《吉林大学《仪器分析》课件 第04章 原子发射》由会员分享，可在线阅读，更多相关《吉林大学《仪器分析》课件 第04章 原子发射（22页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1,第四章 原子发射光谱法 (AES) 4.1 实验装置,光源 准直 分光 聚焦 检测,2,4.1.1 光源 （1） 直流电弧,阴极,阳极,阴极斑点 3000 K,阳极斑点 4000 K,外焰,弧柱,激发温度：4000 K 7000 K,L,R,优点：阳极温度高，蒸发温度高，灵敏度高 缺点：稳定性差，只能作定性分析,A,分析间隙,DC 170300 V,3,优点：稳定性好，可作定量分析 缺点：蒸发温度低，灵敏度差,（2） 交流电弧,T1变压器 可使220V电压上升至3000V， G1放电，形成L1-C1-G1 高频震荡放电,T2 变压器可使电压上升至10000V，G2放电，形成L2-G2-R2
2、 低压电弧放电,激发温度：40007000 K,G1,C1,C2,T2,T1,R2,R1,G2,L2,L1,AC 220 V,4,（3）火花,通过变压器T使电压上升至1000025000V，并使C充电，到一定电压，G处放电,优点：可分析固体，稳定性好 缺点：蒸发温度低，灵敏度差,C,T,L,激发温度：10000K,AC 220 V,G,R,5,（4） 电感耦合等离子体（ICP） 等离子体：物质的第四态，物理上指电离度大于0.1%的电离 气体。,尾焰,标准分析区,初辐射区,感应区,预热区,切向冷却气（Ar）,等离子体气（Ar）,Tesla线圈,样品雾 + 载气,6,7,各种激发光源的比较：,IC
3、P形成：,首先要有种子（即电子）,ICP环状结构的形成：,趋肤效应中央通道,优点：不易产生自吸，线性范围宽，干扰低,高频电流 高频磁场 形成高频电场,电子涡流,热、光,8,2,1,1, 2 1 2,A,2,1,M,b,偏向角,i,例如：1和2二个波长光, 12, i1 i2（入射角相等）, n1 n2（根据 ）, 12（根据 ）,即不同波长的光（1和2）经过棱镜后分开,9,棱镜分光的性能指标有角色散率、线色散率和分辨率。,角色散率,：偏向角,m ：棱镜个数,：折射率随波长变化,线色散率,2,e,1,l,1， 2,透镜,l ：焦面上不同入射光之间的距离,f ：透镜焦距, ：检测器平面（焦平面）
4、与光轴间的夹角,10,Rayleigh判据： 两谱线强度相等，一谱线强度最高与另一谱 线最低重合。,11,（2）光栅,a、平面光栅,分光原理：单缝的衍射和多缝干涉的结果是使不同波长 的光在不同处有极大（亮点）。,a,d,A,B,法线,1,2,1,2,C,D,光束2和1的光程差为 BDAC BDdsin ACdsin,光栅公式 BDACdsin dsin d（sin sin）k,k ：光谱级数（当k0， 1， 2，光加强）,平面光栅的缺点：零级光强度过大。光栅公式中，光线为同侧，取号，异测，取号 或同侧 与 均取正，异侧 取正， 取负。,12,b 、闪耀光栅 M、M不重合即槽面法线M与光栅平面法
5、线M不重合 闪耀波长： 自准式： 角色散率,闪耀角,13,线色散率 一般 为90o 倒色散率 （ ） 分辨率 N：光栅总刻线数,c 、中阶梯光栅,光栅刻线数小，即N小，但所用的光谱级数大，即k大， 所以分辨率 RkN 还是大大增加了。,14,4.1.3 检测系统 （1） 感光板（干板） 光能 化学能,（正面）,明胶 + AgBr 玻璃板,（侧面）,15,（2）光电倍增管（PMT） 光能 电能,R1,R2,-300 V,R3,-200 V,R4,阳极,RL,至记录系统,-400 V,-100 V,光,窗口（玻璃或石英）,阴极,倍增极,真空,负高压,阴极：由Cs、Sb、Ag等元素或其氧化物组成，将
6、光子转变为电子,阳极：由金属网组成，主要是收集电子，传送电子。,倍增极（打拿极）：与阴极组成类似，可使电子数目放大,16,4.2 应用 4.2.1 定性分析 灵敏线：信号强的谱线 共振线：电子由高能态跃迁至基态所发射的谱线 第一（主）共振线：电子从最低高能态至基态所发射的谱线。 最后线：被测元素含量逐渐降低时最后仍留下的谱线。 以Fe为标尺,未知,Fe,17,4.2.2 定量分析 基本原理：即求出发射强度I与被测物浓度的函数关系：,Bolfzman方程：任意两个能级图（i 和 j）之间：,若低能级为基态，即上述 j 能级为基态（0）则,总的原子密度（nt）等于各能态原子密度（ni）之和，即：,
7、0,1,2,3,nj j,ni i,n0,n1,n2,n3,18,光电倍增管,干板,19, 标准曲线法 （ICP） 内标法 （电弧、火花）,c,cx,I,Ix,分析元素1（浓度为c1），内标元素2（浓度为c2不变）,标准曲线,20,内标元素选择：内标线与分析线相互接近 特点：消除不稳定因素干扰,lg c,S, Sx,lgCx,内标法（三标样）,21,4.3 分析性能 4.3.1 灵敏度 4.3.2 检出限CL 空白 4.3.3 测定下限 Cq,22,4.3.4 精密度 用相对标准偏差RSD来描述 RSD 越小越好（ 必须标明，一般为100 cL） 4.3.5 线性范围 即强度与浓度成直线关系的范围，常用数量级表示。,
