现代仪器分析复习指南.docx

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1、第一章 绪论一、仪器分析简介(一)分析化学分为化学分析：以物质的化学反应为基础（四大化学平衡 ）仪器分析：以物质的物理和物理化学性质为基础（光、电、磁、热）(二)仪器分析的分类1、光分析法：凡是以电磁辐射为测量信号的分析方法均为光分析法。可分为光谱法和非光谱法。光谱法则是以光的吸收、发射和拉曼散射等作用而建立的光谱方法。这类方法比较多，是主要的光分析方法。非光谱法是指那些不以光的波长为特征的信号，仅通过测量电磁幅射的某些基本性质（反射，折射，干涉，衍射，偏振等）。 光分析法的分类：原子发射光谱，原子吸收光谱，紫外可见光谱，红外光谱，核磁谱，分子荧光光谱，原子荧光光谱2、电化学分析法是根据物质在

2、溶液中的电化学性质建立的一类分析方法。以电讯号作为计量关系的一类方法, 主要有四大类:电位法、电导法、电解法、极谱法及伏安法。3.色谱法：色谱法是以物质在两相(流动相和固定相)中分配比的差异而进行分离和分析的方法。主要有:气相色谱法和液相色谱法。4. 其它仪器分析方法质谱：根据物质带电粒子的质荷比在电磁场作用下进行定性、定量和结构分析的方法。热分析：依据物质的质量、体积、热导、反应热等性质与温度之间的动态关系来进行分析的方法是热差分析法。放射分析：依据物质的放射性辐射来进行分析的方法同位素稀释法，中子活化分析法。 (三)仪器分析的特点及应用优点：灵敏度高 选择性好；分析速度快，有利于自动化；样

3、品用量少。局限性：仪器复杂，昂贵二、定量分析方法的评价指标(1) 准确度(Accuracy)测定值(x)与真值(T)相接近的程度称为准确度。 (2) 精密度(Precision) 指使用同一方法，对同一试样进行多次测定所得测定结果的一致程度。 同一分析人员在同一条件下测定结果的精密度称为重复性； 不同实验室所得测定结果的精密度称为再现性。(3) 标准曲线(Standard Curve) 标准系列的浓度(或含量) 和其相对应的响应信号测量值的关系曲线。 a. 标准曲线的绘制 通常，用“一元线性回归法”来给出测量值y与浓度(或含量) x的关系式y = a + bxa为截距,b称为回归系数，即回归直

4、线的斜率。b. 相关系数(Related coefficient)用来表征被测物质浓度（或含量）x与其响应信号值y之间线性关系好坏程度的一个统计参数。相关系数定义为：r值在-1至+1间。如两者呈正相关，r呈正值，r=1时为完全正相关；如两者呈负相关，r呈负值，r=-1时为完全负相关；r为0时表示x和y两个变量之间无直线关系。c. 标准曲线的线性范围 标准曲线的直线部分所对应的被测物质浓度（或含量）的范围称为该方法的线性范围。选择的分析方法应该具有较宽的线性范围。(4) 灵敏度(Sensitivity )物质单位浓度或单位质量的变化所引起响应信号值变化的程度，称为方法的灵敏度，用S表示。(5)

5、检出限(Detection Limit)某一方法在给定的置信水平上可以检出被测物质的最小浓度或最小质量，称为这种方法对该物质的检出限。本章需要掌握的内容名词解释： 标准曲线、灵敏度、检出限、相关系数、仪器分析、分析化学填空题：1、仪器分析可以分为哪几类？发展方向是什么？第二章 光谱分析导论它们的共同特点是： 一束光（能量）照在需要测定的物质上，这束光就可能发生某种改变，通过测定这种光的改变或新产生的光，使得人们了解待测物质的信息。第一节：光与光谱一、光的波动性光是一种电磁波。电磁辐射是在空间传播着的交变电磁场，称之为电磁波。电磁辐射（波长、频率、速度、振幅）为正弦波，可在真空中传输。描述波动性

