原子發(fā)射基本原理

一、概述原子發(fā)射光譜分析法（AES）：根據(jù)待測(cè)物質(zhì)的氣態(tài)原子或離子受激發(fā)后所發(fā)射的特征光譜的波長(zhǎng)及其強(qiáng)度來(lái)測(cè)定物質(zhì)中元素組成和含量的分析方法。原子發(fā)射光譜法的一般分析步驟：（1）在激發(fā)光源中，將待測(cè)物質(zhì)蒸發(fā)、解離、電離、激發(fā)，產(chǎn)生光輻射。（2）將待測(cè)物質(zhì)發(fā)射的復(fù)合光經(jīng)分光裝置色散成光譜（3）通過(guò)檢測(cè)器檢測(cè)待測(cè)物質(zhì)中元素光譜線的波長(zhǎng)和強(qiáng)度，進(jìn)行元素的定性和定量分析優(yōu)點(diǎn)：選擇性好，分析速度快，多種元素同時(shí)分析。第1頁(yè)/共62頁(yè)第一頁(yè)，共63頁(yè)。二、原子發(fā)射光譜的產(chǎn)生

formationofatomicemissionspectra

在正常狀態(tài)下，元素處于基態(tài)，元素在受到外界能量（熱能或電能）激發(fā)時(shí)，由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，返回到基態(tài)時(shí)，發(fā)射出特征光譜（線狀光譜）；特征輻射基態(tài)元素M激發(fā)態(tài)M*熱能、電能E第2頁(yè)/共62頁(yè)第二頁(yè)，共63頁(yè)。原子的共振線與離子的電離線

非共振線：激發(fā)態(tài)與激發(fā)態(tài)之間躍遷形成的光譜線共振線：激發(fā)態(tài)與基態(tài)之間的躍遷產(chǎn)生的光譜線

原子線：原子發(fā)射的譜線離子線：離子發(fā)射的譜線

元素譜線表：I表示原子發(fā)射的譜線；II表示一次電離離子發(fā)射的譜線；III表示二次電離離子發(fā)射的譜線；如MgI285.21nm；MgII279.55nm；

同種元素的原子和離子所產(chǎn)生的原子線和離子線都是該元素的特征譜線，習(xí)慣上統(tǒng)稱為原子光譜。第3頁(yè)/共62頁(yè)第三頁(yè)，共63頁(yè)。三、譜線強(qiáng)度

spectrumlineintensity原子由某一激發(fā)態(tài)i

向基態(tài)或較低能級(jí)j

躍遷，所發(fā)射的譜線強(qiáng)度與激發(fā)態(tài)原子數(shù)成正比。在熱力學(xué)平衡時(shí)，單位體積的基態(tài)原子數(shù)N0與激發(fā)態(tài)原子數(shù)Ni的之間的分布遵守玻耳茲曼分布定律：gi、g0為激發(fā)態(tài)與基態(tài)的統(tǒng)計(jì)權(quán)重；Ei：為激發(fā)能；k為玻耳茲曼常數(shù)；T為激發(fā)溫度；發(fā)射譜線強(qiáng)度：Iij=Ni

Aijhijh為Plank常數(shù)；Aij兩個(gè)能級(jí)間的躍遷幾率；ij發(fā)射譜線的頻率。將Ni代入上式，得：第4頁(yè)/共62頁(yè)第四頁(yè)，共63頁(yè)。譜線強(qiáng)度影響譜線強(qiáng)度的因素：（1）激發(fā)能激發(fā)能越小，譜線強(qiáng)度越強(qiáng)；（2）溫度溫度升高，譜線強(qiáng)度增大，但易電離。第5頁(yè)/共62頁(yè)第五頁(yè)，共63頁(yè)。影響譜線強(qiáng)度的因素：（3）基態(tài)原子數(shù)

