选择,内标法定量的基本原理及内标元素与内标线的选择,原子发射光谱产生的原因,原子谱线的强度与影响因素,原子发射光谱的应用,定性及定量分析的依据,原子发射光谱法中的干扰及消除,AES中的常用检测方法,一、原子发射光谱法(AES)的定义,依据每一种元素的原子或离子在热激发下由高能态向低能态跃迁时发射的特征谱线进行定性或定量分析的光谱方法,AES属于原子光谱，为线光谱,AES是原子由激发态向基态或低能态跃迁得到的光谱

2、,AES涉及的原子外层电子的跃迁，产生的是紫外可 见区的光谱，属于光学原子光谱,AES是由非光能激发的发射光谱,AES是最古老的元素分析方法之一,3-1 概 述,概 述,德国物理学家、化学家和天文学家。1824年 3月12日生于普鲁士的柯尼斯堡(今苏联加里宁格勒)，1887年10月17日卒于柏林。1847年毕业于柯尼斯堡大学。基尔霍夫主要从事光谱、辐射和电学方面的研究。对原子发射光谱的贡献：1859年发明分光仪，与化学家R.W.本生共同创立了光谱分析法，并用此法发现了元素铯(1860)和铷(1861)。他并将光谱分析应用于太阳的组成上。他将太阳光谱与地球上的几十种元素的光谱加以比较，从而发现太

3、阳上有许多地球上常见的元素，如钠、镁、铜、锌、钡、镍等。著有光谱化学分析（1895年与R.W.本生合著）等。,1、可实现多元素的同时定性或定量分析,2、分析速度快,3、选择性好,4、检出限低,ICP-AES的检出限可达到 ng/mL,5、准确度高、精密度好,RSD一般在5%左右，ICP-AES的RSD可达到1以下；其精密度与样品浓度有关,6、试剂耗量少,7、线性范围宽,ICP-AES的线性范围可以从痕量到常量,概 述,1、大多数非金属元素难以得到灵敏的光谱线，测定困难,2、对激发电位较高的元素如Se、Te等，测定准确度不高,5、摄谱法操作繁琐、费时,3、只能分析元素的种类和含量，不能进行形态分

4、析,概 述,4、在经典的摄谱法中，影响谱线强度的因素较多，尤其 是试样组分的影响较为显著，所以对内标元素要求较高。,一、原子发射光谱的产生过程,寿命很短（寿命约为10-8 s）,热能激发,发射光子,发射光子,样品,基本原理,用图解法表示的原子系统内所有可能存在的量子化能级及能级跃迁,钠原子的能级图,1、能级图,基本原理,2、光谱项,主量子数（n）：,描述电子离核的远近，即电子所处电子层数,角量子数（l）,（1）核外单电子运动状态的描述,n=1,2,3,四个量子数,描述电子在空间不同角度出现的概率，也代表电子绕核运动的角动量，即电子云的形状,l=0,1,2,，(n-1),轨道符号:,基本原理,磁

5、量子数（m）,描述电子云在空间的不同取向,m=0,1,2,l,（即 m 共有2l 1个取值）,自旋量子数（s）,描述电子的自旋情况,s=,或,s=,（1）核外单电子运动状态的描述,基本原理,总角量子数（L）,表示所有价电子的角量子数 l 的矢量和，即,（2）核外多个价电子总运动状态的描述,在2个价电子(角量子数为 l1 和 l2)体系中，L的取值为：,主量子数（n）：,不变,L=0，1，2，3，,若有多个价电子时，先把2个价电子的角量子数的矢量 和求出后，再与第三个价电子求出其矢量和，依次下 去即得到了体系的的总角量子数。,基本原理,（2）核外多个价电子总运动状态的描述,总自旋量子数（S）,所