6、的参数：波长() 电磁波相邻两个同位相点之间的距离，波长与辐射传播的介质有关。频率（） 1s内电磁场振荡的次数，单位为Hz或s-1。频率与辐射传播的介质无关，对于一个确定的电磁辐射，它是一个不变的特征量。波速（c）电磁辐射传播的速度。电磁辐射在不同介质中传播速度是不同的。只有在真空中所有电磁辐射的传播速度才相同，都等于光速c，即2.99792 1010 cm s-1二、光的微粒性 根据量子理论，电磁辐射是在空间高速运动的光量子（或称光子）流。 物质粒子存在不连续的能态，各能态具有特定的能量。当粒子的状态发生变化时，该粒子将吸收或发射完全等于两个能级之间的能量差。描述微粒性的参数为能量。三、波粒

7、二象性的统一E = h = h c /四、电磁波谱 电磁辐射按照波长和能量大小顺序排列就得到电磁波谱。根据能量的高低，电磁波谱又可以分为三个区域。（1）高能辐射区 包括射线和X射线区 能谱分析（2）中能辐射区 包括紫外区、可见光区和红外区 光谱分析（3）低能辐射区 包括微波区和射频区 波谱分析第二节： 原子与分子的能级及电子在能级间的跃迁1、原子能级及电子在能级间的跃迁 原子中电子的跃迁属于电子能级的跃迁，产生线状光谱2、分子能级及电子在能级间的跃迁分子能级 能级差 反映的信息电子能级 E 1-20 ev 反映价电子能量状况等信息可 （紫外可见波区） 给出物质的化学性质的信息。(主要用于定量测

8、定) 振动能级 E 0.05-1 ev 反映价键特性等结构信息。主要 （红外波区） 用于定性，定量比UV/Vis 差。转动能级 E 0.05-0.005ev 反映分子大小、键长度、折合质 （远红外区） 量等分子特性的信息。 分子形成带状光谱的原因1、能级之间的能量间距非常小，导致跃迁所产生的谱线非常多，间距非常小，易于重叠。 2、色散元件难以将谱线完全分开原子光谱和分子光谱的比较 3、物质与光的相互作用 (1) 物质发射光的过程分子吸收光能,吸收时间极短,只有10-15 sec.,电子由基态跃迁到较高能态的激发态。 X + hv X* 激发态的寿命很短,约为10-8 sec.,然后发生光物理和

9、光化学反应后,以下列形式回到基态。 激发态回到基态的方式（物质发光方式） 无辐射退激：损失能量，产生热量 X*- X+热能 共振发射：激发分子发射光子直接回到基态 X*- X+h 发射光的波长=入射光的波长 荧光：一部分能量转化为热能损失后，下降到第一激发态的最低振动能级，再发射光子回到基态。 X* - X+热能+h（瞬时） 磷光：一部分能量转化为热能损失后，下降到第一激发态的最低振动能级，转入三重态，再回到基态。X* - X+热能+h发射光波长入射光波长(2)物质散射光的过程 弹性散射 非弹性散射（斯托克斯散射和反斯托克斯散射）4、光谱分析的种类(1)吸收光谱：原子吸收 （AAS）分子吸收

10、（UV-Vis，IR）(2)发射光谱：原子发射 （原子荧光，原子磷光，化学发光）；分子发射（分子荧光，分子磷光，化学发光）(3)散射光谱：拉曼散射第三节：光谱仪的基本构成本章需要掌握的内容名词解释： 单色光、复合光、杂散光、光学分析法填空题：1、物质发光的方式有哪几种？2、物质散射光的方式有哪几种？3、光谱分析的种类有哪几种？4、整个电磁波谱中可以分为哪三大类型？5、光谱分析中最为重要的二个波区（紫外、可见）对应的波长范围？问答题：1、简述原子光谱和分子光谱的异同。2、分子带状光谱形成的原因？第三章 紫外可见吸收光谱法Ultraviolet Visible Spectrophotometer紫

11、外-可见分光光度法是利用物质的分子对紫外-可见光谱区（一般认为是200800nm）辐射的吸收来进行的一种仪器分析方法。这种分子吸收光谱产生于价电子和分子轨道上的电子在电子能级间的跃迁，它广泛用于无机和有机物质的定性和定量分析。第一节 基本原理一、紫外可见吸收光谱与分子结构的关系1. 分子外层电子的分子轨道可以分为五种：成键、* 反键轨道,成键、*反键轨道,非键轨道。A. 成键轨道 如: -CC-B.成键轨道 如: CC CO -NN-C.非键轨 如： -CBr: -CO:H -CN:HD. *反键轨道E. *反键轨道，n 键轨道为基态轨道；*，*为激发态轨道。2、分子电子能级和跃迁 *，*,*

