第07章 原子发射光谱分析.ppt

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1、第第07章章原子发射光谱分析原子发射光谱分析第一节第一节 光学分析法导论光学分析法导论 第二节原子发射光谱法的基本原理第二节原子发射光谱法的基本原理 第三节原子发射光谱仪器第三节原子发射光谱仪器第四节发射光谱分析的方法第四节发射光谱分析的方法 1第一节第一节 光学分析法导论光学分析法导论 一一 电磁辐射电磁辐射 二二 原子光谱和分子光谱原子光谱和分子光谱 三三 光学分析仪器光学分析仪器 2一一 、电磁辐射、电磁辐射1、电磁辐射的性质、电磁辐射的性质电磁辐射电磁辐射:以巨大速度通过空间、不需要以任何物质以巨大速度通过空间、不需要以任何物质作为传播媒介的一种能量作为传播媒介的一种能量.电磁辐射具有

2、电磁辐射具有波动性波动性和和粒子性粒子性（1）波动性）波动性电磁辐射是在空间传播着的电磁辐射是在空间传播着的交变电场和磁场交变电场和磁场，它具有，它具有一定的频率、强度和速度，在真空中以光速传播。可以一定的频率、强度和速度，在真空中以光速传播。可以用频率用频率()、波长波长()和波数和波数()等波参数表征。等波参数表征。掌握频率、波长、波数的定义及之间的关系。掌握频率、波长、波数的定义及之间的关系。当电磁波穿过物质时，它可以和带有电荷和磁矩的质当电磁波穿过物质时，它可以和带有电荷和磁矩的质点作用，结果在电磁波和物质之间产生能量交换点作用，结果在电磁波和物质之间产生能量交换，光谱，光谱分析就是分

3、析就是基于这种能量交换基于这种能量交换。3（2）微粒性微粒性电磁辐射的粒子性表现为光的能量不是均匀连续电磁辐射的粒子性表现为光的能量不是均匀连续分布在它传播的空间，而是集中在光子（光量子）分布在它传播的空间，而是集中在光子（光量子）的微粒上。的微粒上。普朗克方程：普朗克方程：E该方程将电磁辐射的波动性和微粒性联系起来。该方程将电磁辐射的波动性和微粒性联系起来。42、电磁波谱、电磁波谱按照波长或频率的大小顺序排列可得到电磁按照波长或频率的大小顺序排列可得到电磁波谱，不同的波长属不同的波谱区，对应有不波谱，不同的波长属不同的波谱区，对应有不同的光子能量和不同的能级跃迁。同的光子能量和不同的能级跃迁

4、。能用于光学分析的是中能辐射区，包括紫外、能用于光学分析的是中能辐射区，包括紫外、可见光区和红外区。可见光区和红外区。56二二 原子光谱和分子光谱原子光谱和分子光谱 1、原子光谱、原子光谱原子光谱产生于原子外层电子能级的跃迁原子光谱产生于原子外层电子能级的跃迁1）核外电子的运动状态）核外电子的运动状态原子核外电子的运动状态可以用主量数原子核外电子的运动状态可以用主量数n、角量子数角量子数l、磁量子数、磁量子数m和自旋量子数和自旋量子数s来描述。来描述。72）原子能级图）原子能级图把原子可能存在的光谱项及能级跃迁用图解把原子可能存在的光谱项及能级跃迁用图解的方式表示出来就得到原子能级图。的方式表

5、示出来就得到原子能级图。谱线波长取决于两能级的能量差，不同能级谱线波长取决于两能级的能量差，不同能级之间跃迁产生的原子光谱是波长确定，相互分之间跃迁产生的原子光谱是波长确定，相互分隔的谱线，所以隔的谱线，所以原子光谱是线状光谱原子光谱是线状光谱。8原子发射光谱原子发射光谱：处于激发态原子不稳定，当返回基：处于激发态原子不稳定，当返回基态或较低能态时而发射出特征谱线。态或较低能态时而发射出特征谱线。原子吸收光谱原子吸收光谱：当光辐射通过基态原子蒸气时，原：当光辐射通过基态原子蒸气时，原子蒸气选择性地吸收一定频率的光辐射，原子基态子蒸气选择性地吸收一定频率的光辐射，原子基态跃迁到较高能态。跃迁到较

