原子發射光譜ppt課件-資料下載頁

　　

【正文】 末（或先予分離） → 電極激發 * 有機物：低溫干燥 → 灰化 → 電極激發 ２．攝譜： * 選擇原則：常見元素 → 中型石英攝譜儀 (近紫外區 ) 稀土元素 → 大型攝譜儀 (譜線復雜 ) （二）工作條件的選擇： ３．激發光源： * 直流電弧：電極頭溫度高，有利于試樣蒸發，絕對靈敏度高， ４．電流控制： 一般先使用較小的電流 (5～ 6A)，然后用較大的電流 (6～ 20A) ，直至試樣蒸發完畢，試樣揮發完后，電弧發出噪聲，并呈現紫色。 ５．狹縫： 為了減小譜線的重疊干擾和提高分辨率，攝譜時狹縫應小一些，以５ ～ ７ μm為宜。 ６．應用哈特曼光欄： 為避免攝譜時因感光板移動帶來的機械誤差，造成鐵譜與試樣光譜位置不一致，故使用哈特曼光欄，以便相互比較，定性查找。 ?特點 ：與目視比色法相似；測量試樣中元素的大致濃度范圍 ?應用 ：用于鋼材 、 合金等的分類 、 礦石品位分級等大批量試樣的快速測定 。 ?譜線強度比較法 ：測定一系列不同含量的待測元素標準光譜系列 ， 在完全相同條件下 (同時攝譜 )， 測定試樣中待測元素光譜 ， 選擇靈敏線 ， 比較標準譜圖與試樣譜圖中靈敏線的黑度 ，確定含量范圍 。 光譜半定量分析法 ? 1. 譜線呈現法： 試樣中某元素含量低時，攝譜后在感光板上僅出現少數幾根靈敏線，隨著試樣中該元素含量的增加，一些次靈敏線與原本較弱的譜線相繼出現，于是可以編成一張譜線出現于含量的關系表，根據某一譜線是否出現來估計試樣中該元素的大致含量。 特點： ?簡單快速； ?但準確程度受試樣組成與分析條件的影響較大。 光譜半定量分析法 ? 2. 譜線強度比較法 (黑度比較法 ) 將試樣予以列組分含量已知的標樣在相同條件下并列攝譜于同一感光板上，直接目視比較被測試樣與標樣光譜中待測元素同一分析線的黑度。黑度越大，則含量越高。 ? 特點： 該法的準確度取決于被測試樣與標樣組成的相似程度及標樣中待測元素含量間隔的大小 光譜半定量分析法 3. 均稱線對法 利用具有相似激發電位的元素進行比較分析的方法。具體方法如下： ?選擇譜線強度變化很小的元素作內標物； ?配制不同濃度的內標物，并測定它們相應的譜線； ?將試樣中的譜線與內標物的譜線作對比，用目視觀察譜線的黑度，由此判斷試樣中某一元素的含量。 光譜半定量分析法 1. 發射光譜定量分析的基本關系式 在條件一定時 ， 譜線強度 I 與待測元素含量 c關系為： I = a c a為常數 (與蒸發 、 激發過程等有關 )， 考慮到發射光譜中存在著自吸現象 ， 需要引入自吸常數 b ， 則： acbIcaI blglglg ???? 發射光譜分析的基本關系式 ，稱為塞伯 羅馬金公式 （ (SchiebeLomakin equation):經驗式 ） 定量分析的方法 ?當譜線強度不大時，沒有自吸， b＝１； ?有自吸時， b＜１，且自吸越大， b值越小； ?對 a， b，只有在嚴格控制實驗條件 、在待測元素含量的范 圍內，它們才是常數，且 lgI與 lgc之間才具有線形關系。 （ 1） 內標法基本關系式 影響譜線強度因素較多 ， 直接測定譜線絕對強度計算難以獲得準確結果 ， 實際工作多采用內標法 （ 相對強度法 ） 。 在被測元素的光譜中選擇一條作為分析線 (強度 I)， 再選擇內標物的一條譜線 (強度 I0)， 組成分析線對 。 則： 0000bbcaIcaI???? 相對強度 R： AcbRcAcacaIIR bbblglglg0000???????? A為其他三項合并后的常數項 ， 內標法定量的基本關系式 。 定量分析的方法 （ 2）內標元素與分析線對的選擇： ?內標元素可以選擇基體元素，或另外加入，含量固定； ?內標元素與待測元素具有相近的蒸發特性； ?分析線對應匹配，同為原子線或離子線，且激發電位相近（譜線靠近），形成 “ 均勻線對 ” ； ?兩條譜線的波長盡可能接近； ?強度相差不大，無相鄰譜線干擾，無自吸或自吸很小； ?分析元素與內標元素的揮發率相近，包括沸點、化學活性、相對原子質量等。 定量分析的方法 （ 3）內標法的使用－乳劑特性曲線 ? 黑度： 表示譜線在感光板上的變黑程度。 ? 乳劑特性曲線： 譜線的黑度 S與照射在感光板上的曝光量有關。用來表示這種關系的圖解曲線稱為 乳劑特性曲線。 圖 乳劑特性曲線 定量分析的方法 （ 4）內標法進行定量分析公式的推導： ? ? ? ?ii HHHHtgS lglglglg ???? ??令 H=Et≈It, 得 S1=γ1 lgI1t1 i1 S2=γ2 lgI2t2 i2 AcbIIR lglglglg121 ???(1) 已知： 由圖： （ 2） ΔS=S1S2=γlg(I1/I2)=γlgR （ 3） 聯系式（ 1），得： ΔS =γlgR = γb1lgc + γlgA （ 4） 無合適內標物時，采用該法。 