12、，* ， * ,*A.* 跃迁： E 较大,跃迁发生在远紫外区,波长范围低于 200nm。如甲烷(125nm),乙烷 (135 nm)。B.* 跃迁：E 较* 跃迁要小,跃迁发生在150-250nm波长范围内，如含有杂原子饱和烃衍生物。摩尔吸收系数一般在100-300范围内。C.*跃迁 和*跃迁：产生有机物最为有用的吸收光谱,电子和电子比较容易激发,吸收峰波长200nm。 这两类跃迁的吸收峰强度不同，前者的摩尔吸收系数很低，仅在10100范围内 ，后者这比前者大1001000倍。生色团含有键的不饱和基团，例如：C=CC=O，-N=N-等就称为生色团或发色团。分子结构的某些基团吸收某种波长的光，

13、而不吸收另外波长的光，从而使人觉得好像这一物质发出颜色似的，因此把这些基团又称为发色基团/发色团。 助色团本身并不会使物质具有颜色，但却会增大某一发色团的发色能力，这样的基团称为助色团。助色团通常是一些含有未成键n电子对的O、S、X等元素的基团3.分子结构和光谱的相互关系A.共轭效应（Conjugation effect ) 当分子含有多个键,并且被单键隔开时,共轭效应增加,* 跃迁能量更低,吸收光谱最大吸收峰向长波方向移动,摩尔吸收系数增大。B. 助色效应: 一些原子和原子团不吸收200-800nm范围内的光,但与生色团结合后,具有能使生色团的吸收峰最大吸收波长发生移动，这种效应称为助色效应

14、。向长波方向移动称为红移（red shift）；向短波方向移动称为蓝移(blue shift)。由于化合物分子结构中引入取代基或受溶剂改变的影响，使吸收带强度即摩尔吸光系数()增大的现象称为增色效应；吸收带强度即摩尔吸光系数() 减小的现象称为减色效应。 二、定量分析的基础 Lambert - Beer 定律 A Kcl 或A=clA为吸光度；c溶液的浓度； l光程长度K为吸光系数；当溶液浓度为mol/L 时，K称为摩尔吸光系数，单位为L/mol .cm吸光度与透射率的关系：A logT T值为0至100内的任何值。A值可以取任意的正数值。2. 浓度测量中相对误差与透光率和吸光度的关系 适宜测

15、量范围：T=20-65% A=0.70-0.203. 偏离Beer-Lambert定律的因素 (1)化学因素建立Beer定律时，利用了n=CV这一关系，其意义是将宏观浓度C与微观吸光粒子数n看成是等效的，即认为被测物质都是以对特定波长电磁辐射吸收有效的形态存在。但实际情况并非如此，从而引起偏离Beer定律。 (2)光学因素 A. 非单色光 紫外-可见分光光度计使用连续光源，经单色器分光，分出的单色光波长宽度取决于单色器的分辨率和狭缝大小。为保证有足够光强（灵敏度），狭缝要求有一定宽度，所以得到并非纯粹的单色光，而是具有一定波长范围的复合光，从而引起偏离Beer定律。 B. 杂散光 概念 杂散光

16、：从分光系统得到的单色光中，有些不在谱带宽度范围内，与所需波长相隔较远的光。 来源仪器制造过程、使用和保养不良及光学元件受尘染和霉蚀。 影响吸光度变值，吸收曲线变形，尤其是在透射光很弱的情况下更为明显。设入射光强为I0，透射光强为I，杂散光强为Is，则观测到的吸光度为： 若样品不吸收杂散光，（I0+Is）/（I+Is） I0/I，测得A偏低，产生负偏离（较常见）； 若样品吸收杂散光，测得A偏高，产生正偏离。 注意杂散光有时会在接近紫外末端吸收处出现假峰，因此在定量分析中选择测定波长时一般不选末端吸收。 C. 散射光和反射光 来源溶液浑浊即会发生散射和反射现象。但在推导L-B定律时，忽略了散射和