6、高能态。原子荧光光谱原子荧光光谱：气态原子吸收光辐射后，由基态跃：气态原子吸收光辐射后，由基态跃迁到激发态，再通过辐射跃回到基态或较低的能态迁到激发态，再通过辐射跃回到基态或较低的能态产生的二次光辐射。产生的二次光辐射。3）原子光谱）原子光谱91）分子光谱）分子光谱 分子光谱产生于分子分子光谱产生于分子能级的跃迁能级的跃迁,分子能级分子能级中的电子能级中的电子能级,分子的分子的振动能级以及转动能级振动能级以及转动能级。2、分子光谱、分子光谱10分子吸收光谱分子吸收光谱：分子对辐射的选择性吸收：分子对辐射的选择性吸收,由基由基态或较低能级跃迁到较高能级产生的分子光谱。态或较低能级跃迁到较高能级产

7、生的分子光谱。如紫外如紫外-可见吸收光谱，红外吸收光谱。可见吸收光谱，红外吸收光谱。分子发光光谱分子发光光谱拉曼光谱拉曼光谱：入射光子与溶液中试样分子间的非：入射光子与溶液中试样分子间的非弹性碰撞，发生能量交换，产生与入射光频率不弹性碰撞，发生能量交换，产生与入射光频率不同的散射光。同的散射光。2）分子吸收光谱和分子发光光谱）分子吸收光谱和分子发光光谱11三三 、光学分析仪器、光学分析仪器 光学光谱法是以光学光谱法是以吸收、荧光、磷光、散射、吸收、荧光、磷光、散射、发射和化学发光发射和化学发光六种现象为基础建立起来的一类六种现象为基础建立起来的一类分析方法。各种方法所用仪器在构造方面略有不分析

8、方法。各种方法所用仪器在构造方面略有不同，但其基本部件却大致相同。而且，不同类型同，但其基本部件却大致相同。而且，不同类型光谱仪相同部件的功能都大体相似。光谱仪相同部件的功能都大体相似。典型的光谱仪基本上都有五个部分组成：典型的光谱仪基本上都有五个部分组成：光源（辐射源）光源（辐射源）单色器单色器样品池样品池检测器检测器信号显示系统信号显示系统12发射光谱仪：发射光谱仪：光源光源单色器单色器检测器检测器信号显示系统信号显示系统样品池样品池吸收光谱仪：吸收光谱仪：光源光源单色器单色器样品池样品池检测器检测器信号显示系统信号显示系统荧光和散射光谱仪：荧光和散射光谱仪：样品池样品池单色器单色器检测器

9、检测器信号显示系统信号显示系统光源光源13发射光谱发射光谱仪与其它光谱仪的不同点是：试样本仪与其它光谱仪的不同点是：试样本身就是一个辐射源，所以不用外加辐射源，样品身就是一个辐射源，所以不用外加辐射源，样品池则是火焰、电弧、火花或等离子体，它们既是池则是火焰、电弧、火花或等离子体，它们既是样品容器，又为样品蒸发、解离或激发提供能量，样品容器，又为样品蒸发、解离或激发提供能量，使样品发射特征辐射。使样品发射特征辐射。吸收、荧光或拉曼光谱仪则需要有单独的辐射吸收、荧光或拉曼光谱仪则需要有单独的辐射源。对原子吸收光谱仪，来自辐射源的光束经过源。对原子吸收光谱仪，来自辐射源的光束经过样品池，而后进入单

10、色器（紫外可见光谱仪中，样品池，而后进入单色器（紫外可见光谱仪中，样品池和单色器的位置相反），荧光、拉曼光谱样品池和单色器的位置相反），荧光、拉曼光谱仪的辐射源和检测器则要成仪的辐射源和检测器则要成90 配置。配置。14第二节原子发射光谱法的基本原理第二节原子发射光谱法的基本原理 一、概述一、概述 原原子子光光谱谱是是由由于于原原子子的的外外层层电电子子在在不不同同能能级级之之间间跃跃迁迁而而产产生生的的，由由于于原原子子能能级级是是量量子子化化的的，故原子光谱是线状光谱。故原子光谱是线状光谱。原原子子发发射射光光谱谱法法是是根根据据待待测测物物质质的的气气态态原原子子或或离离子子受受激激发发

