儀器原子發(fā)射光譜法

第七章原子發(fā)射光譜法AtomicEmissionSpectrometry

本章要求⒈掌握原子發(fā)射光譜法的基本原理。⒉了解原子發(fā)射光譜法的各種光源及儀器特點。⒊掌握原子發(fā)射光譜法的分析方法及適用范圍。

原子發(fā)射光譜法是一種成分分析方法。具有快速、靈敏和選擇性好等優(yōu)點，應(yīng)用廣泛。原子發(fā)射光譜法是基于原子外層的電子躍遷所產(chǎn)生的線光譜，屬原子光譜。原子發(fā)射光譜分析法的特點：⑴多元素同時檢測能力；⑵分析速度快；⑶選擇性好；⑷檢出限低（ICP光源）；⑸線性范圍寬（ICP光源）?；疽罁?jù)

原子線光譜是元素特征，不同的元素具有不同的特征光譜。原子發(fā)射光譜就是利用元素的發(fā)射的特征譜線和元素的譜線強度進行定性和定量分析。原子發(fā)射光譜法是元素分析的重要方法之一。7.1基本原理譜線強度公式為：I=Ajihvnj=Ajihva'c=ac

原子發(fā)射光譜分析的儀器設(shè)備主要包括激發(fā)光源、分光系統(tǒng)和檢測系統(tǒng)。一、激發(fā)光源

激發(fā)源中發(fā)生的各種過程：①試樣融熔、蒸發(fā)并解離為氣態(tài)原子；②氣態(tài)原子被激發(fā)到激發(fā)態(tài)或被電離；③激發(fā)態(tài)原子自發(fā)輻射和輻射的自吸過程等。7.2儀器部件⒈激發(fā)光源的類型：

⑴電弧:直流電弧和交流電弧⑵火花：高壓和低壓火花⑶電感耦合等離子體焰炬⑷激光⑸火焰

①

直流電弧陰極陽極陰極斑點3000K陽極斑點4000K外焰弧柱激發(fā)溫度：4000K~7000KDC170~300V分析間隙LRA優(yōu)點：陽極溫度高（4000K），蒸發(fā)溫度高，靈敏度高。缺點：穩(wěn)定性差，只能作定性分析或半定量分析，不適合定量分析。

②

交流電弧優(yōu)點：電極溫度高，蒸發(fā)能力快，檢出限低；電弧溫度高，激發(fā)能力強；具有脈沖性；穩(wěn)定性較好，可作定量分析。缺點：有弧光漂移，影響分析精度；不宜分析低熔點的金屬。激發(fā)溫度：4000~7000KT2變壓器可使電壓上升至10000V，G2放電，形成R2-L2-G2低壓電弧放電；T1變壓器可使220V電壓上升至3000V，G1放電，形成C1-L1-G1高頻震蕩放電；C2可將高頻電流沿L2-G2-C2與低頻電弧電流分開，高頻電流不能進入低壓電弧電路?；鸹?/p>

電極間不連續(xù)的氣體放電稱火花放電，火花放電間歇性比電弧放電長。AC220VCTGL通過變壓器T使電壓上升至10000~25000V，并使C充電，到一定電壓，G處放電。激發(fā)溫度：10000K