取若干份體積相同的試液（ cX），依次按比例加入不同量的待測物的標準溶液（ cO），濃度依次為： cX ， cX +cO ， cX +2cO ， cX +3cO ， cX +4 cO …… 在相同條件下測定： RX， R1， R2， R3， R4…… 。 以 R對濃度 c做圖得一直線，圖中 cX點即待測溶液濃度。 R=Acb b=1時， R=A(cx+ci ) R=0時， cx = – ci 定量分析的方法 ?S = ? lgR = ? blgc + ? lgA 將三個或三個以上含有不同濃度被測元素的標樣作攝譜操作，按光譜定量分析的基本關系式，以分析線對強度比的對數值 lgR對標樣中被測組分濃度的對數值 lgc作校正曲線。相同條件下，測量未知試樣的 lgR ，由校正曲線求得未知試樣中被測元素含量。 4. 三標準試樣法光譜定量分析 （ 攝譜法中的標準曲線法 ）： 定量分析的方法 光電直讀是利用光電法直接獲得光譜線的強度； 兩種類型：多道固定狹縫式和單道掃描式； ? 一個出射狹縫和一個光電倍增管，可接受一條譜線，構成一個測量通道； ? 單道掃描式是轉動光柵進行掃描，在不同時間檢測不同譜線； ? 多道固定狹縫式則是安裝多個 （ 多達 70個 ） ， 同時測定多個元素的譜線； 光電直讀等離子體發射光譜儀 凹面光柵與羅蘭圓 多道型光電直讀光度儀多采用凹面光柵； 羅蘭圓： Rowland(羅蘭 )發現在曲率半徑為 R 的凹面反射光柵上存在著一個直徑為 R的圓，不同波長的光都成像在圓上，即在圓上形成一個光譜帶； 凹面光柵既具有色散作用也起聚焦作用（凹面反射鏡將色散后的光聚焦）。 光電直讀等離子體發射光譜儀 特點 : (1) 多達 70個通道可選擇設置，同時進行多元素分析，這是其他金屬分析方法所不具備的； (2) 分析速度快，準確度高； (3) 線性范圍寬， 4～ 5個數量級，高、中、低濃度都可分析； 缺點 ：出射狹縫固定，各通道檢測的元素譜線一定； 改進 型： n+1型 ICP光譜儀 在多道儀器的基礎上，設置一個掃描單色器，增加一個可變通道； 光電直讀等離子體發射光譜儀 光電直讀等離子體發射光譜儀 ? 多道直流光譜儀 單道直流光譜儀 光電直讀等離子體發射光譜儀 2. 全譜直讀等離子體光譜儀 采用 CID陣列檢測器 ， 可同時檢測 165～ 800nm波長范圍內出現的全部譜線； 中階梯光柵分光系統 ， 儀器結構緊湊 ， 體積大大縮小； 兼具多道型和掃描型特點； CID：電荷注入式檢測器 (charge injection detector,CID), 28 28mm半導體芯片上 ， 26萬個 感光點 點陣 ( 每個相當于一個光電倍增管 )； 光電直讀等離子體發射光譜儀 全譜直讀光譜儀 ： 光電直讀等離子體發射光譜儀 全譜直讀光譜儀 ： 光電直讀等離子體發射光譜儀 (1) 測定每個元素可同時選用多條譜線； (2) 可在一分鐘內完成 70個元素的定量測定； (3) 可在一分鐘內完成對未知樣品中多達 70多元素的定性； (4) 1mL的樣品可檢測所有可分析元素； (5) 扣除基體光譜干擾； (6) 全自動操作； (7) 分析精度： CV %。 原子發射光譜分析法的應用 原子發射光譜分析在鑒定金屬元素方面（定性分析）具有較大的優越性，不需分離、多元素同時測定、靈敏、快捷，可鑒定周期表中約 70多種元素，長期在鋼鐵工業（爐前快速分析）、地礦等方面發揮重要作用； 在定量分析方面，原子吸收分析有著優越性； 80年代以來，全譜光電直讀等離子體發射光譜儀發展迅速，已成為無機化合物分析的重要儀器。 ?特點與應用 （ feature and applications） 2. 特點 (1)可多元素同時檢測 各元素同時發射各自的特征光譜； (2)分析速度快 試樣不需處理，同時對十幾種元素進行定量分析 (光電直讀儀 )； (3)選擇性高 各元素具有不同的特征光譜； (4)檢出限較低 10～ ?g?g1(一般光源 )； ng?g1(ICP） (5)準確度較高 5%～ 10% (一般光源）； 1% (ICP) ； (6)ICPAES性能優越 線性范圍 4～ 6數量級 ， 可測高、中、低不同含量試樣； 缺點 ：非金屬元素不能檢測或靈敏度低。 原子發射光譜分析法的應用 1. 巖礦分析： ?礦物中的元素分析； ?地球化學探礦方法：痕量分析巖石 、土壤地表或地下水、水系沉積物等 。 2. 爐前分析： ?用于鋼鐵冶煉中添加元素 (鉻 、鎂、鉬等 )的含量分析 方法：采用火花原子發射光譜法 3. 環境監測： ?廢水 、天然水體、土壤、大氣顆粒物、海洋沉積物等； 方法：用 ICPAES儀 4. 生化臨床分析： ? 利用 ICPAES儀測定尿毒癥病人的血清，糖尿病人血液中的微量元素； ?利用 ICPAES儀測定人發或人體中微量元素的分布； ?利用 ICPAES儀測定中草藥及膳食中微量元素等。 5. 材料分析： ?對新型材料能夠進行多元素同時測定，且靈敏度高。 方法：利用 ICPAES儀分析激光材料，半導體材料，各種合金與礦物原材料等。