原子發(fā)射光譜講義ppt課件-在線瀏覽
2025-06-23 18:01本頁(yè)面
【正文】 的原子或離子從光源中心部位輻射被光源邊緣基態(tài)或較低基態(tài)同類(lèi)原子吸收，使發(fā)射譜線減弱 —— 譜線自吸。 24 ? c小，原子密度低，譜線不呈現(xiàn)自吸現(xiàn)象 ? c↑，原子密度 ↑，譜線便產(chǎn)生自吸現(xiàn)象 ? c大到一定程度，自吸現(xiàn)象嚴(yán)重，譜線從中央一分為二，稱(chēng)為譜線自蝕。 63 原子發(fā)射光譜儀 常用的原子發(fā)射光譜儀有：攝譜儀；光電直讀儀；火焰分光光度計(jì) 攝譜儀 火焰分光光度計(jì) 26 27 儀器基本構(gòu)造 光 源 分光系統(tǒng) 檢測(cè)系統(tǒng) 作 用 試樣蒸發(fā)、解離、激發(fā) 發(fā)射的特征光分開(kāi) 把發(fā)射光譜記錄或檢測(cè)下來(lái) ① 攝譜儀 電弧 .火花等 棱鏡 .光柵 感光板 ② 直讀光譜儀 電弧 .火花等 棱鏡 .光柵 光電倍增管 ③ 火焰分 光光度計(jì) 火 焰 濾光片 棱鏡 .光柵 光電管或 光電倍增管 28 167。 光源的類(lèi)型 （ 1）直流電弧光源 （ 2）低壓交流電弧光源 （ 3）高壓火花光源 （ 4）電感耦合等離子體光源 (Inductively Coupled Plasma， ICP） 29 1. 直流電弧光源 ? 兩個(gè)碳電極為陰陽(yáng)兩極，試樣裝在陽(yáng)極的孔穴中，電弧被引燃后， 陰極產(chǎn)生的電子不斷轟擊陽(yáng)極 ，使陽(yáng)極表面形成熾熱的 陽(yáng)極斑 ，陽(yáng)極頭溫度高達(dá)3800K，有利于試樣的 蒸發(fā)、解離。 陽(yáng) 陰 30 ? 直流電弧光源電極頭溫度高，有利于 試樣的蒸發(fā)；適用于難揮發(fā)物質(zhì)的定性分析； ? 弧焰溫度高，一般達(dá) 4000~7000K，激發(fā)能力強(qiáng)，分析絕對(duì)靈敏度高； ? 穩(wěn)定性差，重現(xiàn)性不好； 不適于高含量定量分析； ? 適用于礦物、難揮發(fā)試樣的定性、半定量及痕量組分分析。 33 4. 電感耦合等離子體光源 —— ICP光源 ? 利用 高頻電感耦合 的方法產(chǎn)生等離子體放電的一種裝置。 ? 高頻發(fā)生器 —— 作用是產(chǎn)生高頻電流 ICP炬管 —— 由三層同心石英管組成： 外層管 內(nèi)引入 Ar氣 作為等離子體工作氣或冷卻氣； 中間管 內(nèi)通入 Ar氣 為輔助氣； 內(nèi)管 又稱(chēng)噴管 ， Ar氣 為載氣，將試樣氣溶膠引入到 ICP炬中。 試液被霧化后由載氣帶入等離子體內(nèi)，試液被 蒸發(fā)、解離、電離和激發(fā)， 產(chǎn)生原子發(fā)射光譜。 可測(cè)定 70多種元素 。 分析的精密度高 ，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在 1%左右 。 ICP光源具有以下突出的優(yōu)點(diǎn)： 36 光源 蒸發(fā)溫度 激發(fā)溫度 穩(wěn)定性 應(yīng)用范圍 直流電弧 高 (陽(yáng)極 ) 3000~4000 4000~7000 較差 礦物 ,純物質(zhì) ,難揮發(fā)元素 (定性半定量分析 ) 交流電弧 中 1000~2022 4000~7000 較好 金屬合金低含量元素的定量分析 高壓火花 低 《 1000 瞬間可達(dá)~10000 好 含量高元素 ,易揮發(fā) ,難激發(fā)元素 ICP 5000~8000 很好 適用范圍廣 火焰光源 略低 1000~5000 好 溶液 .堿金屬 .堿土金屬 各種光源性質(zhì)比較 37 二 . 光學(xué)系統(tǒng) ? 