17、反射的影响，导致在实际测定中发生偏离Beer定律。 影响散射与反射均使透射光强度减弱，测得A偏高，产生正偏离。 减免 散射：真溶液质点小，散射光不强，可用空白对比补偿；大分子悬浮物，散射光增强（尤其对短波光），一般不易制备相同空白补偿。反射：一般可用空白来补偿。但当空白与样品的折射率有较大差异时，空白就不能完全补偿。 反射率：反射率越大，光能损失越多。 D. 非平行光 来源入射光不垂直于吸收池（盛放吸光物质的器皿）的光学平面（与光轴不平行），倾斜光在吸收池内实际通过的有效光程大于吸收池的几何长度，相当于厚度l增大，从而导致偏离Beer定律。 影响入射光束与光轴的夹角为5时，引起A最大偏差约为0

18、.2%。同一物质用不同的仪器测量时，产生差异的原因之一就是实际厚度不一致。 (3) 透光率测量误差(T) 来源与性质仪器噪音，随机误差。 暗噪音与光讯号无关。 散粒噪音与光讯号变化有关。第二节 紫外可见分光光度计一、分光光度计的主要部件光源单色器样品池检测器数据显示器（一）光源钨灯或卤钨灯 -适用范围3202500 nm，多用在可见光区氢灯或氘灯-适用范围200400nm，多用在紫外区（二）单色器棱镜和光栅单色器 光谱通带宽度少于 1nm。组成: 狭缝、色散元件、准直元件（ 透镜 、反射镜 ）棱镜：有玻璃和石英两种材料。它们的色散原理是依据不同波长的光通过棱镜时有不同的折射率而将不同波长分开。

19、由于玻璃会吸收紫外光，所以玻璃棱镜只适用于3503200nm的可见和近红外光区波长范围。石英棱镜适用的波长范围较宽，为1854000nm，即可用于紫外、可见、红外三个光谱区域。光栅：是利用光的衍射和干涉作用制成的。它可用于紫外、可见和近红外光谱区域，而且在整个波长区域中具有良好的、几乎均匀一致的色散率，且具有适用波长范围宽、分辨本领高、成本低、便于保存和易于制作等优点，所以是目前用的最多的色散元件。其缺点是各级光谱会重叠而产生干扰。(三)、样品池 ( Sample cell )按用量分: 常用比色皿-0.5, 1.0, 1.5, 2.0厘米； 微量池-0.5毫升以下；流动池-5-11微升。按材

20、料不同分:玻璃池340-1000nm；石英池200-340nm；紫外级石英池 185-220nm(四) 检测器 ( Detectors )作用: 光信号转变为电信号。a. 光电管（Phototube) 阴极表面可涂渍不同光敏物质，当光照射于光敏材料时，阴极就发射电子。给两电极上加一电压，电子便流向阳极，形成光电流。红敏光电管阴极镀有光电发射材料金属银和氧化铯。篮敏光电管阴极镀有光电发射材料金属锑和铯。b. 光电倍增管(photomultipliers)当光照射到光阴极时会释放一定数目的光电子，这些光电子在电场加速下打在第一倍增极上，每个光电子会从该倍增极上发射25个次级电子，这些次级电子在被电

21、场加速打在第二个倍增极上，又会发射更多的电子。这一过程在光电倍增管中雪崩式进行，最后被阳极收集，产生一个较强的电流。C 光电二极管阵列二. 分光光度计的类型 1、单光束分光光度计优点:结构简单,易操作,灵敏度高。 缺点:光源不稳定影响结果的准确性和重现性。2、双光束分光光度计特点: 消除光源不稳定的影响,灵敏度没有单光束那么高。3、双波长分光光度计特点：利用吸光度差值定量，消除干扰和吸收池不匹配引起的误差第三节 定性和定量分析应用一.仪器条件的选择1. 测量波长的选择 A.优先选择最大吸收波长 B.最大波长受到共存杂质干扰时,选择次强波长。 C.最大波长的吸收峰太尖锐,测量波长难以重复时,选择

22、次强波长。2. 透过率或吸光度的范围的选择选择T20%-60%或A0.20-0.700之间3. 狭缝宽度的选择 定性分析：选择较小的狭缝,以尽量保留振动能级跃迁的精细结构。 定量分析：在吸光度稳定的情况下,选用最小狭缝。4. 样品池选择：根据测定波长、溶液浓度(选择L)等选择。5. 显色反应条件的选择 显色剂及其用量的选择；反应酸度的选择；温度的选择时间的选择。二. 定性分析1.纯度的检查2.未知试样检定 吸收光谱的形状、吸收峰的数目和位置及相应的摩尔吸光系数，是定性分析的光谱依据，而最大吸收波长 及相应的摩尔吸光系数是定性分析的最主要参数。与标准试样或标准图谱比较。一是尽量保持光谱的精细结构