譜線強(qiáng)度與基態(tài)原子數(shù)成正比，在一定條件下，基態(tài)原子數(shù)與試樣中該元素濃度成正比。因此，在一定的實(shí)驗(yàn)條件下譜線強(qiáng)度與被測(cè)元素濃度成正比，這是光譜定量分析的依據(jù)。第6頁(yè)/共62頁(yè)第六頁(yè)，共63頁(yè)。四、譜線的自吸與自蝕

self-absorptionandselfreversalofspectrumline

等離子體：包含分子、離子、電子等粒子，其正負(fù)電荷相等的電離氣體。它具有電中性和導(dǎo)電性。等離子體有一定的體積，溫度與原子濃度在其各部位分布不均勻，中間的溫度、激發(fā)態(tài)原子濃度高，邊緣溫度低，基態(tài)與較低能級(jí)的原子較多。第7頁(yè)/共62頁(yè)第七頁(yè)，共63頁(yè)。自吸：某元素的原子從中心發(fā)射電磁輻射，必然要通過(guò)邊緣到達(dá)檢測(cè)器，這樣所發(fā)射的電磁輻射就可能被處在邊緣的同一元素基態(tài)原子或較低能級(jí)的原子吸收，使接受到的譜線強(qiáng)度降低。這種原子在高溫發(fā)射某一波長(zhǎng)的輻射，被處在邊緣低溫狀態(tài)的同種原子所吸收的現(xiàn)象稱為自吸。元素濃度低時(shí)，不出現(xiàn)自吸。隨濃度增加，自吸越來(lái)越嚴(yán)重，當(dāng)達(dá)到一定值時(shí)，譜線中心完全吸收，如同出現(xiàn)兩條線，這種現(xiàn)象稱為自蝕?；鶓B(tài)原子對(duì)共振線的自吸最嚴(yán)重譜線表，r：自吸；R：自蝕；第8頁(yè)/共62頁(yè)第八頁(yè)，共63頁(yè)。第三章

原子發(fā)射光譜分析法一、光源二、光譜儀第二節(jié)

原子發(fā)射光譜分析裝置與儀器deviceandinstrumentofAESatomicemissionspectrometry,AES第9頁(yè)/共62頁(yè)第九頁(yè)，共63頁(yè)。

儀器流程

processofAES

原子發(fā)射光譜儀通常由三大部分構(gòu)成：激發(fā)光源、分光系統(tǒng)（光譜儀）及進(jìn)行光譜分析的檢測(cè)系統(tǒng)；第10頁(yè)/共62頁(yè)第十頁(yè)，共63頁(yè)。一、光源

作為光譜分析用的光源對(duì)試樣都具有兩個(gè)作用過(guò)程。首先，把試樣中的組分蒸發(fā)離解為氣態(tài)原子，然后使這些氣態(tài)原子激發(fā)，使之產(chǎn)生特征光譜。因此光源的主要作用是對(duì)試樣的蒸發(fā)、解離和激發(fā)提供所需的能量。最常用的光源有直流電弧、交流電弧、電火花等第11頁(yè)/共62頁(yè)第十一頁(yè)，共63頁(yè)。1.直流電弧（DC)

直流電作為激發(fā)能源，電壓220～380V，電流5～30A；兩支石墨電極，試樣放置在一支電極(下電極)的凹槽內(nèi)；使分析間隙的兩電極接觸或用導(dǎo)體接觸兩電極，通電，電極尖端被燒熱，點(diǎn)燃電弧，再使電極相距4～6mm；第12頁(yè)/共62頁(yè)第十二頁(yè)，共63頁(yè)。

電弧點(diǎn)燃后，熱電子流高速通過(guò)分析間隙沖擊陽(yáng)極，產(chǎn)生高熱，試樣蒸發(fā)并原子化，電子與原子碰撞電離出正離子沖向陰極。電子、原子、離子在分析間隙相互碰撞，發(fā)生能量交換，使原子躍遷到激發(fā)態(tài)，返回基態(tài)時(shí)發(fā)射出該原子的光譜。