將試樣中待測(cè)元素的激發(fā)態(tài)原子或離子所發(fā)射的特征光色散分開(kāi)，按波長(zhǎng)順序排列光譜。 棱鏡是利用 光的折射原理 進(jìn)行分光的。 40 2. 光柵光譜儀的光學(xué)特性 —— 常用 色散率、分辨率和閃耀波長(zhǎng) 來(lái)表示 (1)色散率 —— 表示不同波長(zhǎng)的光譜線色散開(kāi)的能力 ? 線色散率 dl/d?:表示單位波長(zhǎng)差的兩條譜線在焦平面上分開(kāi)的距離 單位 :mm/nm ?? c o sdKfddl ?多數(shù)情況下 , 衍射角較小 (＜ 8176。 41 ? 實(shí)際工作中常用倒線色散率 表示 Kfddld ??dKfddl ??線色散率 ? 它們與光柵常數(shù) d, 光譜級(jí)次 K,物鏡焦距 f有關(guān) ,與波長(zhǎng)基本無(wú)關(guān)。 42 (2) 光柵的理論分辨率 ? 光譜儀的分辨率 R： 分辨清楚兩條相鄰光譜線的能力 ? 分辨率等于光柵刻線總數(shù) N與光譜級(jí)次的乘積 K lbKNR??????? 兩條相鄰譜線的平均波長(zhǎng) △ ?為波長(zhǎng)差 l 為光柵長(zhǎng)度 b 為刻痕密度 43 ? 增大 K N 或 l b，可提高分辨率 ? 通常采用一級(jí)、二級(jí)光譜級(jí)次 ? 采用大塊光柵來(lái)增加總刻痕數(shù) K lbKNR??????? 光譜儀的實(shí)際分辨率一般僅為理論分辨率的 70~80%。 ? 光譜干擾可利用 濾光片等 方法消除。 ② 光柵具有較高的色散與分辨能力 ,使用的波長(zhǎng)范圍寬 ,譜線按波長(zhǎng)均勻排列；棱鏡的波長(zhǎng)不均勻排列。 兩種分光器的比較 46 三、 檢測(cè)系統(tǒng) ? 將原子的發(fā)射光譜記錄或檢測(cè)下來(lái) ? 常用的檢測(cè)方法有： 攝譜法和光電直讀法 47 （一）攝譜法 ? 把經(jīng)過(guò)分光系統(tǒng)分光后得到的光照在感光板上，感光板感光、顯影、定影、得到許多 距離不等、黑度不同 的光譜線。 ? 在測(cè)微光度計(jì)上測(cè)量譜線強(qiáng)度進(jìn)行 光譜定量分析。 B． 激發(fā)試樣 ， 產(chǎn)生光譜而感光 。 D． 測(cè)量黑度 ， 計(jì)算分析結(jié)果 。 49 ?譜線黑度 S一般用測(cè)微光度計(jì)進(jìn)行測(cè)量 iiTs 0lg1lg ??未感光部分的透光強(qiáng)度 受光變黑部分的透光強(qiáng)度 譜線的黑度 S與照射在感光板上的曝光量 H有關(guān)，關(guān)系復(fù)雜，用乳劑特性曲線描述。 ? BC為直線部分， S與 lg H成正比，線性部分，可進(jìn)行定量分析 ? 用直線方程表示： S = ?（ lg H lg H i） ? ?— 線性部分斜率，稱(chēng)為乳劑的 反襯度 ，表示乳劑在曝光量改變時(shí)黑度變化的快慢。 51 ? ， Hi是感光板的重要特性 對(duì)一定乳劑， ?lg Hi為常數(shù)，用常數(shù) i表示 S = ?(lg H lg Hi） = ?lg H ? lg Hi S = ?lgIt i 譜線黑度 S與譜線強(qiáng)度的關(guān)系式 曝光量 H ? I t 52 攝譜法的優(yōu)點(diǎn) ? ① 可同時(shí)記錄整個(gè)波長(zhǎng)范圍的譜線 ? ② 分辨能力強(qiáng) ? ③ 可用增加曝光時(shí)間的方法來(lái)增加譜線的黑度 攝譜法的缺點(diǎn) 操作繁瑣，檢測(cè)速度慢 8 53 （二）光電檢測(cè)系統(tǒng) —— 利用 光電倍增管
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