6、有价电子的自旋量子数之和，即：,内量子数（J）,描述轨道运动与自旋运动的相互作用，即轨道磁矩与自旋量子数的相互影响，为总角量子数L与总自旋量子数S的矢量和。J=L+S,当L S 时，J 的取值为：,J=(L+S)，(L+S-1)，(L+S-2)，(L-S),共有2S+1个值,当L S 时，J 的取值为：,J=(S+L)，(S+L-1)，(S+L-2)，(S-L),共有2L+1个值,基本原理,（3）光谱项符号,作 用：,用来表示原子中电子特定的能级,表示方法：,主量子数,总角量子数（用S、P、D表示）,内量子数,代表不同的光谱支项,谱线多重性符号,一个光谱项符号代表原子的一个能级,基本原理,写出

7、基态Na的光谱项符号,基态Na的核外电子排列为:,价电子的 n、l、m 和 s 分别为：,价电子的 L、S、J 和 M 分别为：,J=S+L,.,S-L=,基态Na的光谱项符号为：,第一激发态Na的光谱项符号为？,基本原理,写出第一激发态Mg 的光谱项符号,第一激发态Mg的核外电子排列为:,价电子的主量子数为：,总自旋量子数为 S 为：,角量子数 l 分别为：,总角量子数 L 为：,P,自旋量子数 s 分别为：,基本原理,写出第一激发态Mg 的光谱项符号,第一激发态Mg 的光谱项符号,2S+1=3（S=1时）或 1（S=0时）,内量子数为 J,J=S+L,.,S-L=2,1,0,当 L=1，S

8、=1时：,当 L=1，S=0时：,J=1,同时：,三重态能级（有三个光谱支项）,单重态能级（有一个光谱支项）,基态Mg 的光谱项符号？,基本原理,思考,电子能否在任意两个能级之间发生跃迁？,任何一种跃迁是否都能产生强的光谱线？,Na由基态向第一激发态跃迁或由第一激发态向基态跃迁 产生两条谱线,5895,5889,Mg 在基态与第一激发态之间跃迁是否产生4 条谱线？,实验结果：,一般只有一条强谱线,基本原理,3、价电子跃迁选律,主量子数变化满足：n=0 或任意正整数,内量子数的变化满足：J=0 或 1；但当J=0时，J=0的跃迁也是禁戒的。,总角量子数变化满足：L=1,总自旋量子数的变化满足：S

9、=0 表示不同多重性光谱项之间的跃迁是禁阻的。,满足上述条件的光谱项（能级）之间的跃迁是许可的，否则是禁阻（不能发生或发生的机率很小）。,基本原理,Na原子在基态与第一激发态之间的跃迁,许可跃迁,许可跃迁,许可跃迁,禁阻跃迁,产生强的吸收或发射谱线,产生强的吸收或发射谱线,Mg 原子在基态与第一激发态之间的跃迁,禁阻跃迁,禁阻跃迁,产生一条强的吸收或发射线,基本原理,1、谱线强度的经验式,粒子在i（高能态）和j（低能态）两能级间跃迁，谱线强度（Iij)可表示为：,基本原理,激发态与基态的统计权重（g为所有光谱支项的2J+1之和),2、玻尔兹曼（Boltzmann）分布定律,达到热平衡时，体系中

10、处于激发态的原子数目（Ni）与处于基态的原子数目（N0）的比值服从以下方程：,解：,（1）求EJ,由Na从3p到3s两条谱线的平均波长5893作为跃迁谱线,（2）求gJ 和g0,Na的基态3s的光谱项为,Na的激发态3p的光谱项为,和,（3）求 Ni/N0,例：计算2500K时，Na 原子3p激发态与基态的原子数比,基本原理,结论,热力学平衡体系中，处于激发态原子的数目不到0.1%，而99.9%以上的气态原子是处于基态,随温度的升高，激发态原子数目增速较快，但基态原子数 目仍处于绝对多数，因此温度对基态原子数目几乎无影响。,外层电子结构越复杂，激发态原子所占比例越小。,基本原理,3、影响谱线强