優(yōu)點：激發(fā)溫度高，可分析固體，穩(wěn)定性好。缺點：蒸發(fā)溫度低、檢出限差，不宜分析微量元素，適宜高含量、難激發(fā)元素和低熔點元素分析。④啄電感稈耦合紅等離屢子體錢（IC往P）等離痕子體恐：物旨質(zhì)的喇第四蓋態(tài)，更由離間子、屯自由陽電子畢和中板性原具子或利分子俯組成喚，其爐正負(fù)帽電荷測密度傳幾乎皇相等頸，在勾總體賀上是巾一種狐電中兔性的坑氣體序。等離蕩子體功與一妙般氣夠體不喂同，編能夠東導(dǎo)電犧。當(dāng)擇電流籃通過褲時，膊可以欠達到侵很高逆溫度夾（10斜00故0目K）。蜂具有址類似困火焰衡的外罵形，實質(zhì)急是一棟個放均電過塊程，呼而不薦是一貓個燃字燒過斤程。具同有和劉火焰朽一樣盛或比歐火焰件更好纖的在織空間透和時平間上視的穩(wěn)譜定性旱，而側(cè)溫度潔要比積火焰赤高得帆多，木會增紀(jì)加更河多的滲激發(fā)哄態(tài)原維子數(shù)晚。等洗離子賴體光扒源包址括電粒感耦綱合等球離子騾體（IC皆P）、斧直流小等離塌子體表（DC碗P）和抖微波旅等離常子體腎（MI拋P）。IC守P光源的裝那置：由高吧頻發(fā)溝生器、等構(gòu)離子潔炬管往和霧櫻化器噸三部掠分組藥成。⑴堂高指頻發(fā)河生器慈：產(chǎn)生自高頻裙磁場泳，供售給等優(yōu)離子紀(jì)體能蓄量，故利用則石英譽晶體龜壓電桑效應(yīng)貪產(chǎn)生援高頻恭振蕩金的它激濾式高頻達發(fā)生護器。哈產(chǎn)生垂的頻壟率27恐.1舊2和40蠶.6有3訊MH如z，最裕大輸匯出功榮率2~繼4街kW。感應(yīng)現(xiàn)圈用凍中空吐紫銅勸管制臨成，捏通常2~永6匝，昂中空冶可通凈水冷腎卻，豈紫銅植管外滑經(jīng)5~棉6mm，厚0.喉5恨mm，線簽圈內(nèi)沸徑壁旱石英權(quán)炬管靜外徑砍達2憑mm。尾焰標(biāo)準(zhǔn)分析區(qū)初輻射區(qū)感應(yīng)區(qū)預(yù)熱區(qū)外管：切向冷卻氣（Ar）中管：等離子體氣（Ar）Tesla線圈內(nèi)管：樣品霧和氬氣（Ar）⑵等離剝子炬糠管：由一損個三屠層同蹈心石套英管墻組成啦。外層救管內(nèi)通違入冷帽卻氣潛體Ar螺旋割上升歐，用清以穩(wěn)定陳等離魂子體，并族保護賽外層濁石英嗚管內(nèi)們壁；中層愚管引入錦氣體Ar為工活作氣煌體，稅用以點燃柿等離洋子體，工子作氣譽體只隊是開決始時墨引入野，待慈載氣妻引入援后即稀可停抹止；內(nèi)層償管引入銷氣體Ar為載匠氣，唇用以打通蝕等離端子體扇中心灑通道，攜劃帶樣淋品進墾入等駕離子裹體通味道。⑶啟霧菊化器壯：氣動王霧化伍器或就超聲鄉(xiāng)豐霧化按器。工作類原理當(dāng)有脫高頻電愛流通過君感應(yīng)藏線圈痛時，俗產(chǎn)生菠軸向刷磁場愈，若膝用高枕壓火室花使量管內(nèi)符氣體勾電離敞，產(chǎn)盞生少秀量離晃子和頭電子舍，電爬子和瓶離子薯受管墾內(nèi)軸渡向磁陰場的剖作用螞，形侵成渦畝流。古由于犁渦流奸的熱恒效應(yīng)限，更伴多氣鉆體電帶離，辣形成慌高溫斤等離植子體繩。用刃氣體毒吹出伙，即賄形成揭等離頁子體勸焰炬增。等蓋離子左體沿蒼徑向鄭聚集淘在石披英管掛的中蹦心，忌并使文外管嫩的內(nèi)周壁冷基卻，腸等離猴子焰監(jiān)炬即衣被穩(wěn)航定在澆同心墨管裝鑄置的扇出口役端。IC罷P的焰搏炬一鈴般具齊有環(huán)狀訊結(jié)構(gòu)，環(huán)朵狀結(jié)董構(gòu)是IC臉P具有益優(yōu)良惰分析洽性能扛的根另本保店證。IC幼P光源分析籠特點⑴檢出乘限低杏：由于IC斷P溫度諸高，歪樣品旺在中磁央通蹈道受級熱而辜激發(fā)黨，譜寧線強栽度大亡。檢浙出限10-7~1型0-9g。（IC嘗P-殿MS可達10-9~1饞0-1貍2g）⑵弟精密摘度高剛：IC源P光源隸穩(wěn)定丙性好狹，RS奏D%斬<1賢0%。⑶魚準(zhǔn)傷確度亭好：溫度顫高，連基體倦效應(yīng)梅小，棗可得趙到低淡干擾掘水平淋和高胡準(zhǔn)確升度的蛙分析塔結(jié)果全。⑷認(rèn)線膊性范沙圍寬霸：由于IC寸P光源弓呈環(huán)受狀結(jié)規(guī)構(gòu)，經(jīng)樣品微集中推在中塞央通繭道，擔(dān)而外旋圍溫盾度高診，不新存在低溫肅吸收常層，自屆吸和穗自蝕螺效應(yīng)卷小，導(dǎo)致風(fēng)分析升校正瓶曲線價的線恰形范系圍寬瓦（4~擠6個數(shù)久量級盛）。⑸競多封元素踐測定攪：同時咐或順雙序式怖多元漆素測忽定能近力強畫，一俱般可返同時范測定56慰~7建2種元折素。各種漸激發(fā)留光源競的比為較：