11、后后所所发发射射的的特特征征光光谱谱的的波波长长及及其其强强度度来来测测定定物物质质中中元元素素组组成成和和含含量量的的分分析析方方法法。一般简称为发射光谱分析法。一般简称为发射光谱分析法。15原子发射光谱法的分析过程：原子发射光谱法的分析过程：（1）在在激激发发光光源源中中，将将被被测测定定物物质质蒸蒸发发、解解离离、电离、激发，产生光辐射。电离、激发，产生光辐射。（2）将将被被测测定定物物质质发发射射的的复复合合光光经经分分光光装装置置色色散散成光谱。成光谱。（3）检测记录光谱。）检测记录光谱。（4）通通过过检检测测器器检检测测被被测测定定物物质质中中元元素素光光谱谱线线的的波长和强度，进

12、行光谱定性和定量分析。波长和强度，进行光谱定性和定量分析。1、原子发射光谱法分析的过程、原子发射光谱法分析的过程16 (1)选择性好；选择性好；(2)灵敏度高，精密度好；灵敏度高，精密度好；(3)准确度高；准确度高；(4)样品用量少；样品用量少；(5)分析快速。分析快速。2、发射光谱分析的特点和应用、发射光谱分析的特点和应用 171.物质的能态物质的能态基态基态：原子或分子的最低能态：原子或分子的最低能态激发态激发态：较高能态：较高能态激激发发电电位位：将将原原子子中中的的一一个个外外层层电电子子从从基基态态跃跃迁到激发态所需要的能量。迁到激发态所需要的能量。单位单位:电子伏特（电子伏特（eV

13、）。）。二、原子发射光谱的产生二、原子发射光谱的产生18 电电离离：当当外外加加的的能能量量足足够够大大时时，可可以以把把原原子子中中的的一一个个外外层层电电子子从从基基态态跃跃迁迁到到无无限限远远处处，也也就就是是脱脱离离原原子子核核的的束束缚缚力力而而逸逸出出使使原原子子成成为为带带正正电荷的离子的过程。电荷的离子的过程。一次电离一次电离二次电离二次电离电电离离电电位位：使使原原子子电电离离所所需需要要的的最最小小能能量量，单单位，电子伏特（位，电子伏特（eV）。）。离子激发电位离子激发电位离子谱线离子谱线19 （1）使原子处于气态使原子处于气态；（2）使原子被激发使原子被激发基态原子基态

14、原子激发态激发态处于激发态的原子十分不稳定，在极短的时处于激发态的原子十分不稳定，在极短的时间内（约间内（约10-8s）便跃迁至基态或其它较低的能级上。便跃迁至基态或其它较低的能级上。当原子从较高能级跃迁到基态或其它较低能级的过当原子从较高能级跃迁到基态或其它较低能级的过程中，将释放出多余的能量，这种能量是以一定波程中，将释放出多余的能量，这种能量是以一定波长的电磁波的形式辐射出去而产生发射光谱。长的电磁波的形式辐射出去而产生发射光谱。2.原子发射光谱的产生原子发射光谱的产生20 谱谱线线的的频频率率或或波波长长与与跃跃迁迁前前后后两两能能级级差差的的关关系系服从普朗克公式：服从普朗克公式：E

15、=E2-E1=h=hc/或或=由由于于原原子子的的能能级级很很多多，原原子子在在被被激激发发后后，其其外外层层电电子子可可有有不不同同的的跃跃迁迁，但但这这些些跃跃迁迁应应该该遵遵循循一一定的规则即定的规则即“光谱选律光谱选律”。原原子子的的各各能能级级是是不不连连续续的的(量量子子化化),电电子子的的跃跃迁迁也是不连续的也是不连续的,此即原子光谱是线状光谱的原因此即原子光谱是线状光谱的原因。21 不不同同元元素素的的原原子子，由由于于结结构构不不同同，发发射射谱谱线线的的波波长长也也不不同同，即即每每一一种种元元素素的的原原子子都都有有它它自自己己的的特特征征光光谱谱线线。光光谱谱分分析析就