11、度的因素,统计权重,激发能,跃迁概率,激发温度,基态原子数目,当一定条件下，共振线强度与基态原子数目成正比，即：,AES定量分析的理论基础,基本原理,自吸：辐射能被发射原子自身 吸收而使谱线强度减弱 的现象。,自蚀：自吸严重时导致谱线轮 廓中心下陷，甚至中 心频率处的辐射几乎 全被吸收的现象。,导致自吸的主要原因：,待测物浓度过高,原子化器温度不高,有自吸,在原子发射光谱图上，常用r表示自吸，R表示自蚀,光 源,分光仪,检测器,记录仪,提供样品蒸发、原子化及激发的能源（激发源）,试样,3-3 原子发射光谱仪,一、基本结构,1、AES中光源的作用,提供试样蒸发、解离、原子化、激发所需要的能量（同

12、时在光源中发射出特征谱线),2、理想的光源条件,二、AES中的光源,原子发射光谱仪,3、AES中常用的光源,二、AES中的光源,原子发射光谱仪,与光源相关的几个重要概念,二、AES中的光源,原子发射光谱仪,击穿电压：使电极间击穿而发生自持放电的最小电压。自持放电：电极间的气体被击穿后，即使没有外界的 电离作用，仍能继续保持电离，使放电持 续的现象。燃烧电压：自持放电发生后，为了维持放电所必需的 电压。,（1）直流电弧,接触引燃，二次电子发射放电,基本原理,高频引燃直流电弧,阴极产生热电子,电子穿过分析(电极)间隙向阳极碰撞,高温下电子穿过分析间隙时与其中的分子、离子碰撞，使其进一步电离，产生的

13、正离子进一步轰击阴极，使阴极产生二次电子,上述过程不断重复，维持电弧不灭，电子不断轰击阳极，产生阳极斑（高温）。样品在电极间蒸发、离解、原子化并激发,原子发射光谱仪,原子发射光谱仪,特点与应用,电极头温度（蒸发温度）高（达3800K），有利于试样的 蒸发；分析绝对灵敏度很高，适用于难挥发痕量样品的定 性分析，不适合熔点低的样品（合金、金属）分析,持续放电，弧焰温度（激发温度）不高（40007000K），激发能力不强。不适合难电离、难激发元素的分析,弧光游移不定，弧温随元素电离电位而变化，稳定性差，重现性不好，弧层厚，自吸较为严 重；不适于高含量样品定量分析,适用于熔点较高（矿物、岩石）试样中痕

14、量组 分的定性及半定量分析,为了稳定弧温，一般需要在样品中加入大量的基体元素（第三种元素、光谱缓冲剂）,原子发射光谱仪,基本原理,高频高压引火、低频低压燃弧,（2）交流电弧,R2,原子发射光谱仪,特点与应用,每交流半周点弧一次，间隙放电,电极头温度比直流电弧略低，试样蒸发能力差，因而 对难熔样品分析的灵敏度略差于直流电弧,电弧温度比直流电弧略高，可达40008000K，激发 能力强，适用于难激发元素分析,电弧放电稳定，分析再现性好、精密度高，但弧层较 厚，自吸较严重，不适合于高含量样品的定量分析,适合于金属及合金样品中低含量元素的定性、定量分析,原子发射光谱仪,基本原理,（3）电火花,原子发射

15、光谱仪,光源背景大，绝对灵敏度低，不适于分析微量和痕量 元素定量分析,间隙放电，放电时间短，停息时间长,电极温度低，蒸发能力差，分析灵敏度低，适用于低 熔点金属和合金的定量分析,弧温高（瞬间可达10000K），适用于难激发元素的分 析，但所产生的谱线主要是离子线，又称为火花线,放电稳定，分析重现性好、精密度高，适合定量分析,自吸小，适合高含量样品的定量分析,适用于含量高、激发电位高、熔点低、易挥发样品（金属和合金）的分析,特点与应用,原子发射光谱仪,（4）等离子体光源,等离子体的一般概念,含有一定的且相等浓度的阴、阳离子的能导电的气体混合物,等离子体中使用的气体一般为氩气（Ar）,原子发射光谱