弧焰溫度：4000～7000K可使約70多種元素激發(fā)；

第13頁(yè)/共62頁(yè)第十三頁(yè)，共63頁(yè)。第14頁(yè)/共62頁(yè)第十四頁(yè)，共63頁(yè)。

2.低壓交流電弧

工作電壓：110～220V。采用高頻引燃裝置點(diǎn)燃電弧，在每一交流半周時(shí)引燃一次，保持電弧不滅；第15頁(yè)/共62頁(yè)第十五頁(yè)，共63頁(yè)。工作原理（1）接通電源，由變壓器B1升壓至2.5～3kV，電容器C1充電；達(dá)到一定值時(shí)，放電盤(pán)G1擊穿；G1-C1-L1構(gòu)成振蕩回路，產(chǎn)生高頻振蕩；（2）振蕩電壓經(jīng)B2的次級(jí)線圈升壓到10kV，通過(guò)電容器C2將電極間隙G的空氣擊穿，產(chǎn)生高頻振蕩放電；（3）當(dāng)G被擊穿時(shí)，電源的低壓部分沿著已造成的電離氣體通道，通過(guò)G進(jìn)行電弧放電；（4）在放電的短暫瞬間，電壓降低直至電弧熄滅，在下半周高頻再次點(diǎn)燃，重復(fù)進(jìn)行；第16頁(yè)/共62頁(yè)第十六頁(yè)，共63頁(yè)。特點(diǎn)：

（1）電弧溫度高，激發(fā)能力強(qiáng)；（2）電極溫度稍低，蒸發(fā)能力稍低；（3）電弧穩(wěn)定性好，使分析重現(xiàn)性好，適用于定量分析。第17頁(yè)/共62頁(yè)第十七頁(yè)，共63頁(yè)。３.高壓火花（1）交流電壓經(jīng)變壓器T后，產(chǎn)生10～25kV的高壓，然后通過(guò)扼流圈D向電容器C充電，達(dá)到G的擊穿電壓時(shí)，通過(guò)電感L向G放電，產(chǎn)生振蕩性的火花放電；并伴有爆裂聲。第18頁(yè)/共62頁(yè)第十八頁(yè)，共63頁(yè)。高壓火花的特點(diǎn)：

（1）放電瞬間能量很大，產(chǎn)生的溫度高，激發(fā)能力強(qiáng)，某些難激發(fā)元素可被激發(fā)，且多為離子線；（2）放電間隔長(zhǎng)，使得電極溫度低，蒸發(fā)能力稍低，適于低熔點(diǎn)金屬與合金的分析；（3）穩(wěn)定性好，重現(xiàn)性好，適用定量分析；缺點(diǎn)：

（1）火花光源的背景較大，靈敏度較差，適合做較高含量的分析；（2）噪音較大；第19頁(yè)/共62頁(yè)第十九頁(yè)，共63頁(yè)。

ICP光源是高頻感應(yīng)電流產(chǎn)生的類似火焰的激發(fā)光源。由高頻發(fā)生器、等離子體炬管和霧化器組成。4.電感耦合等離子體光源（inductivelycoupledplasma，ICP)第20頁(yè)/共62頁(yè)第二十頁(yè)，共63頁(yè)。ICP是宏觀中性的離子化氣體，即具有相同數(shù)目的正粒子（正離子）及負(fù)粒子（電子）第21頁(yè)/共62頁(yè)第二十一頁(yè)，共63頁(yè)。

