《原子发射光谱分析》ppt课件

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1、原子发射光谱分析(AtomicEmissionspectrometry,AES)内容光化学分析概论原子发射光谱的基本原理原子发射光谱仪的基本构造原子发射光谱法的定性、定量分析总结（原子发射光谱法的特点及应用）一、光分析法及其特点opticalanalysisanditscharacteristics光分析法：基于电磁辐射能量与待测物质相互作用后所产生的辐射信号与物质组成及结构关系所建立起来的分析方法；电磁辐射范围：射线～无线电波所有范围；相互作用方式：发射、吸收、反射、折射、散射、干涉、衍射等；光分析法在研究物质组成、结构表征、表面分析等方面具有其他方法不可区代的地

2、位；电磁辐射的基本性质电磁辐射既具有波动性又具有粒子性；电磁辐射（电磁波）：以接近光速（真空中为光速）传播的能量；c=λν=ν/σE=hν=hc/λc：光速；λ：波长；ν：频率；σ：波数；E：能量；h：普朗克常数物质对光的作用(1)吸收物质选择性吸收特定频率的辐射能，并从低能级跃迁到高能级；(2)发射将吸收的能量以光的形式释放出；(3)散射丁铎尔散射和分子散射；(4)折射折射是光在两种介质中的传播速度不同；(5)反射(6)干涉干涉现象；(7)衍射光绕过物体而弯曲地向他后面传播的现象；(8)偏振只在一个固定方向有振动的光称为平面偏振光。光波的分类光分析分类typeof

3、opticalanalysis原子光谱、分子光谱原子光谱（线性光谱、基于原子外层电子跃迁）原子发射光谱（AES）、原子吸收光谱（AAS）、原子荧光光谱（AFS）；分子光谱（带状光谱）：基于分子中电子能级、振-转能级跃迁；紫外光谱法（UV）；红外光谱法（IR）；分子荧光光谱法（MFS）；分子磷光光谱法（MPS）；化学发光光谱法（CL）气态原子或离子的核外层电子当获取足够的能量后，就会从基态跃迁到各种激发态，处于各种激发态不稳定的电子(寿命<10-8s)迅速回到低能态时，就要释放出能量，若以光辐射的形式释放能量，既得到原子发射光谱。二、原子发射光谱法基本原理一.原子发射

4、光谱的产生电能、热能、光能等激发气态原子、离子的核外层电子跃迁至高能态。E2E0E1E3hi气态激发态原子、离子的核外层电子，迅速回到低能态时以光辐射的形式释放能量。原子发射光谱2.共振线、第一共振线由激发态直接跃迁至基态时辐射的谱线称为共振线。由第一激发态直接跃迁至基态的谱线称为第一共振线。激发电位:低能态电子被激发到高能态时所需要的能量。原子发射光谱法一些常用的术语E2E0E1E33.最灵敏线、最后线、分析线第一共振线一般也是元素的最灵敏线。当该元素在被测物质里降低到一定含量时，出现的最后一条谱线，这是最后线，也是最灵敏线。用来测量该元素的谱线称分析线。4.

5、原子线、离子线原子线(Ⅰ)：原子核外激发态电子跃迁回基态所发射出的谱线。M*M(I)离子线(Ⅱ,Ⅲ)：离子核外激发态电子跃迁回基态所发射出的谱线。M+*M+(Ⅱ)；M2+*M2+(Ⅲ)原子发射谱线强度与试样中元素浓度的关系E0EiNi=N0gi/g0e-Ei/kT(1)在高温下，处于热力学平衡状态时，单位体积的基态原子数N0与激发态原子数Ni之间遵守Boltzmann分布定律:gi、g0—激发态和基态的统计权重Ei—激发电位k—Boltzmann常数T—温度K1.谱线强度及其影响因素在0i两能级间跃迁，谱线强度可表示为：Ii=NiAihυi（2）Ai为跃迁几

6、率υi为发射谱线的频率1）代入（2）得：Ni=N0gi/g0e-Ei/kT(3)Ii=gi/g0e-Ei/kTAihυiN0此式为谱线强度的基本公式。Ii=[A’]N0=[A]C当以上的影响因素恒定时：跃迁几率统计权重主要的影响因素：激发电位激发温度发射光谱分析的基本依据根据元素的特征光谱（谱线）来鉴别元素的存在-定性分析根据谱线的强度来测定元素的含量-定量分析激发源(光源)单色器检测器数据处理与显示二、原子发射光谱仪二.激发源（光源）1.激发源(光源)的作用:2.激发源的影响：检出限、精密度和准确度。光源电弧电感耦合等离子体，ICP现代光源经典光源火花直流电弧交流

7、电弧火焰激光光源AES光源分类1.光源种类及特点直流电弧：接触引燃，二次电子发射放电VAELG220~380V5~30AR接触短路引燃（或高频引燃）；阴极电子与气体分子和离子相撞产生的离子再冲击阴极，引起二次电子发射……电子再撞击阳极，产生高温阳极斑（4000K）；产生的电弧温度：4000~7000K直流电弧特点：a）样品蒸发能力强（阳极斑）---进入电弧的待测物多---绝对灵敏度高---尤其适于定性分析；同时也适于部分矿物、岩石等难熔样品及稀土难熔元素定量；b）电弧不稳----分析重现性差；c）弧层厚，自吸严重；d）安全性差。ICP炬形成过程:1）Tesla线