16、仪,二、AES中的光源,常用光源（等离子体光源）,等离子体光源的种类,电感耦合等离子体光源(Inductively coupled plasma,ICP),原子发射光谱仪,ICP的结构,氩气中试样气溶胶或蒸气,高频电磁场,由高频发生器和感应线圈组成,石英等离子体炬管,工作气体,外层切向Ar气,内层Ar气（样品栽气）,中层Ar气（点燃等离子体）,将等离子体吹离外层石英管的内壁，可保护石英管不被烧毁；利用离心作用，在炬管中心产生低气压通道，以利于进样；同时参与放电过程。,由三层同心石英管（外层管、中间管、内管又称喷管）组成,原子发射光谱仪,ICP的工作原理,接通高频发生器，高频电流通过感应圈产生交

17、换 高频磁场,用高频点火装置引燃辅助Ar，产生气体电离（Ar+e),环形涡电流释放大量的热，将中心层气体加热到1000oC 左右，在管口形成火炬状稳定的等离子焰炬,电子和离子被高频磁场加速，再产生碰撞电离，电 子和离子数急剧增加，在气体中形成环形涡电流。,等离子体焰炬外观象火焰，但其实属于气体放电,原子发射光谱仪,待分析物的原子化和电离,原子发射光谱仪,ICP的特点优点,ICP蒸发和激发温度高，原子化完全，样品在焰炬中停留时间长,线性范围可跨越46个数量级,可测定70多种元素，并可以测定离子线,原子发射光谱仪,ICP的特点缺点,原子发射光谱仪,直流等离子体光源(DCP),原子发射光谱仪,弧温高

18、（500010000K）弧层薄 弧焰稳定,适用于难激发元素 的定性及定量分析,原子发射光谱仪,1、气动雾化进样,气动雾化的概念,通过压缩空气的气流将试样转变为极细的雾状微粒（气溶胶）的过程成为 雾化,气动雾化进样的概念,利用动力学原理将液体试样变为气溶胶并传输到原子化器的进样方法,适用于液体试样,原子发射光谱仪,几种常见气动雾化进样装置及其特点,同心圆喷雾器,特点：结构简单、稳定 性好；但在毛细 管口易于沉积盐 份，传输效率不 高；广泛使用,气溶胶,气溶胶,直角（交叉）型喷雾器,特 与同心圆喷雾器相比，点 稳定性稍差，不适合 火焰原子化器，同时 气流较小，适合等离 子体光源；盐份在毛 细管口沉

19、积相对较少，适合于高盐样品。,气溶胶,巴宾顿喷雾器,特点：防止堵塞，适合于高 盐样品，雾 化率高,将试样雾化（直角型气动雾化器或超声雾化）后由Ar带入光源,ICP光谱中试样的雾化进样,载气（Ar）,辅助气,冷却气,绝缘屏蔽,载气Ar+样品,样品溶液,废液,原子发射光谱仪,电极多由石墨制成,2、试样直接插入进样电极头进样,固体试样的引入；,（1）电 极,原因：石墨溶点高、易提纯、易导电、光谱简单,（2）试样的引入,溶液试样的引入,金属或合金直接做成 电极(固体自电极)；,粉末试样可与石墨粉 混合装样,滴在电极上，低温烘干,原子发射光谱仪,（3）应用,用于电弧及火花光源的进样,原子发射光谱仪,常用

20、试样的引入方式,由于液体试样比固体试样易于引入，且重现性好，因此原子光谱一般 以液体试样引入，只有难以溶解的试样才以固体方式引入,原子发射光谱仪,蒸发曲线；,分馏,各元素的谱线强度（黑度）随蒸发时间的变化关系曲线,试样中不同元素的蒸发有先后次序的现象,原子发射光谱仪,简单，但精确度差，专用于钢铁和有色金属的测定,简单、廉价，准确度较好，精密度较高，应用广泛,准确度好，精密度高，应用方便，分析速度快，但仪器价格昂贵,原子发射光谱仪,1、感光板与摄谱法,采用感光板记录光谱，然后用映谱仪及测微光度计（黑度计）观察谱线位置或测定谱线黑度，从而进行定性、半定量及定量分析的AES方法,（2）摄谱法的基本过