工作原理

當(dāng)高頻發(fā)生器接通電源后，高頻電流I通過(guò)感應(yīng)線圈產(chǎn)生交變磁場(chǎng)(綠色)。開(kāi)始時(shí)，管內(nèi)為Ar氣，不導(dǎo)電，需要用高壓電火花觸發(fā)，使氣體電離后，在高頻交流電場(chǎng)的作用下，帶電粒子高速運(yùn)動(dòng)，碰撞，形成“雪崩”式放電，產(chǎn)生等離子體氣流。在垂直于磁場(chǎng)方向?qū)a(chǎn)生感應(yīng)電流（渦電流，粉色），其電阻很小，電流很大(數(shù)百安)，產(chǎn)生高溫。又將氣體加熱、電離，在管口形成穩(wěn)定的等離子體焰炬。第22頁(yè)/共62頁(yè)第二十二頁(yè)，共63頁(yè)。第23頁(yè)/共62頁(yè)第二十三頁(yè)，共63頁(yè)。

ICP的特點(diǎn)

(1)溫度高，惰性氣氛，原子化條件好，有利于難熔化合物的分解和元素激發(fā)，有很高的靈敏度和穩(wěn)定性；(2)“趨膚效應(yīng)”，渦電流在外表面處密度大，使表面溫度高，軸心溫度低，中心通道進(jìn)樣對(duì)等離子的穩(wěn)定性影響小。也有效消除自吸現(xiàn)象，線性范圍寬（4～5個(gè)數(shù)量級(jí)）；(3)ICP中電子密度大，堿金屬電離造成的影響?。?4)Ar氣體產(chǎn)生的背景干擾??；(5)無(wú)電極放電，無(wú)電極污染；ICP焰炬外型像火焰，但不是化學(xué)燃燒火焰，氣體放電；缺點(diǎn)：對(duì)非金屬測(cè)定的靈敏度低，儀器昂貴，操作費(fèi)用高。第24頁(yè)/共62頁(yè)第二十四頁(yè)，共63頁(yè)。5.試樣引入激發(fā)光源的方法

試樣引入激發(fā)光源的方法，依試樣的性質(zhì)而定。（1）固體試樣金屬與合金本身能導(dǎo)電，可直接做成電極，稱為自電極。粉末試樣，通常放入制成各種的小孔或杯形電極中，作為下電極。（2）溶液試樣ICP光源，直接用霧化器將試樣溶液引入等離子體內(nèi)。第25頁(yè)/共62頁(yè)第二十五頁(yè)，共63頁(yè)。第26頁(yè)/共62頁(yè)第二十六頁(yè)，共63頁(yè)。對(duì)比第27頁(yè)/共62頁(yè)第二十七頁(yè)，共63頁(yè)。二、光譜儀spectrophotometer

將原子發(fā)射出的輻射分光后觀察其光譜的儀器。按接受光譜方式分：看譜法、攝譜法、光電法；按儀器分光系統(tǒng)分：棱鏡光譜儀、光柵光譜儀；

光柵光譜儀比棱鏡光譜儀有更大的分辨率。

第28頁(yè)/共62頁(yè)第二十八頁(yè)，共63頁(yè)。1.攝譜儀光路圖第29頁(yè)/共62頁(yè)第二十九頁(yè)，共63頁(yè)。中階梯光柵分光系統(tǒng)（實(shí)物圖）第30頁(yè)/共62頁(yè)第三十頁(yè)，共63頁(yè)。感光板與譜線黑度

感光板主要由玻璃片基和感光層（乳劑）組成，它是由感光物質(zhì)鹵化銀、明膠和增感劑等物質(zhì)組成。感光處理后，呈現(xiàn)黑色的光譜線。感光板上的譜線黑度S主要決定于曝光量H，而曝光量H在一定時(shí)間內(nèi)，又與光的強(qiáng)度I成正比

H=KIt

但譜線黑度S與曝光量H之間的關(guān)系比較復(fù)雜，很難用簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)公式表達(dá)，通常用圖解法S-lgH表達(dá)。人們把S-lgH關(guān)系曲線稱為乳劑特性曲線。第31頁(yè)/共62頁(yè)第三十一頁(yè)，共63頁(yè)。