23、。为此，应采用与吸收物质作用力小的非极性溶剂，且采用窄的光谱通带； 二是往往还需要用其它方法进行证实，如红外光谱等。 三.定量分析-单组份普通的分光光度法标准对照：在相同条件下，平行测定试样溶液和某一浓度Cs（应与试液浓度接近）的标准溶液的吸光度Ax和As则由Cs可计算试样溶液中被测物质的浓度Cx。 标准对照法因知使用单个标准，引起误差的偶然因素较多，故往往较不可靠。标准曲线: 直接分取标准溶液进行光度测定或显色测所测得的A与C作图得到的曲线。：将待测试样分成若干等份，分别加入不同已知量0, C1, C2, Cn的待测组分配制溶液。将直线在纵轴上的截距延长与横轴相交，交点离开原点的距离为样品中

24、待测组分的浓度。本章需要掌握的内容名词解释： 红移效应、蓝移效应、生色团、助色团、标准加入法、紫外可见吸收光谱分析法填空题： 1、色散元件主要有哪些？2、样品池如何选择？吸收池（比色皿）使用时注意事项？3、朗伯比尔定律的内容是什么？4、紫外可见分光光度计的基本组成包括哪些？各组成作用？注意事项？简答题： 1、偏离比尔-朗伯定律的原因？ 2、紫外可见分光光度计中常用光源的种类及其特点？3、常见的分光光度计有哪几类，各有什么特点？4、从光的吸收曲线得到什么信息？进行定性分析进行定量分析选择吸收波长判断干扰情况第四章 原子吸收分光光度法atomic absorption spectrometry,A

25、AS第一节 概述一、原子吸收光谱法（原子吸收分光光度法） 它是利用待测元素所产生的气态基态原子对其特征谱线的吸收程度来进行定量分析的方法。二、原子吸收光谱法的分析过程（1）试样在原子化器中被蒸发、解离为气态基态原子；（2）用该元素的锐线光源发射出特征辐射照射基态原子；（3）部分光被蒸气中基态原子吸收，记录吸光度，从而进行元素的定量分析三、原子吸收分析有什么用？ 主要为金属元素含量的定量测定，包括部分半金属元素。四、原子吸收光谱分析的特点第二节 基本原理原子结构、原子能级和原子光谱E=hv=hc/ 概念： 共振吸收线: 原子外层电子从基态跃迁至激发态所产生的吸收谱线称为共振吸收线.主共振吸收线:

26、从基态跃迁至第一激发态所产生的吸收谱线称为主共振吸收线。分析线：复杂元素的谱线可能多至数千条，只选择其中几条特征谱线检验，称其为分析线；灵敏线：最易激发的能级所产生的谱线，每种元素都有一条或几条谱线最强的线，即灵敏线。二. 谱线轮廓和宽度与谱线变宽1、原子吸收线的轮廓和宽度 吸收线轮廓的特征值: o - 中心波长 -半宽度2、影响原子谱带变宽的内、外部因素A、自然宽度 无外界因素影响时，谱线固有的宽度叫自然宽度。自然宽度一般约为10-5-10-6 nm原子发生能级间跃迁时，激发态原子寿命不一样而产生。自然宽度不是谱线变宽的主要原因B、多普勒 (热)变宽 10-3 nm 这是由于原子在空间作无规

27、则热运动所导致的，故又称热变宽。多普勒变宽是谱线变宽的主要因素。C、碰撞(压力)变宽 原子间或原子同其它粒子的碰撞使原子的基态能级稍有变化，因而吸收谱线变宽。 共振变宽：是指和同种原子碰撞所引起的变宽。不是原子吸收线变宽的主要原因。 洛伦兹变宽：是由吸光原子与其它外来粒子(原子、分子、离子)相互碰撞时产生的。洛伦兹变宽与多普勒变宽变宽具有相同的数量级，达103 nm,洛伦兹变宽也是原子吸收线变宽的主要原因D、其它变宽自吸变宽-由光源周围温度较低的原子蒸气吸收同种 原子发射线而导致的谱线变宽。 场致变宽-由强电场和强磁场引起。三、基态原子浓度在一定的温度下,原子达到热平衡时,基态原子数No与激发