21、程,光 源,分光仪,试样,感光板,映谱仪上读谱（定性分析及半定量分析）,测微光度计测定分析线黑度（定量分析）,（1）摄谱法定义,原子发射光谱仪,用感光板记录得到的典型的原子发射光谱图,铁光谱,不同曝光时间下得到的样品光谱,原子发射光谱仪,（3）感光板结构,组成,片基（支持体）玻璃板,感光层（乳剂）,原子发射光谱仪,（4）曝光量（H）,（5）黑度（S）感光板上谱线变黑的程度,谱线的黑度S与照射在感光板上的曝光量H有关，关系复杂，用乳剂特性曲线描述,原子发射光谱仪,（6）感光板的乳剂特性曲线,黑度 S 对曝光量的对数 lgH 的关系曲线,D,曝光过量,曝光正常,曝光不足,A,lgHi,lgH,S,

22、B,C,对于正常曝光段(BC段)：,S=(lg H-lg H I)lgH-i,乳剂的反衬度（表示乳剂在曝光量改变时黑度变化的快慢，越大，感光板展度越小，定量分析线性范围越窄）,惰延量（表示感光板的灵敏度）,感光板展度（决定定量分析的线性范围）,同一感光板，、Hi 及i 为常数,原子发射光谱仪,（7）乳剂特性曲线的用途,为得到高的准确度，选择反衬度 大的感光板；为得到宽的线性范围，选择反衬度 小的感光板,对于一块感光板，反衬度 越大，分析准确度高，但感光板展度越小，定量分析的线性范围越窄，,提供了选择感光板的依据,提供了AES定量分析的依据,采用AES进行定量分析，首先必须绘制感光板的乳剂特性曲

23、线，定量分析的曝光量应落在乳剂特性曲线的直线部分,定量分析，常选用反衬度较高 的紫外型感光板（值应在左右）；定性分析则选用灵敏度较高的紫外型感光板,原子发射光谱仪,2、光电（直读）法,一般与ICP光源配合使用,原子发射光谱仪,原子发射光谱仪,1、摄 谱 仪,摄谱仪种类(按光栅大小分)：,用摄谱仪进行分析的特点：,仪器价格便宜、测试费低、维护和使用简单，可同时 记录整个波长范围内的光 谱，分辨率高,操作繁琐，耗时长,原子发射光谱仪,2、多道直读光谱仪,特点与应用：,分析速度快、准确度 与灵敏度高,谱线少，并存在一定 的谱线干扰,适用于固定元素的快 速定性、半定量和半 定量分析,原子发射光谱仪,3

24、、单道扫描式光谱仪,特点与应用：,波长范围宽、波长选 择更灵活，分析试样 的范围更宽,分析速度慢，同样存 在一定的谱线干扰,适用于多元素同时定 性、半定量和定量分 析,原子发射光谱仪,4、全谱直读光谱仪,特点与应用：,波长范围宽、稳 定性好、谱线多、分析速度快、适 用试样面广,仪器价格、维护 费和分析成本高,适用多元素同时 定性与定量分析,ICP光源,反光镜,反光镜,入射狭缝,准直镜,中级光栅,Schmidt光栅,可见棱镜,紫外 CCD检测器,可见 CCD检测器,原子发射光谱仪,ICP全谱直读原子发射光谱仪,3-4 干扰及消除方法,干扰种类,（基体效应）,一、干扰种类,干扰及消除方法,1、非光

25、谱干扰（基体效应）的定义,试样组成（基体）不同对谱线强度的影响,2、基体效应产生的原因,激发光源的激发温度与试样组成有关，由试样中主体元素 决定，主体元素电离能低，则光源激发温度低,采用雾化进样时，样品基体不同，其粘度等性质不同，导 致雾化效率和进样量不同,加入光谱添加剂或称光谱改进剂,3、减小基体效应的方法,样品中因其它元素的存在而对待测元素的谱线强度产生影响的现象称为第三元素的影响,ICP 光源的基体效应相对较小,干扰及消除方法,（1）常用光谱添加剂的种类,光谱载体 光谱缓冲剂 光谱挥发剂,（2）光谱缓冲剂,为控制弧温而加入具有适当电力能、沸点和熔点，且谱线简单的物质,常用光谱缓冲剂,碱金