在實(shí)際工作中，由于譜線強(qiáng)度I與曝光量H成正比，可導(dǎo)出關(guān)系式

S=

lgKIt－i第32頁(yè)/共62頁(yè)第三十二頁(yè)，共63頁(yè)。攝譜儀的觀察裝置（1）光譜投影儀（映譜儀），光譜定性分析時(shí)將光譜圖放大，放大20倍。（2）測(cè)微光度計(jì)（黑度計(jì)）；定量分析時(shí)，測(cè)定接受到的光譜線強(qiáng)度；譜線越強(qiáng)，感光板上譜線越黑。第33頁(yè)/共62頁(yè)第三十三頁(yè)，共63頁(yè)。

2.光電直讀等離子體發(fā)射光譜儀

光電直讀是利用光電法直接獲得光譜線的強(qiáng)度;U=kIt；兩種類型：多道固定狹縫式和單道掃描式；

單道掃描式是轉(zhuǎn)動(dòng)光柵進(jìn)行掃描，在不同時(shí)間檢測(cè)不同譜線；

多道固定狹縫式則是安裝多個(gè)（多達(dá)70個(gè)）固定的出射狹縫和光電倍增管，同時(shí)測(cè)定多個(gè)元素的譜線；

一個(gè)出射狹縫和一個(gè)光電倍增管，可接受一條譜線，構(gòu)成一個(gè)測(cè)量通道；第34頁(yè)/共62頁(yè)第三十四頁(yè)，共63頁(yè)。多道固定狹縫式特點(diǎn)

:

(1)多達(dá)70個(gè)通道可選擇設(shè)置，同時(shí)進(jìn)行多元素分析，這是其他金屬分析方法所不具備的；

(2)分析速度快，準(zhǔn)確度高；

(3)線性范圍寬，4～5個(gè)數(shù)量級(jí)，高、中、低濃度都可分析；缺點(diǎn)：出射狹縫固定，各通道檢測(cè)的元素譜線一定；改進(jìn)型：n+1型ICP光譜儀在多道儀器的基礎(chǔ)上，設(shè)置一個(gè)掃描單色器，增加一個(gè)可變通道；第35頁(yè)/共62頁(yè)第三十五頁(yè)，共63頁(yè)。第三章

原子發(fā)射光譜分析法

一、光譜定性分析qualitativespectrometricanalysis二、光譜定量分析quantitativespectrometricanalysis三、特點(diǎn)與應(yīng)用featureandapplications

第三節(jié)

定性、定量分析方法atomicemissionspectrometry,AESqualitativeandquantitativeanalysismethods第36頁(yè)/共62頁(yè)第三十六頁(yè)，共63頁(yè)。

一、光譜定性分析

qualitativespectrometricanalysis定性依據(jù)：元素不同→電子結(jié)構(gòu)不同→光譜不同→特征光譜1.元素的分析線、最后線、靈敏線分析線：復(fù)雜元素的譜線可能多至數(shù)千條，只選擇其中幾條特征譜線檢驗(yàn)，稱其為分析線；最后線：濃度逐漸減小，譜線強(qiáng)度減小，最后消失的譜線；靈敏線：最易激發(fā)的能級(jí)所產(chǎn)生的譜線，每種元素都有一條或幾條譜線最強(qiáng)的線，即靈敏線。最后線也是最靈敏線；第一共振線：由第一激發(fā)態(tài)回到基態(tài)所產(chǎn)生的譜線；通常也是最靈敏線、最后線；第37頁(yè)/共62頁(yè)第三十七頁(yè)，共63頁(yè)。