28、原子数Ni的比值符合Boltzmann方程式中：Ni单位体积内处于激发态的原子数目N0单位体积内处于基态的原子数目gi,g0分别为激发态和基态的统计权重;k为Boltzmann常数：1.3810-23 J/K或8.61810-5 eV/KT激发温度（T）；Ei激发电位（J或eV)。 四. 定量基础1、 原子吸收与原子浓度之间的关系第三节：AAS分光光度计基本部件: 光源原子化器单色器检测器一、光源作用: 提供原子吸收所需要的足够尖锐的共振线。部件：空心阴极灯空心阴极灯的基本原理:二、原子化器 作用：将被测元素转变成基态原子。按实现原子化的方法，原子化器可分为：1、火焰原子化器（火焰高温）；2、

29、非火焰原子化器(大电流高温)； 1.火焰原子化器预混合型火焰原子化系统由喷雾器、雾化室与燃烧器三部分组成喷雾器：将试样雾化，供给微小雾滴。雾化室：使雾粒与燃气、助燃气充分均匀混合，形成气溶胶；使较大雾粒沉降、凝聚从废液口排出；“缓冲”稳定混合气气压，产生稳定火焰。燃烧器：产生火焰，使进入火焰的气溶胶蒸发和原子化。火焰的类型：化学计量火焰，是指燃气和助燃气之比等于燃烧反应的化学计量关系的火焰，又称中性火焰。这类火焰燃烧完全，温度高、稳定、干扰少、背景低，适合于许多元素的测定。富燃火焰，是指燃气和助燃气之比大于燃烧反应的化学计量关系的火焰，这类火焰燃烧不完全，有丰富的半分解产物，温度低于化学计量火

30、焰，具有还原性质，所以也称还原火焰，适合于易形成难离解氧化物的元素的测定如Cr、Mo、W、Al、稀土等。其缺点是火焰发射和火焰吸收的背景都较强，干扰较多。贫燃火焰，是指燃气和助燃气之比小于燃烧反应的化学计量关系的火焰，在这类火焰中，大量冷的助燃气带走了火焰中的热量，所以温度比较低，有较强的氧化性，有利于测定易解离、易电离的元素，如碱金属等。 火焰原子化器的特点优点：结构简单，操作方便，应用较广；火焰稳定，重现性及精密度较好；基体效应及记忆效应较小。缺点：雾化效率低，原子化效率低(一般低于30%)，不能直接分析固体试样。2. 石墨炉原子化器（1）石墨炉原子化器结构石墨炉原子化器由电源、石墨管、炉

31、体三部分组成（2）操作系统干燥、灰化、原子化和净化干 燥：主要是除去溶剂（105-110）灰 化：尽可能除去易挥发的基体和有机物（500-800）原子化：使试样转变成基态原子蒸汽（1800-3000）净化：它是在一个样品测定结束后，把温度提高，并保持一段时间，以除去石墨管中的残留物，净化石墨管，消除因样品残留所产生的记忆效应（2500-3000） 石墨炉原子化器的特点灵敏度高，检测限低；原子化温度高。原子化效率高，几乎达100%；进样量少。溶液试样量仅为150 l，固体试样量仅为几mg；精密度较差，重现性、准确度不如火焰原子化器；基体效应、化学干扰较严重，有时记忆效应及背景较强；仪器装置较复杂

32、，价格较高贵。三、单色器四、检测器光电倍增管是原子吸收常用的检测器第五节 分析技术一、工作条件的选择1分析线 一般选待测元素的共振线作为分析线，测量高浓度时，也可选次灵敏线。2狭缝宽度 以排除光谱干扰和具有一定透光强度为原则。在不引起干扰的前提下，大一点较好。3.空心阴极灯灯电流的选择 应在保证稳定和有合适的光强输出的情况下，尽量选用较低的工作电流。 通常选用最大电流的1/22/3为工作电流。实际工作中，最合适的工作电流应通过实验确定。空心阴极灯一般须要预热1030min。4、原子化条件的选择（1）火焰类型和特性：在火焰原子化法中，火焰类型和特性是影响原子化效率的主要因素。 对低、中温元素，使