26、属、碱土金属盐类，SiO2，CuO，石墨（碳）粉，低熔点的B2O3，Na2B4O7，H3BO3,干扰及消除方法,（2）光谱缓冲剂,光谱缓冲剂的选择,对难熔物：选择低熔点的缓冲剂如B2O3，使待测元素熔点 降低，减少基体效应,对难挥发物：选择易挥发的卤化物，使待测元素生成易挥 发卤化物,（3）光谱挥发剂,为增加样品中难挥发性化合物挥发能力而加入的一些高纯化合物,常用光谱挥发剂,卤化物,干扰及消除方法,载体、挥发剂及缓冲剂之间没有明显的界限,（4）光谱载体,为控制蒸发行为，将样品中难挥发性化合物（氧化物）转变为低沸点、易挥发的化合物（如卤化物等）等，从而提高分析灵敏度、准确度及消除干扰而加入的一些

27、高纯化合物,常用光谱缓冲剂,卤化物,光谱添加剂主要用在电弧和火花光源中，在ICP光源中不常用,干扰及消除方法,1、谱线干扰及消除,其它元素发射的共振线对待测元素分析线的影响,（1）谱线干扰的定义,（2）消除方法,干扰及消除方法,2、背景干扰及消除,原子发射光谱中，因带光谱、连续光谱以及光学系统的杂散光等对待测元素分析线的影响,（1）背景干扰的定义,（2）背景的来源,未解离分子或电弧中产生的分子发射的带光谱,M+e=M+h,干扰及消除方法,（3）背景干扰的消除,背景校准法,依据：,在很窄的波长范围内，分子吸收及散射的强度被认为与波长无关,校准法原理与方法：,分析线（1）处测定：,强度为I1,I1

28、=I谱线+I背景1,分析线旁（2）的背景处测定：,强度为I2,I2=I背景2,若1与1非常邻近，则：,I背景1=I背景2,I谱线=I1-I2,校准后的谱线强度为：,干扰及消除方法,等效浓度法,原理与方法：,I1=I谱线+I背景,有待测元素时,=AC+AbCb,=A(C+Ceq),=AC,C=C-Ceq,AES中一般不单独消除光谱背景的干扰,一、光谱定性分析方法,1、AES定性分析的依据,各元素的原子结构不同，在激发光源的作用下，得到 的特征光谱不同，即不同的元素发射不同的特征谱线。,在元素光谱定性分析时，并不要求对元素的每条谱线 都进行鉴别，一般只要在试样的光谱中找出待测元素 的2-3 条灵敏

29、线，就可以确定试样中存在该元素。,AES是目前最理想、最快速的元素定性方法，可对70多种元素进行定性分析,2、定性的基本方法,激发态与基态之间直接跃迁所产生的谱线,共振线,实验选定用来测量该元素 的谱线,主共振线(第一共振线),最低激发态（第一激发态）与基态之间的直接跃 迁产生的谱线,一般也是元素的最灵敏线,最后线,当该元素的含量在被测物 质里不断降低时，最后消 失的一条谱线，也是最灵 敏线,分析线,3、分析用光谱线的选择,主共振线,共振线,非共振线,光谱分析方法,光谱分析方法,4、摄谱法定性的方法,标准/铁光谱比较法,以 放大20倍的铁光谱图（图上还按波长的位置、相对强度、原子线、离子线等信

30、息标示出了68种元素的灵敏线）作为标尺，对样品谱图中各谱线的波长进行测量,标准铁光谱图,II则表示一级电离的离子线,光谱分析方法,(2)实验方法与步骤,将试样与纯铁在完全相同条件下并列并且紧挨着摄谱，摄得的谱片置于映谱仪（放大仪）上；谱片也放大20倍，再与标准光谱图进行比较。,铁的光谱线较多（约有4 5千条），谱线波长分布范围较宽（210660nm），每条谱线的波长都已精确测定,(1)铁光谱作为“标准光谱”的原因,标准图谱,光谱分析方法,（3）注意事项,光谱仪的选用,一般选用色散率较大的中型摄谱仪，若谱线复杂、干扰严重，如稀土元素等，可采用色散率大的大型摄谱仪。,激发光源和摄谱方法,采用直流电