2.定性方法（1）標(biāo)準(zhǔn)光譜圖比較法：

最常用的方法，以鐵譜作為標(biāo)準(zhǔn)(波長(zhǎng)標(biāo)尺)；為什么選鐵譜？第38頁(yè)/共62頁(yè)第三十八頁(yè)，共63頁(yè)。為什么選鐵譜？（1）譜線多：在210～660nm范圍內(nèi)有數(shù)千條譜線；（2）譜線間距離分配均勻：容易對(duì)比，適用面廣；（3）定位準(zhǔn)確：已準(zhǔn)確測(cè)量了鐵譜每一條譜線的波長(zhǎng)。標(biāo)準(zhǔn)譜圖：在純鐵光譜圖上準(zhǔn)確標(biāo)示出68種元素主要特征譜線(分析線）并放大20倍的譜圖片，鐵譜起到標(biāo)尺的作用。

第39頁(yè)/共62頁(yè)第三十九頁(yè)，共63頁(yè)。譜線檢查：將試樣與純鐵在完全相同條件下攝譜于同一感光片上，得試樣譜片。將試樣譜片在映譜器(放大器)上也放大20倍，再與標(biāo)準(zhǔn)譜圖進(jìn)行比較。比較時(shí)首先須將試樣譜片上的鐵譜與標(biāo)準(zhǔn)光譜圖上的鐵譜對(duì)準(zhǔn)，然后檢查試樣中的元素譜線。若試樣中的元素譜線與標(biāo)準(zhǔn)圖譜中標(biāo)示的某一元素譜線出現(xiàn)的波長(zhǎng)位置相同，則該元素有存在的可能。判斷某一元素是否存在，必須由其2～3條靈敏線來(lái)決定。標(biāo)準(zhǔn)光譜圖比較法可同時(shí)進(jìn)行多元素定性鑒定。第40頁(yè)/共62頁(yè)第四十頁(yè)，共63頁(yè)。（2）標(biāo)準(zhǔn)試樣光譜比較法

如果只須定性分析少數(shù)幾種指定元素，將指定元素的純物質(zhì)與試樣并列攝譜于同一感光片。在映譜儀上檢查試樣光譜和純物質(zhì)光譜。如果試樣光譜中有譜線與這些元素純物質(zhì)譜線出現(xiàn)在同一波長(zhǎng)位置，則說(shuō)明試樣中存在這些元素。第41頁(yè)/共62頁(yè)第四十一頁(yè)，共63頁(yè)。二、光譜定量分析

quantitativespectrometricanalysis1.光譜半定量分析

測(cè)量試樣中元素的大致濃度范圍；譜線黑度比較法

將試樣與配好的系列待測(cè)元素標(biāo)樣在相同實(shí)驗(yàn)條件下并列攝譜，然后在映譜儀上用目視法直接比較試樣和標(biāo)樣光譜中元素分析線的黑度，從而估計(jì)試樣中待測(cè)元素的含量。第42頁(yè)/共62頁(yè)第四十二頁(yè)，共63頁(yè)。

2.光譜定量分析光譜定量分析的基本關(guān)系式光譜定量分析是根據(jù)被測(cè)試樣中元素的譜線強(qiáng)度來(lái)確定元素的含量。在條件一定時(shí)，譜線強(qiáng)度I與待測(cè)元素含量c關(guān)系為：

I=ac

a為常數(shù)(與蒸發(fā)、激發(fā)過(guò)程等有關(guān))，考慮到發(fā)射光譜中存在著自吸現(xiàn)象，需要引入自吸常數(shù)b，則：第43頁(yè)/共62頁(yè)第四十三頁(yè)，共63頁(yè)。

這是光譜定量分析的基本關(guān)系式，稱為塞伯-羅馬金公式（經(jīng)驗(yàn)式）。自吸常數(shù)b≦1，隨濃度c增加而減小，當(dāng)濃度很小，自吸消失時(shí)，b=1。以lgI為縱坐標(biāo),以lgc為橫坐標(biāo)作圖，即得工作曲線，在一定的濃度范圍內(nèi)，lgI與lgc呈線性關(guān)系。這種測(cè)定方法測(cè)定的是譜線的絕對(duì)強(qiáng)度，所以稱為絕對(duì)強(qiáng)度法。第44頁(yè)/共62頁(yè)第四十四頁(yè)，共63頁(yè)。

