原子发射光谱法4定性定量分析方法ppt课件.ppt

第十三章第十三章 原子原子发射光射光谱分析法分析法 一、光一、光谱定性分析定性分析qualitative spectrometric analysis二、光二、光谱定量分析定量分析quantitative spectrometric analysis三、特点与运用三、特点与运用feature and applications 第四第四节 定性、定量分析方法定性、定量分析方法atomic emission spectrometry,AESqualitative and quantitative analysis methods 一、 光谱定性分析 qualitative spectrometric analysis定性根据：元素不同定性根据：元素不同→电子构造不同子构造不同→光光谱不同不同→特征光特征光谱1. 元素的分析元素的分析线、最后、最后线、灵敏、灵敏线分分析析线：：复复杂元元素素的的谱线能能够多多至至数数千千条条，，只只选择其其中中几几条条特征特征谱线检验，称其，称其为分析分析线；；最后最后线：：浓度逐度逐渐减小，减小，谱线强度减小，最后消逝的度减小，最后消逝的谱线；；灵灵敏敏线：：最最易易激激发的的能能级所所产生生的的谱线，，每每种种元元素素都都有有一一条条或几条或几条谱线最最强的的线，即灵敏，即灵敏线。

最后最后线也是最灵敏也是最灵敏线；；共共振振线：：由由第第一一激激发态回回到到基基态所所产生生的的谱线；；通通常常也也是是最最灵敏灵敏线、最后、最后线；； 2. 2. 定性方法定性方法规范光范光谱比比较法：法： 最常用的方法，以最常用的方法，以铁谱作作为规范范(波波长标尺尺)；；为什么什么选铁谱？？ 规范光范光谱比比较定性法定性法 为什么什么选铁谱？？〔〔1〕〕谱线多：在多：在210～～660nm范范围内有数千条内有数千条谱线；；〔〔2〕〕谱线间间隔分配均匀：容易隔分配均匀：容易对比，适用面广；比，适用面广；〔〔3〕定位准确：已准确丈量了〕定位准确：已准确丈量了铁谱每一条每一条谱线的波的波长 规范范谱图：：将将其其他他元元素素的的分分析析线标志志在在铁谱上上，，铁谱起起到到标尺的作用尺的作用 谱线检查：：将将试样与与纯铁在在完完全全一一样条条件件下下摄谱，，将将两两谱片片在在映映谱器器(放放大大器器)上上对齐、、放放大大20倍倍，，检查待待测元元素素的的分分析析线能能否否存存在在，，并并与与规范范谱图对比比确确定定可可同同时进展展多多元元素素测定。

定 3. 3. 定性分析定性分析实验操作技操作技术(1) 试样处置置 a. 金金属属或或合合金金可可以以试样本本身身作作为电极极，，当当试样量量很很少少时，，将将试样粉碎后放在粉碎后放在电极的极的试样槽内；槽内； b. 固体固体试样研磨成均匀的粉末后放在研磨成均匀的粉末后放在电极的极的试样槽内；槽内； c. 糊糊状状试样先先蒸蒸干干，，残残渣渣研研磨磨成成均均匀匀的的粉粉末末后后放放在在电极极的的试样槽内液体槽内液体试样可采用可采用ICP-AES直接直接进展分析2) 实验条件条件选择 a. 光光谱仪 在在定定性性分分析析中中通通常常选择灵灵敏敏度度高高的的直直流流电弧弧；；狭狭缝宽度度5～～7m；；分分析析稀稀土土元元素素时，，由由于于其其谱线复复杂，，要要选择色色散散率率较高的大型高的大型摄谱仪 b. b. 电极极电极资料：采用光谱纯的碳或石墨，特殊情况采用铜电极；电极尺寸：直径约6mm，长3～4 mm；试样槽尺寸：直径约3～4 mm， 深3～6 mm； 试样量：10 ～20mg ； 放电时，碳+氮产生氰 (CN)，氰分子在358.4～ 421.6 nm产生带状光谱，干扰其他元素出如今该区域的光谱线，需求该区域时，可采用铜电极，但灵敏度低。

 〔〔3 3〕〕摄谱过程程 摄谱顺序：碳序：碳电极极(空白空白)、、铁谱、、试样；； 分分段段暴暴光光法法：：先先在在小小电流流(5A)激激发光光源源摄取取易易挥发元元素素光光谱调理理光光阑，，改改动暴暴光光位位置置后后，，加加大大电流流(10A)，，再再次次暴暴光光摄取取难挥发元素光元素光谱；； 采用哈特曼光阑，可多次暴光而不影响谱线相对位置，便于对比二、二、 光光谱定量分析定量分析 quantitative spectrometric analysis1. 1. 光光谱半定量分析半定量分析 与与目目视比比色色法法类似似；；丈丈量量试样中中元元素素的的大大致致浓度范度范围；； 运运用用：：用用于于钢材材、、合合金金等等的的分分类、、矿石石档档次次分分级等大批量等大批量试样的快速的快速测定 谱线强度度比比较法法：：测定定一一系系列列不不同同含含量量的的待待测元元素素规范范光光谱系系列列，，在在完完全全一一样条条件件下下( (同同时摄谱) )，，测定定试样中中待待测元元素素光光谱，，选择灵灵敏敏线，，比比较规范范谱图与与试样谱图中灵敏中灵敏线的黑度，确定含量范的黑度，确定含量范围。