33、用空气-乙炔火焰； 对高温元素，宜采用氧化亚氮-乙炔高温火焰； 对分析线位于短波区（200nm以下）的元素，使用空气-氢火焰。 对于确定类型的火焰，稍富燃的火焰(燃气量大于化学计量)是有利的。对氧化物不十分稳定的元素如Cu、Mg、Fe、Co、Ni等，用化学计量火焰（燃气与助燃气的比例与它们之间化学反应计量量相近）或贫燃火焰（燃气量小于化学计量）也是可以的。（2）燃烧器的高度选择：在火焰区内，自由原子的空间分布是不均匀，且随火焰条件而改变，因此，应调节燃烧器的高度，以使来自空心阴极灯的光束从自由原子浓度最大的火焰区域通过，以期获得高的灵敏度。5. 进样量选择 进样量过小，吸收信号弱，不便于测量；

34、进样量过大，在火焰原子化法中，对火焰产生冷却效应，在石墨炉原子化法中，会增加除残的困难。在实际工作中，应测定吸光度随进样量的变化，达到最满意的吸光度的进样量，即为应选择的进样量。二、分析方法(1)标准曲线法(2)标准加入法(3)内标法 以分析线与内标线的吸光度之比对所测元素的含量绘制校正曲线。三、分析方法评价1、灵敏度: 当被测元素浓度或含量改变一个单位时吸收值的变化量。（1）特征浓度c0=cx0.0044/A（2）特征质量m0=cxVx0.0044/A吸光度在0.15-0.8范围内，灵敏度较好。2、检出限: 指能以适当的置信度被检出的元素的最小浓度(又称相对检出限)或最小量(又称绝对检出限)

35、灵敏度用途: 1. 检查仪器性能，仪器是否调整好; 仪器部件性能是否降低； 测试条件是否在最佳状态。 2.估计最适宜的测量浓度和取样量本章需要掌握的内容名词解释： 原子吸收光谱法；共振吸收线；分析线；灵敏线；灵敏度；检出限；锐线光源；积分吸收填空题： 1、使试样原子化的方法？2、在一定的温度下,原子达到热平衡时,基态原子数No与激发原子数Ni的比值符合什么方程？3、原子吸收光谱仪包括哪四个组成部分？其光源是什么？各自作用是什么？4、原子吸收光谱法定量方法有哪些？简答题： 1、在原子吸收分光光度法中为什么常常选择共振吸收线作为分析线？答：原子吸收一定频率的辐射后从基态到第一激发态的跃迁最容易发生

36、，吸收最强。对大多数元素来说，共共振线（特征谱线）是元素所有原子吸收谱线中最灵敏的谱线。因此，在原子吸收光谱分析中，常用元素最灵敏的第一共振吸收线作为分析线。2、原子吸收分光光度法对光源的基本要求是什么？为什么要求用锐线光源？答：原子吸收分光光度法对光源的基本要求是光源发射线的半宽度应小于吸收线的半宽度；发射线中心频率恰好与吸收线中心频率V0相重合。原子吸收法的定量依据使比尔定律，而比尔定律只适应于单色光，并且只有当光源的带宽比吸收峰的宽度窄时，吸光度和浓度的线性关系才成立。然而即使使用一个质量很好的单色器，其所提供的有效带宽也要明显大于原子吸收线的宽度。若采用连续光源和单色器分光的方法测定原

37、子吸收则不可避免的出现非线性校正曲线，且灵敏度也很低。故原子吸收光谱分析中要用锐线光源。3、原子吸收分光光度法与紫外可见分光光度法的异同点？相同点：遵循L-B定律，均为吸收光谱不同点：1）结构相似，但位置略有不同，为什么？由于UV的光源发射的是连续光谱；而AAS的光源是空心阴极灯，其辐射的是待测元素的特征光谱，是锐线光源，但由于样品经原子化后，样品中的其它元素也有辐射，特别是邻近线的干扰，为了阻止来自原子化过程的所有不需要的辐射进入检测器，因此把光栅（单色器）放在原子化器之后，同时避免来自火焰的强光照射到光电检测器上，影响测定的准确度。因此分光系统要放在原子化器及检测器之间。2）原子吸收-分子