直流電弧交流電弧火花ICP穩(wěn)定性差較好好良好蒸發(fā)溫度高中低很高激發(fā)溫度4000~70004000~7000100006000~10000分析應(yīng)用固體定性固體定量固體定量溶液定量二、獨光譜把儀⒈光譜想儀的捐基本義結(jié)構(gòu)⒉波光壯譜儀享種類(1贊)根據(jù)芒分光出原理辟分類棱鏡錘光譜果儀、險光柵資光譜腸儀、蒸晶體X射線捷衍射糟光譜戰(zhàn)儀、傅立效葉干京涉光內(nèi)譜儀(2應(yīng))根據(jù)著光譜欲儀色歸散率渠的大宮小分賞類小型態(tài)光譜顧儀、必中型承光譜無儀、飯大型宣光譜追儀。(3榮)根據(jù)些檢測舒光譜廟的方有式分慰類單色假儀、質(zhì)攝譜蟻儀、邪光電走直讀警光譜嘉儀平行杜光管稀、色故散元抱件、唇暗箱三、鞋檢測六系統(tǒng)1.感光芹板（奶干板終）光能→化學(xué)閉能玻璃永板⑴曝光⑵顯影曝光勁時形省成潛像中心挽，顯爸影時渴曝光章處Ag校Br還原證快。定影執(zhí)時曝浩光的霧一些Ag威Br被還桑原為Ag，不拘能被比除去圈，在窯干板妹上呈起黑色修；另棟一些卸未被沙還原搜的Ag搞Br被除給去，腫其它婆和未通被曝振光的Ag課Br幾乎絮全被腐除去鉗。⑶定影⑷測量津黑度2.光電齊倍增般管外殼等由玻引璃或肝石英踏材料符制成醉，內(nèi)偽部抽浪真空暖，具蝦有光閉電發(fā)恩射陰異極（討光陰瓜極）樓和聚猾焦電梳極、卡多個爬電子爭倍增移極（芝打拿取極）體、電敬子收思集極纏（陽遺極）霞。陰嫌極為呢涂有權(quán)能發(fā)云射電齡子的錫光敏馳物質(zhì)須的電睛極，菜由Cs、Sb等元某素或轟其氧偷化物蚊組成淋，被皇光子堵照射研時釋肅放出絨電子控。陽櫻極由爺金屬釣網(wǎng)組娘成，蕉收集乒、傳咸送電船子。全在陰妨極和借陽極奴之間威裝有作一系底列倍亭增極催，即殺打拿損極，怎可使耀電子鄭數(shù)目水放大毀。一、伶定性改分析不同頸元素夏的原駝子由底于結(jié)某構(gòu)不稿同而稿發(fā)射皇各自老不同咸的特料征光狼譜，額根據(jù)充元素澇的特徒征譜愁線可史以確倉定該障元素血是否享存在享于樣瓦品中腫。⒈矮靈駐敏線恨：信刷號強施的譜醋線。⒉祖共討振線飛：電開子由漫高能玻態(tài)躍足遷至鉗基態(tài)清所發(fā)地射譜飾線。⒊晶第隨一（君主）或共振撥線：施電子炒從最桂低高度能態(tài)塑至基羞態(tài)所笛發(fā)射頑的譜剝線。⒋翅最獲后線訂：被阻測元娘素含差量逐非漸降期低時遍最后合出現(xiàn)懇的譜譜線，筒即最樹靈敏滲線。7.灣3分析侍方法二、違定量紋分析⒈定量伍分析基本斃關(guān)系醋式--注--塞伯-羅馬解金公晌式得lgI=blgC+lgab=逗1沒有澤自吸鄙；b＜1有自形吸,a為與呢工作疼條件襪、試衫樣組怠成有濾關(guān)的悉常數(shù)線。由于復(fù)譜線確強度歲決定呼的系籮數(shù)a和b受到親很多嚷因數(shù)心影響換