 2. 光谱定量分析(1) 发射光射光谱定量分析的根本关系式定量分析的根本关系式 在在条条件件一一定定时，，谱线强度度I 与与待待测元元素素含含量量c关关系系为：： I = a c a为常常数数(与与蒸蒸发、、激激发过程程等等有有关关)，，思思索索到到发射射光光谱中中存存在在着着自自吸吸景景象象，，需需求求引引入入自自吸吸常常数数 b ，，那么：那么： 发射光谱分析的根本关系式，称为塞伯-罗马金公式〔阅历式〕自吸常数 b 随浓度c添加而减小，当浓度很小，自吸消逝时，b=1 (2) (2) 内内标法根本关系式法根本关系式 影影响响谱线强度度要要素素较多多，，直直接接测定定谱线绝对强度度计算算难以以获得准确得准确结果，果，实践任践任务多采用内多采用内标法〔相法〔相对强度法〕 在在被被测元元素素的的光光谱中中选择一一条条作作为分分析析线(强度度I)，，再再选择内内标物的一条物的一条谱线(强度度I0)，，组成分析成分析线对那么： 相相对强度度R：： A为其他三其他三项合并后的常数合并后的常数项，内，内标法定量的根本关系式。

法定量的根本关系式内内标元素与分析元素与分析线对的的选择：：a. 内标元素可以选择基体元素，或另外参与，含量固定；b. 内标元素与待测元素具有相近的蒸发特性；c. 分析线对应匹配，同为原子线或离子线，且激发电位相近(谱线接近)，“匀称线对〞； d. 强度相差不大，无相邻谱线干扰，无自吸或自吸小 (3) (3) 定量分析方法定量分析方法 a. 内内标规范曲范曲线法法 由由 lgR = blgc +lgA 以以lgR 对应lgc 作作图，，绘制制规范范曲曲线，，在在一一样条条件件下下，，测定定试样中待中待测元素的元素的lgR，在，在规范曲范曲线上求得未知上求得未知试样lgc；； b. 摄谱法中的法中的规范曲范曲线法法  S =  lgR =  blgc +  lgA 在在完完全全一一样的的条条件件下下，，将将规范范样品品与与试样在在同同一一感感光光板板上上摄谱，，由由规范范试样分分析析线对的的黑黑度度差差( S )对lgc作作规范范曲曲线(三三个个点点以以上上，，每每个个点点取取三三次次平平均均值)，，再再由由试样分分析析线对的的黑黑度度差差,在在规范范曲曲线上上求求得得未未知知试样lgc 。

该法法即即三三规范范试样法 c. c.规范参与法范参与法 无适宜内标物时，采用该法取假设干份体积一样的试液〔cX〕，依次按比例参与不同量的待测物的规范溶液〔cO〕，浓度依次为： cX ， cX +cO ， cX +2cO ， cX +3cO ， cX +4 cO …… 在一样条件下测定：RX，R1，R2，R3，R4…… 以R对浓度c做图得不断线，图中cX点即待测溶液浓度 R=Acbb=1时，R=A(cx+ci )R=0时， cx = – ci 三、特点与运用三、特点与运用 feature and applications feature and applications 1. 1. 特点特点 (1) (1)可多元素同可多元素同时检测 各元素同各元素同时发射各自的特射各自的特征光征光谱；； (2) (2)分析速度快分析速度快 试样不需不需处置，同置，同时对十几种元十几种元素素进展定量分析展定量分析( (光光电直直读仪) )；； (3) (3)选择性高性高 各元素具有不同的特征光各元素具有不同的特征光谱；； (4) (4)检出限出限较低低 10 10～～0.10.1g g g-1(g-1(普通光源普通光源) )；；ngng g-1(ICPg-1(ICP〕〕 (5) (5)准确度准确度较高高 5% 5%～～10% (10% (普通光源〕；普通光源〕； <1% <1% (ICP) (ICP) ；； (6)ICP-AES (6)ICP-AES性能性能优越越 线性范性范围4 4～～6 6数量数量级，可，可测高、中、低不同含量高、中、低不同含量试样；； 缺陷：非金属元素不能缺陷：非金属元素不能检测或灵敏度低。

或灵敏度低2.2.原子原子发射光射光谱分析法的运用分析法的运用 原子发射光谱分析在鉴定金属元素方面〔定性分析〕具有较大的优越性，不需分别、多元素同时测定、灵敏、快捷，可鉴定周期表中约70多种元素，长期在钢铁工业〔炉前快速分析〕、地矿等方面发扬重要作用； 在定量分析方面，原子吸收分析有着优越性； 80年代以来，全谱光电直读等离子体发射光谱仪开展迅速，已成为无机化合物分析的重要仪器内容内容选择：：第一第一节 原子原子发射光射光谱分析根本原理分析根本原理basic principle of atomic emission basic principle of atomic emission spectrometryspectrometry第二第二节 发射光射光谱分析安装与分析安装与仪器器device and instrument of AESdevice and instrument of AES第三第三节 等离子体等离子体发射光射光谱仪plasma emission spectrometryplasma emission spectrometry第四第四节 定性、定量分析方法定性、定量分析方法qualitative and quantitative qualitative and quantitative analysis method analysis method 终了终了。