16、就是是检检测测元元素素的的特特征征光光谱谱线线是是否否出出现现，鉴鉴别别某某种种元元素素-光光谱谱定定性性分分析的基本原理析的基本原理；在在一一定定条条件件下下，这这些些特特征征光光谱谱线线的的强强度度与与试试样样中中该该元元素素的的含含量量有有关关，通通过过测测量量元元素素特特征征光光谱谱线线的的强强度度，可可以以测测定定元元素素的的含含量量-光光谱谱定定量量分析的基本原理分析的基本原理。3.光谱分析光谱分析22发射光谱分析发射光谱分析：使试样在外界能量的作用下转变为气使试样在外界能量的作用下转变为气态原子，并使气态原子的外层电子激发至态原子，并使气态原子的外层电子激发至高能态。当激发态原子

17、从较高能级跃迁到高能态。当激发态原子从较高能级跃迁到基态或其它较低能级的过程中，原子释放基态或其它较低能级的过程中，原子释放出多余的能量而发射出特征谱线。记录得出多余的能量而发射出特征谱线。记录得光谱图。根据所得的光谱图进行光谱定性光谱图。根据所得的光谱图进行光谱定性分析或定量分析。分析或定量分析。23 谱谱线线的的强强度度：单单位位时时间间内内从从光光源源辐辐射射出出某某波波长长光光能能的的多多少少，即即某某波波长长光光的辐射功率的大小。的辐射功率的大小。摄摄谱谱法法中中，谱谱线线的的强强度度是是指指单单位位时时间间内内，在在相相应应的的位位置置上上感感光光乳乳剂剂共共吸吸收了多少某波长的光

18、能。收了多少某波长的光能。三、谱线的强度与试样中元素浓度的关系三、谱线的强度与试样中元素浓度的关系24谱谱 线线 强强 度度 与与 元元 素素 含含 量量 的的 关关 系系：Schiebe-Lomakin（赛伯赛伯-罗马金）公式罗马金）公式 I=acb 常常数数a与与试试样样的的蒸蒸发发、激激发发过过程程、试试样样组组成成等等有有关的一个参数；常数关的一个参数；常数b称为自吸系数，它的数值称为自吸系数，它的数值与谱线的自吸收有关。与谱线的自吸收有关。取对数得：取对数得：lgI=blgc+lga25四、谱线的自吸与自蚀四、谱线的自吸与自蚀 26第三节原子发射光谱仪器第三节原子发射光谱仪器 一、激

19、发光源一、激发光源光光源源的的主主要要作作用用：对对试试样样的的蒸蒸发发和和激激发发过过程程提提供供所需的能量。所需的能量。对激发光源的要求对激发光源的要求：(1)必须具有足够的蒸发、原子化和激发能力；必须具有足够的蒸发、原子化和激发能力；(2)灵敏度高，稳定性好，光谱背景小；灵敏度高，稳定性好，光谱背景小；(3)结构简单，操作方便，使用安全。结构简单，操作方便，使用安全。光光源源：直直流流电电弧弧,低低压压交交流流电电弧弧,高高压压火火花花,电电感感耦耦合合等离子体等离子体(ICP)光源光源27 1.直流电弧直流电弧一一对对电电极极在在外外加加电电压压下下，电电极极间间依依靠靠气气态态带带电

20、电粒粒子子（电电子子或或离离子子）维维持持导导电电，产产生生弧弧光光放放电电称为电弧。称为电弧。由直流电源维持电弧的放电称为直流电弧。由直流电源维持电弧的放电称为直流电弧。直流电弧发生器工作原理：直流电弧发生器工作原理：28292.低压交流电弧低压交流电弧交交流流电电弧弧有有高高压压交交流流电电弧弧和和低低压压交交流流电电弧弧两两类类。高压交流电弧工作电压为高压交流电弧工作电压为20004000V。低压交流电弧工作电压为低压交流电弧工作电压为110220V。低压交流电弧发生器的工作原理：低压交流电弧发生器的工作原理：30313.高压火花高压火花电电极极间间不不连连续续的的气气体体放放电电称称为

21、为火火花花。高高压压火火花花是是用用高高电电压压（815KV）使使电电容容器器充充电电后后放电释放的能量来激发试样光谱。放电释放的能量来激发试样光谱。简单高压电容火花发生器的工作原理：简单高压电容火花发生器的工作原理：3233 4.电电感感耦耦合合等等离离子子体体(inductivecoupledhighfrequencypiasma,ICP)光源光源等离子体（等离子体（plasma）:含有一定浓度阴、阳离子含有一定浓度阴、阳离子能导电的气体混合物。能导电的气体混合物。34二、分光系统二、分光系统 分分光光系系统统的的作作用用：将将激激发发试试样样所所获获得得的的复合光，分解为按波长顺序排列的