38、吸收（吸收装置：原子化器，吸收池）3）吸光物质的状态不同：基态的原子蒸汽-溶液中的分子或离子4）锐线光源、线光谱-连续光源、带光谱4、原子吸收测定条件的选择注意什么？1）分析线： 一般选待测元素的共振线作为分析线，测量高浓度时，也可选次灵敏线。2）通带（可调节狭缝宽度改变）：无邻近干扰线（如测碱及碱土金属）时，选较大的通带，反之（如测过渡及稀土金属），宜选较小通带。3）空心阴极灯电流：在保证有稳定和足够的辐射光通量的情况下，尽量选较低的电流。通常以空心阴极灯上标明的最大电流的一半或2/3作为工作电流为宜. 空心阴极灯使用前一般须预热10 -30 min。 4）火焰：依据不同试样元素选择不同火焰

39、类型。对于适合低温、中温火焰的元素，可使用乙炔-空气火焰；在火焰中易生成难离解的化合物及难溶氧化物的元素，宜用乙炔-氧化亚氮高温火焰；分析线在220nm以下的元素，可选用氢气-空气火焰。5）观测高度：调节观测高度（燃烧器高度），可使元素通过自由原子浓度最大的火焰区，灵敏度高，观测稳定性好。第五章 原子发射光谱分析法Atomic Emission Spectrometry，AES第一节 原子发射光谱法的基本原理原子发射光谱：是根据各种元素的原子或离子在热激发或电激发下，发射特征的电磁辐射，而进行元素的定性和定量分析的方法，是光谱学各个分支中最为古老的一种。一、原子发射光谱的产生二、谱线强度Ii，

40、j = Ai，j hi，j Nj 三、谱线的自吸和自蚀ab1234第二节 原子发射光谱仪主要由激发光源、进样系统、分光系统及检测系统四部分组成。光源由电弧、火花、火焰、ICP组成。ICP包括三个部分：高频发生器、等离子体矩管、雾化器。第三节 定性、定量分析一、定性分析1. 元素的灵敏线、最后线和分析线2. 定性分析方法 根据确认谱线波长的方法不同，常用以下三种分析方法。（1）标准试样光谱比较法 （标准样品比较）（2）铁光谱比较法 （以铁光谱作波长标尺，判断其他元素的存在）（3）波长测定法（仪器和铁谱共同测定）标准光谱图（3）谱线波长测定法 二、定量分析1. 基本原理 I=acb 或 lgI=b

41、lgc+lga （谱线强度与被测元素浓度的关系）2. 干扰效应 （1）雾化干扰 （2）去溶干扰 （3）挥发干扰 （4）激发和电离干扰 3. 定量分析方法（1）校准曲线法 （2）内标法可以消除由于实验条件变化对测定的影响。需要选择分析线对测定分析线和内标线的谱线强度（3）标准加入法本章需要掌握的内容名词解释： 灵敏线 共振线 最后线 分析线 自吸 自蚀 原子发射光谱法 填空题： 1、原子发射光谱仪常用四种光源是什么？2、在进行光谱定性、定量全分析时，狭缝宽度宜如何调整？其目的是什么？3. 原子发射光谱激发源的作用是什么？4、用原子发射光谱进行定性分析时, 铁谱作用是什么？5、原子发射光谱法定性分

42、析和定量分析的依据是什么？ 6、电感耦合等离子体光源主要由哪三个部分组成，其优点各是什么？简答题： 1、谱线的自吸是什么原因引起的？答当某一元素的谱线射出弧层时，由于弧层外部的同类冷原子对此辐射产生吸收，使得光强与原子的浓度不呈正比关系，这种现象称为自吸。2、试比较电感耦合等离子炬(ICP) 发射光谱法与经典的发射光谱法各自有哪些特点并简述其理由。(1) 灵敏度高, 10-9g数量级的成分不难测定。因为 ICP 的火焰温度可高达 10000 K，能激发一般光源难激发的元素，不易生成难熔金属氧化物，背景 小，故灵敏度高。 (2) 精密度好，1% 的误差范围很易实现。因为试样用溶液法进样，气化均匀， 没有试样溅散问题。 (3) 线性范围宽，可达 45 个数量级。因 ICP 光源中试样微粒集中在高频涡 流的轴向通道内，试样浓度、微粒形状都不会影响原子化和激发效率，对低 浓度试样, 背景低, 对高浓度试样又无自吸危害，故分析的浓度范围宽。 (4) 基体影响小。同一标准溶液可用于不同的试样。(5) 因不用电极,光谱干扰及背景小。3、原子发射光谱法和原子吸收