(2)內(nèi)標(biāo)法基本關(guān)系式影響譜線強(qiáng)度因素較多，直接測(cè)定譜線絕對(duì)強(qiáng)度計(jì)算難以獲得準(zhǔn)確結(jié)果，實(shí)際工作多采用內(nèi)標(biāo)法（相對(duì)強(qiáng)度法）。在被測(cè)元素的光譜中選擇一條作為分析線(強(qiáng)度I1)，再選擇內(nèi)標(biāo)元素的一條譜線(強(qiáng)度I2)作比較，組成分析線對(duì)。則

相對(duì)強(qiáng)度R：

A為其他三項(xiàng)合并后的常數(shù)項(xiàng)，內(nèi)標(biāo)法定量的基本關(guān)系式。第45頁(yè)/共62頁(yè)第四十五頁(yè)，共63頁(yè)。

攝譜法中的內(nèi)標(biāo)法基本關(guān)系式

用攝譜法進(jìn)行光譜定量分析時(shí)，最后測(cè)得的是譜線的黑度，而不是譜線的強(qiáng)度，因此，應(yīng)該討論譜線黑度與被測(cè)元素含量之間的定量關(guān)系。

根據(jù)內(nèi)標(biāo)法原理，假設(shè)分析線對(duì)中分析線黑度為S1，內(nèi)標(biāo)線黑度為S2

S1=1lgK1I1t1－i1S2=2lgK2I2t2–i2由于1=2=，i1=i2=i,t1＝t2

K1=K2

則分析線對(duì)的黑度差S為

S=S1-S2=lgI1/I2=lgR=

blgc+lgA這就是攝譜法中的內(nèi)標(biāo)法基本關(guān)系式第46頁(yè)/共62頁(yè)第四十六頁(yè)，共63頁(yè)。光電直讀光譜法中的內(nèi)標(biāo)法基本關(guān)系式

光電倍增管是將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，產(chǎn)生的電流向電路中的電容器充電，在一定的時(shí)間內(nèi)，電容器的充電電壓與譜線強(qiáng)度成正比:U=kIt

設(shè)分析線的強(qiáng)度為I1，內(nèi)標(biāo)線的強(qiáng)度為I2，測(cè)得電容器上的充電電壓分別為U1和U2，則

U1/U2=I1/I2=R光電直讀光譜分析內(nèi)標(biāo)法關(guān)系式為

lgR=lgI1/I2=lgU1/U2=blgc+lgA第47頁(yè)/共62頁(yè)第四十七頁(yè)，共63頁(yè)。內(nèi)標(biāo)元素與分析線對(duì)的選擇：a.內(nèi)標(biāo)元素可以選擇基體元素，或另外加入，含量固定；b.內(nèi)標(biāo)元素與待測(cè)元素具有相近的蒸發(fā)特性；c.分析線對(duì)應(yīng)匹配，同為原子線或離子線，且激發(fā)電位相近或電離電位相同(譜線靠近)，“均稱線對(duì)”；

d.強(qiáng)度相差不大，無(wú)相鄰譜線干擾，無(wú)自吸或自吸小。第48頁(yè)/共62頁(yè)第四十八頁(yè)，共63頁(yè)。

(3)定量分析方法

a.內(nèi)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)曲線法配制一系列（三個(gè)或三個(gè)以上）基體組成與試樣相似的標(biāo)準(zhǔn)試樣，在與試樣完全相同的工作條件下激發(fā)，測(cè)得相應(yīng)分析線對(duì)的相對(duì)強(qiáng)度R、黑度差ΔS等，