22、单色光。复合光，分解为按波长顺序排列的单色光。常用的分光元件有常用的分光元件有棱镜棱镜和和光栅光栅两类。两类。三、检测器三、检测器 在原子发射光谱中，被检测的信号是元素在原子发射光谱中，被检测的信号是元素的特征辐射，常用的检测方法有的特征辐射，常用的检测方法有目视法目视法、摄谱摄谱法法和和光电法光电法。35361.目视法目视法用用眼眼睛睛观观察察试试样样中中元元素素的的特特征征谱谱线线或或谱谱线线组组，比比较较谱谱线线强强度度的的大大小小以以确确定定试试样样的的组组成成和和含含量量。工工作作波波段段为为可可见见光光区区（400700nm），常常用用的的仪仪器器称称为为看看谱谱镜镜，是是一一种种

23、小小型型简简易易的的光光谱谱仪仪，主主要要用用于于合合金金钢钢、有有色色金金属属合合金金的的定定性性和和半半定定量分析。量分析。372.摄谱法摄谱法 用感光板来记录光谱。用感光板来记录光谱。感感光光板板主主要要由由感感光光层层和和片片基基组组成成，感感光光层层又又称称乳乳剂剂，由由感感光光物物质质（记记录录影影像像）、明明胶胶和和增增感感剂剂组组成成。将将感感光光板板放放置置在在分分光光系系统统的的焦焦面面处处，接接受受被被分分析析试试样样的的光光谱谱作作用用而而感感光光（摄摄谱谱），再再经经显显影影、定定影影等等操操作作制制得得光光谱谱底底片片，谱谱片片上上有有许许多多距距离离不不等等、黑黑

24、度度不不同同的的光光谱谱线线，然然后后在在映映谱谱仪仪上上观观察察谱谱线线的的位位置置及及大大致致强强度度，进进行行定定性性和和半半定定量量分分析析；在在测测微微光光度度计计上测量谱线的强度，进行定量分析。上测量谱线的强度，进行定量分析。38感感光光板板上上谱谱线线的的黑黑度度与与曝曝光光量量有有关关。曝曝光光量量越越大，谱线越黑。大，谱线越黑。曝曝光光量量（H）等等于于照照度度（E）与与曝曝光光时时间间的的乘乘积，也等于曝光时间与谱线强度的乘积。积，也等于曝光时间与谱线强度的乘积。H=Et=Kit谱片变黑后的透光度谱片变黑后的透光度T为：为：谱线变黑的程度称为黑度（谱线变黑的程度称为黑度（S

25、）39乳剂特性曲线图乳剂特性曲线图 tg=S/(lgH-lgHi)S=(lgH-lgHi)令令I=lgHiS=lgH-i摄谱分析法的定量分析就是根据测量谱线摄谱分析法的定量分析就是根据测量谱线的黑度，计算求得待测元素的含量。的黑度，计算求得待测元素的含量。403.光电法光电法 光光电电法法利利用用光光电电倍倍增增管管作作光光电电转转换换元元件件，把把代代表表谱谱线线强强度度的的光光信信号号转转换换成成电电信信号号，然然后后由由电电表表显显示示出出来来，或或进进一一步步把把电电信信号号转转换换为为数数字字显显示示出来。出来。光电倍增管光电倍增管是目前最常用的精确测量微弱光辐是目前最常用的精确测量

26、微弱光辐射的一种光电转换元件。射的一种光电转换元件。41四、仪器的类型四、仪器的类型光光谱谱仪仪：能能将将不不同同波波长长的的复复合合光光分分解解为为按按波波长长顺顺序排列的单色光，并能进行观测记录的仪器。序排列的单色光，并能进行观测记录的仪器。用用照照相相法法记记录录光光谱谱的的仪仪器器称称为为摄摄谱谱仪仪。摄摄谱谱仪仪根根据据所所用用色色散散元元件件的的不不同同，可可以以分分为为棱棱镜镜摄摄谱谱仪仪、光光栅栅摄摄谱谱仪仪、干干涉涉分分光光摄摄谱谱仪仪、光光电电直直读读光光谱谱仪仪（光电法检测）。（光电法检测）。1.棱镜摄谱仪棱镜摄谱仪2.光栅摄谱仪光栅摄谱仪3.光电直读光谱仪光电直读光谱仪

