仪器分析-------46.ppt

文档介绍：第十三章原子发射光谱分析法
一、概述
generalization
二、原子发射光谱的产生
formation of atomic emission spectra
三、谱线强度
spectrum line intensity
四、谱线自吸与自蚀
self-absorption and
selp reversal of spectrum line
第一节原子发射光谱分析基本原理
atomic emission spectrometry,AES
basic principle of AES
2017/11/11
一、概述 generalization
原子发射光谱分析法(atomic emission spectroscopy ,AES):元素在受到热或电激发时,由基态跃迁到激发态,返回到基态时,发射出特征光谱,依据特征光谱进行定性、定量的分析方法。
1859年,基尔霍夫(Kirchhoff G R)、本生(Bunsen R W)
研制第一台用于光谱分析的分光镜,实现了光谱检验;
1930年以后,建立了光谱定量分析方法;
原子光谱<> 原子结构<> 原子结构理论<> 新元素
在原子吸收光谱分析法建立后,其在分析化学中的作用下降,新光源(ICP)、新仪器的出现,作用加强。
2017/11/11
原子发射光谱分析法的特点:
(1)可多元素同时检测各元素同时发射各自的特征光谱;
(2)分析速度快试样不需处理,同时对几十种元素进行定量分析(光电直读仪);
(3)选择性高各元素具有不同的特征光谱;
(4)检出限较低 10~gg-1(一般光源);ngg-1(ICP)
(5)准确度较高 5%~10% (一般光源); <1% (ICP) ;
(6)ICP-AES性能优越线性范围4~6数量级,可测高、中、低不同含量试样;
缺点:非金属元素不能检测或灵敏度低。
2017/11/11
二、原子发射光谱的产生 formation of atomic emission spectra
在正常状态下,元素处于基态,元素在受到热(火焰)或电(电火花)激发时,由基态跃迁到激发态,返回到基态时,发射出特征光谱(线状光谱);
特征辐射
基态元素M
激发态M*
热能、电能
E
2017/11/11
原子的共振线与离子的电离线
原子由第一激发态到基态的跃迁:
第一共振线,最易发生,能量最小;
原子获得足够的能量(电离能)产生电离,失去一个电子,一次电离。
离子由第一激发态到基态的跃迁(离子发射的谱线):
电离线,其与电离能大小无关,离子的特征共振线。
原子谱线表:I 表示原子发射的谱线;
II 表示一次电离离子发射的谱线;
III表示二次电离离子发射的谱线;
Mg:I nm ;II nm;
2017/11/11
Na 能级图
由各种高能级跃迁到同一低能级时发射的一系列光谱线;
2017/11/11
K 元素的能级图
2017/11/11
Mg 元素的能级图
2017/11/11
三、谱线强度 spectrum line intensity
原子由某一激发态 i 向低能级 j 跃迁,所发射的谱线强度与激发态原子数成正比。
在热力学平衡时,单位体积的基态原子数N0与激发态原子数Ni的之间的分布遵守玻耳兹曼分布定律:
gi 、g0为激发态与基态的统计权重; Ei :为激发能;k为玻耳兹曼常数;T为激发温度;
发射谱线强度: Iij = Ni Aijhij
h为Plank常数;Aij两个能级间的跃迁几率; ij发射谱线的频率。将Ni代入上式,得:
2017/11/11
谱线强度
影响谱线强度的因素:
(1)激发能越小,谱线强度越强;
(2)温度升高,谱线强度增大,但易电离。
2017/11/11