由lgR=blgc+lgA或

ΔS=

blgc+lgA或lgU1/U2=blgc+lgA以lgR，ΔS或lgU1/U2對(duì)應(yīng)lgc作圖，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。在相同條件下，測(cè)定試樣中待測(cè)元素的lgR，ΔS或lgU1/U2，在標(biāo)準(zhǔn)曲線上求得未知試樣lgc；第49頁(yè)/共62頁(yè)第四十九頁(yè)，共63頁(yè)。

b.標(biāo)準(zhǔn)加入法

當(dāng)測(cè)定的元素含量很低，或找不到合適的基體來(lái)配制標(biāo)準(zhǔn)試樣時(shí)，采用該法比較好。取若干份體積相同的試液（cX），依次按比例加入不同量cs的待測(cè)物的標(biāo)準(zhǔn)溶液（cO），濃度依次為：

cX

，cX

+cO

，cX

+2cO

，cX

+3cO

，cX

+4cO

……在相同條件下測(cè)定：R0，R1，R2，R3，R4……。以R對(duì)濃度cs做圖得一直線，圖中cX點(diǎn)即待測(cè)溶液濃度。

R=Acbb=1時(shí)，R=A(cx+cs)R=0時(shí)，cx=–cs

第50頁(yè)/共62頁(yè)第五十頁(yè)，共63頁(yè)。三、特點(diǎn)與應(yīng)用

featureandapplications

1.特點(diǎn)

(1)可多元素同時(shí)檢測(cè)各元素同時(shí)發(fā)射各自的特征光譜；

(2)分析速度快試樣不需處理，同時(shí)對(duì)十幾種元素進(jìn)行定量分析(光電直讀儀)；

(3)選擇性高

各元素具有不同的特征光譜；(4)檢出限較低10～0.1gg-1(一般光源)；ngg-1(ICP）(5)準(zhǔn)確度較高5%～10%(一般光源）；<1%(ICP)；

(6)ICP-AES性能優(yōu)越線性范圍4～6數(shù)量級(jí)，可測(cè)高、中、低不同含量試樣；

缺點(diǎn)：非金屬元素不能檢測(cè)或靈敏度低。第51頁(yè)/共62頁(yè)第五十一頁(yè)，共63頁(yè)。2.原子發(fā)射光譜分析法的應(yīng)用

原子發(fā)射光譜分析在鑒定金屬元素方面（定性分析）具有較大的優(yōu)越性，不需分離、多元素同時(shí)測(cè)定、靈敏、快捷，可鑒定周期表中約70多種元素，長(zhǎng)期在鋼鐵工業(yè)（爐前快速分析）、地礦等方面發(fā)揮重要作用；在定量分析方面，原子吸收分析有著優(yōu)越性；

80年代以來(lái)，全譜光電直讀等離子體發(fā)射光譜儀發(fā)展迅速，已成為無(wú)機(jī)化合物分析的重要儀器。第52頁(yè)/共62頁(yè)第五十二頁(yè)，共63頁(yè)。本章小結(jié)一、原子光譜產(chǎn)生的基本原理光譜的產(chǎn)生：原子外層電子能級(jí)躍遷譜線的強(qiáng)度：影響因素，元素濃度的關(guān)系二、原子發(fā)射光譜儀器光源：直流、交流、電火花、ICP光譜儀：攝譜儀、光電直讀光譜儀第53頁(yè)/共62頁(yè)第五十三頁(yè)，共63頁(yè)。三、光譜定性與定量關(guān)系定性分析：譜線波長(zhǎng)半定量分析：比較黑度法定量分析：原理：I=acb,內(nèi)標(biāo)法

方法:標(biāo)準(zhǔn)曲線法，標(biāo)準(zhǔn)加入法第54頁(yè)/共62頁(yè)第五十四頁(yè)，共63頁(yè)。三位科學(xué)家共享2009年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)萬(wàn)卡特拉曼-萊馬克里斯南、托馬斯-施泰茨和阿達(dá)-尤納斯（從左至右）第55頁(yè)/共62頁(yè)第五十五頁(yè)，共63頁(yè)。生命體就像一個(gè)極其復(fù)雜而又精密的儀器，不同“零件”在不同崗位