原子发射光谱法.ppt

3. 高压火花光源 特点： （1）分析间隙电流密度高，弧焰温度瞬间可达10000K，适用于难激发元素的定量分析。由于激发能力强，产生的谱线主要是离子线（又叫火花线）。 （2）电极温度低，蒸发能力差，适用于低熔点金属和合金的定量分析。 （3）光源背景大，灵敏度低，不适于分析微量和痕量元素，不宜于痕量组分分析。 （4）仅适用于组成均匀的试样（金属、合金）。 （5）比电弧法自吸小。 光源 蒸发温度 激发温度 稳定性 应用范围 直流电弧 高(阳极) 3000~4000 4000~7000 较差 矿物,纯物质,难挥发元素(定性半定量分析) 交流电弧 中 1000~2000 4000~8000 较好 金属合金、低含量元素的定量分析 高压火花 低 ＜＜1000 瞬间可达~10000 好 组成均匀、含量高, 易蒸发、难激发元素 火焰光源 1000~5000 好 溶液.碱金属.碱土金属 各种光源性质比较 4. 电感耦合等离子体——ICP 利用高频电感耦合的方法产生等离子体放电的一种装置。 由高频发生器、等离子体炬管、感应圈、供气系统和雾化系统组成。 高频发生器——作用是产生高频电流 ICP炬管—由三层同心石英管组成。 外管：①工作气；②冷却气； 中管：辅助气（提高火焰、防止积碳、保护进样管）； 内管：（又称喷管或进样管）载气。 Ar 气 石英管外绕高频感应线圈, 用高频火花引燃，Ar气被电离，相互碰撞，更多的工作气体电离，形成等离子体，当这些带电 离子达到足够的导电率时，会产生强大的感应电流，瞬间将气体加热到10000K高温。试液被雾化后由载气带入等离子体内，试液被蒸发、解离、电离和激发，产生原子发射光谱。 ICP工作过程 ICP工作过程如下： 通入Ar 接通电源 高频火花引燃 电离 蒸发、解离、 电离、激发 原子发射光谱 等离子体 粒子加速碰撞 导致更多原子电离 等离子体形成涡流 产生大量热能 8 7 6 ICP-AES特点 1.分析灵敏度高。①温度高(10000K)； ②惰性气氛，原子化条件好，有利于化合物分解和原子激发；③由于存在潘宁电离激发（含有大量Arm、Ar*），激发能力强；④载气流速低，试样停留时间长(1 ms) 。 2.线性范围宽。由于电流的趋肤效应使相应温度外高内低，避免了因外部冷原子蒸汽造成的自吸。 3.电子密度高，碱金属电离的干扰小。 4.无极放电，无电极污染。 5.Ar气为工作气体，背景干扰小。 6.稳定性很好，精密度高。相对标准偏差在1%左右。 ?缺点：仪器价格昂贵。 二. 分光系统 作用：将试样中待测元素发射的特征光色散分开，按 波长顺序排列成光谱。 种类：常用的分光元件为棱镜和光栅两类。 棱镜 光栅 棱镜与光栅分光示意图 棱镜 光栅 （一）棱镜 1.分光原理 不同波长的光在同一介质中具有不同的折射率 n，可由科希公式表示： 波长越长，折射率越小，不同波长的复合光通过棱镜时，光就会因折射率不同而分开。 n:折射率 A、B、C:常数 λ:入射光波长 2.色散能力 色散能力可用色散率和分辨率表示： （1）色散率 ②线色散率：两条波长相差dλ的光线被分开的距离dl。 ③倒线色散率：线色散率的倒数。 ①角色散率：两条波长相差dλ的光线被分开的角度dθ。 （2）分辨率 分辨率：两条恰能被分开的谱线的平均波长λ与其波长差 ?λ的比值。 【例】某仪器能清楚地分开铁三线(310.067，310.030，309.997nm)，求仪器的分辨率最小应为多少。 故仪器的分辨率应为9395。 棱镜摄谱仪的理论分辨率： M：棱镜数目 t：棱镜底边长 ：棱镜线色散率 ①增加m可以提高分辨率。但增加m会使光强度减小，故最多使用3个棱镜。 ②色散率由棱镜材料和光波长决定。对同一种材料的棱镜，λ越小，色散率越大，分的越开。 常用材料：玻璃和石英。玻璃折射率大于石英，400 ～800nm ，选玻璃棱镜；但200～400nm玻璃强烈吸收紫外光，不能采用，故此范围波长选石英。 （二）光栅 光栅：由玻璃片或金属片制成，上面准确刻有大量宽度和距离相等的平行线条，可看做一系列等宽、等距离的透光狭缝。 光栅有透射式和反射式两种。常用的光栅为平面反射光栅，刻痕密度为1200条/mm，1800条/mm、2400条/mm。 1. 光栅的色散原理 光栅色散原理： 当一束平行光照在光栅上时，光线产生衍射，衍射光经物镜聚合并在焦平面上发生干涉。当光程差是波长的整数倍时，光波互相加强，得到亮条纹，即谱线。 不同波长的光的衍射角不同，故最终产生的谱线位置不同，从而达到分光的目的。 衍射：光在传