27、42第四节发射光谱分析的方法第四节发射光谱分析的方法 一、光谱定性分析一、光谱定性分析1.光谱定性分析的原理光谱定性分析的原理不不同同元元素素的的原原子子，由由于于结结构构不不同同，发发射射谱谱线线的的波波长长也也不不同同，即即每每一一种种元元素素的的原原子子都都有有它它自自己己的的特特征光谱线征光谱线。光光谱谱分分析析就就是是检检测测元元素素的的特特征征光光谱谱线线是是否否出出现现，鉴别某种元素鉴别某种元素-光谱定性分析的基本原理光谱定性分析的基本原理。43试样受激发后产生的光谱线，其波长是由试样受激发后产生的光谱线，其波长是由产生跃迁的两能级的能量差决定的：产生跃迁的两能级的能量差决定的：

28、E=E2-E1=h=hc/或或 =44（1）灵敏线）灵敏线是指是指各元素谱线中激发电位较低，跃迁几率大各元素谱线中激发电位较低，跃迁几率大的谱线的谱线（原子线或离子线）。（原子线或离子线）。一般说来，灵敏线多是一些共振线，一般说来，灵敏线多是一些共振线，共振线共振线由由激发态直接跃迁到基态激发态直接跃迁到基态时所辐射的谱线。当由时所辐射的谱线。当由最低的激发态（第一激发态）直接跃迁至基态最低的激发态（第一激发态）直接跃迁至基态时所辐射的谱线称为时所辐射的谱线称为第一共振线第一共振线，一般也是元，一般也是元素的最灵敏线。素的最灵敏线。45（2）最后线：）最后线：元素谱线的强度是随试样中该元素的含

29、量的减元素谱线的强度是随试样中该元素的含量的减少而降低，并且在元素含量降低时其中有一部分少而降低，并且在元素含量降低时其中有一部分灵敏度较低、强度较弱的谱线将渐次消失，而元灵敏度较低、强度较弱的谱线将渐次消失，而元素的灵敏线将在最后消失。素的灵敏线将在最后消失。最后线最后线是指试样中被是指试样中被测元素浓度逐渐减小时而最后消失的谱线。理论测元素浓度逐渐减小时而最后消失的谱线。理论上，元素的最后线也就是元素的第一共振线。上，元素的最后线也就是元素的第一共振线。46例如：例如：含有含有Cd溶液的浓度溶液的浓度光谱谱线条数光谱谱线条数10140.1100.0170.0011（226.5nm）最后线最

30、后线47（3）分析线）分析线光光谱谱定定性性分分析析时时，并并不不需需要要找找出出元元素素的的所所有有谱谱线线，一一般般只只要要找找出出一一根根或或几几根根灵灵敏敏线线就就足足够够了了，用于分析的灵敏线，称为分析线。用于分析的灵敏线，称为分析线。在在定定性性分分析析时时，通通常常选选用用35条条分分析析线线，选选择择灵敏度高、选择性好的谱线。灵敏度高、选择性好的谱线。482.2.定性分析的方法定性分析的方法（1 1）标准试样光谱比较法）标准试样光谱比较法利利用用哈哈特特曼曼光光栏栏，将将要要检检查查元元素素的的纯纯物物质质光光谱谱并并列列摄摄在在未未知知试试样样光光谱谱旁旁边边，检检查查分分析

31、析元元素素的的灵敏线出现。灵敏线出现。49（2 2）铁光谱比较法（元素光谱图比较法）铁光谱比较法（元素光谱图比较法）以铁光谱作为标准波长。以铁光谱作为标准波长。将将铁铁与与试试样样并并列列摄摄谱谱在在同同一一相相板板上上，然然后后将将试样光谱、铁光谱同标准铁光谱图对照。试样光谱、铁光谱同标准铁光谱图对照。50（3 3）测定谱线波长）测定谱线波长用比长仪准确测出谱线的波长，再从波长表用比长仪准确测出谱线的波长，再从波长表上查出与未知谱线相对应的元素。上查出与未知谱线相对应的元素。1 2x=2-(2-1)b/a51（4）光谱定性分析工作条件的选择）光谱定性分析工作条件的选择 光谱仪光谱仪激发光源激