31、弧，电流可从小到大依次增加；或对同一样品进行不同曝光时间的摄谱,感光板的选择,选用灵敏度好，反衬度大的II型感光板,单色器狭缝的选择,选用较小的狭缝（57m),使用哈特曼光栏摄谱,避免样品光谱与铁光谱的错位,光谱分析方法,1、半定量的概念,2、半定量的基本方法,摄谱法,给出样品中待测成分大致含量的分析方法,光谱分析方法,（1）谱线黑度比较法,将试样与已知不同含量的标准样品在同样条件下 摄谱于同一感光板上,在映谱仪上用目视法直接比较被测试样与标样光谱中 分析线黑度，从而进行样品含量估计。,样品含量约为？,0.1%,光谱分析方法,（2）谱线呈现法,预先配制一系列浓度不同的标样，在同一条件下摄谱。,

32、将不同浓度下出现的谱线及强度情况绘成关系表 谱线与含量关系表谱线呈现表。,根据样品中某一谱线是否出现来估计试样中该元素 的大致含量,如：Pb的半定量分析,由不同浓度标样绘制谱线呈现表,光谱分析方法,Pb的谱线呈现表,试样光谱中铅的分析线仅283.31、261.42和280.20nm三条谱线清晰可见,试样中Pb的质量分数为？,0.003%,光谱分析方法,1、定量分析的基本关系,赛伯罗马金公式,I=a c b,lgI=lga+blgc,2、定量分析的基本方法,只适用于ICP-AES法中,光谱分析方法,3、内标法,（1）基本原理,选一条分析线被测元素的一条灵敏线,选一条内标线基体元素(或定量加入的其

33、它元素)的谱线,对分析线：,对内标线：,I=acb,I0=a0 c0b0,当内标含量不高即c0较小且固定时，b0=1，I0为定值,内标法定量的依据,R=,光谱分析方法,（2）内标元素的选择原则,（3）内标线的选择原则,光谱分析方法,（4）摄谱法中的内标法定量,对分析线：,对内标线：,I=acb,I0=a0 c0b0,摄谱法内标定量的依据,如果：,光谱分析方法,内标线几乎没有自吸；分析线对在感光板上非常靠近（即波长与激发电位相近；分析线对的黑度值落在感光板乳剂特性曲线的直线范围内,摄谱法内标定量的基本条件：,摄谱法内标定量的基本方法,三标准试样法,光谱分析方法,4、定量分析条件选择,（1）光谱仪

34、,一般多采用中型光谱仪；但对谱线复杂的元素（如稀土元素等），则需选用色散率大的大型光谱仪。,（2）光源,可根据被测元素的含量、元素的特征及分析要求等选择合适的光源。,（3）狭缝,为了减少由乳剂不均匀所引入的误差，并提高灵敏度，宜使用较宽的狭缝（一般可达20m）。,（4）内标元素及内标线的选择,（5）光谱缓冲剂或光谱载体的选择与应用,3-6 分析性能,3-7 分析应用,自学,书上作业 p92-93:2、3、4、6、8、10;p124:1,采用404.720nm作分析线时，受Fe404.582nm和弱氰带的干扰，可分别采用何种方法消除,p92-93的第3题改为：,补充作业:,1、下列那种跃迁不能产生，为什么？31S031P1；31S031D2；33P233D3；43S143P1；,2、用原子发射光谱分析下列试样，应选用那种光源？（1）矿石中的定性与半定量分析（2）合金中的铜测定（Cu的含量在 x%数量级）（3）钢中锰的测定（含量0.0 x%0.x%数量级之间）（4）污水中的Cr、Mn、Cu、Fe、V、Ti等的测定（含量 在10-6x%之间）,