32、发光源电流控制电流控制狭缝狭缝运用哈特曼光栏等。运用哈特曼光栏等。52二、光谱半定量分析二、光谱半定量分析光光谱谱半半定定量量分分析析的的依依据据：谱谱线线的的强强度度和和谱谱线线的的出现情况与元素含量密切相关。出现情况与元素含量密切相关。1.谱线黑度比较法谱线黑度比较法将将试试样样与与已已知知不不同同含含量量的的标标准准样样品品在在相相同同的的实实验验条条件件下下，在在同同一一感感光光板板上上并并列列摄摄谱谱，然然后后在在映映谱谱仪仪上上用用目目视视法法直直接接比比较较被被测测试试样样与与标标准准样样品光谱中分析线的黑度。品光谱中分析线的黑度。例例如如：黄黄铜铜的的Pb灵灵敏敏线线283.3

33、nm与与标标准准系系列列中中的的Pb283.3nm的黑度比较。的黑度比较。532.谱线谱线呈现法呈现法 当当样样品品中中元元素素的的浓浓度度逐逐渐渐增增加加时时，该该元元素素的的谱谱线线强强度度增增加加，而而且且谱谱线线的的数数目目也也增增多多，灵灵敏敏线线、次次灵灵敏敏线线、弱弱线线依依次次出出现现。预预先先配配制制一一系系列列浓浓度度不不同同的的标标准准样样品品，在在一一定定条条件件下下摄摄谱谱，然然后后根根据据不不同同浓浓度度下下出出现现的的分分析析元元素素的的谱谱线线及及强强度度情情况况绘绘制制成成一一张张谱谱线线出出现现与与含含量量的的关关系系表表（谱谱线线呈呈现现表表），以后就根据

34、此表估计试样中该元素的大致含量。，以后就根据此表估计试样中该元素的大致含量。54三、光谱定量分析三、光谱定量分析1.光谱定量分析的基本关系式光谱定量分析的基本关系式Schiebe-Lomakin(赛伯赛伯-罗马金罗马金)公式公式I=acb lgI=blgc+lga55 在在待待测测元元素素的的光光谱谱中中选选一一条条谱谱线线作作为为分分析析线线，在在基基体体元元素素（或或定定量量加加入入的的其其它它元元素素）的的光光谱谱中中选选一一条条与与分分析析线线均均称称的的谱谱线线作作为为内内标标线线（或或称称比比较较线线），这这两两条条谱谱线线组组成成分分析析线线对对。分分析析线线与与内内标标线线的的

35、绝绝对对强强度度的的比比值值称称为为相相对对强强度度（R）。内内标标法法就就是是根根据据分分析析线线对对的的相对强度与被分析元素含量的关系相对强度与被分析元素含量的关系来进行定量分析。来进行定量分析。光光源源等等实实验验条条件件的的变变化化对对分分析析线线的的绝绝对对强强度度有有较较大大的的影影响响，但但对对分分析析线线和和内内标标线线的的影影响响基基本本一一致致，这这样样谱谱线线相相对对强强度度由由于于实实验验条条件件波波动动而而引引起起的的变变化化抵抵消消，使使R保持不变。保持不变。2.2.内标法定量分析的原理内标法定量分析的原理56分析线分析线I1内标线内标线I2R=a1c1b1/a2c

36、2b2R=I1/I2=acblgR=lg(I1/I2)=blgc+lga摄谱法摄谱法分析线分析线S1内标线内标线S2S1=1lgH1-i1=1lg(k1I1t1)-i1S2=2lgH2-i2=2lg(k2I2t2)-i257同谱片同谱片 t1=t2分析线对分析线对i1=i2,1=2 S=S1-S2=lgI1-lgI2=lgI1/I2=lgR S=lgI1/I2=lgR=blgc+lga基于内标法原理以摄谱法进行光谱定量分析基于内标法原理以摄谱法进行光谱定量分析的基本关系式。的基本关系式。内标元素及分析线对的选择（内标元素及分析线对的选择（P218）58 4光电直读光谱法光电直读光谱法 测测量量分分析析线线对对积积分分电电容容器器的的充充电电电电压就可直接求出被测元素含量。压就可直接求出被测元素含量。59