第七章 原子发射光谱分析

第七章 原子发射光谱分析

(习题参考答案)

1．从棱镜摄谱仪摄取的光谱上获得下面的数据，从参考点至波长为324.754nm 、 326.233nm 和327.396nm 的谱线的距离依次为0.50,6.42和11.00mm ，参考点至未知谱线的距离为8.51mm ，求未知谱线的波长。

解：λθελd d sin d d ⋅

=f l

：

o

参考点

0.50

324.754nm 326.233nm 327.396nm

x

已知

b a x

λλλλ-=

-21

2，于是 b

a x

x ⨯--=λλλλ22

764

.326)51.800.11(46.600.11233

.326396.327396.327=-⨯---=nm

2．一台光谱仪配有6cm 的光栅，光栅刻线数为每厘米6 250条，当用其第一级光谱时，

理论分辨率是多少？理论上需要第几级光谱才能将铁的双线309.990nm 和309.997nm 分辨开？

解：分辨率R =λd λ=Nm (1)m =1, R =6×6250=37500

(2)

8.44284)990.309997.309(2997

.309990.309=-⨯+==

λλd R

18.1375008

.44284===

N R m

因此，理论上需二级光谱才能将铁的双线分开．

（1（2）由校正曲线估计溶液A 、B 和C 的铅浓度。 解：(1)下图为R ~c 的关系图

(2)

依条件，lg R A =0.246, lg R B =0.133, lg R C =0.0570 于是得到c A =0.237 mg·mL -1,

c B =0.324 mg·mL -1, c C =0.401mg·mL -1

4．某一含铅的锡合金试样用电弧光源激发时，摄谱仪的狭缝前放置一旋转阶梯扇板，扇板的每一阶梯所张的角度之比为1:2:4:8:16:32。光谱底片经显影定影干燥后，用测微光度计测量一适当锡谱线的每一阶梯的黑度，由各阶梯所得i 0/i 值为1.05，1.66，4.68，13.18，37.15和52.5。绘制感光板的乳剂特性曲线，求出反衬度值。 T 1 2 4 8 16 32

i 0/i

1.05 1.66 4.68 13.18 37.15 5

2.5 lg T 0 0.301 0.602 0.903 1.204 1.505 S =lg i 0/i

0.02 0.22 0.67

1.12 1.57 1.72

中间四点线性非常好，其回归方程为：S =1.5lg T –0.23, R 2=1 所以反衬度为γ=1.5

5．几个锡合金标准样品中的铅含量已由化学分析法测得，将这些锡合金做成电极，拍试样编号

%Pb S 锡线 S 铅线 1 0.126 1.567 0.259 2 0.316 1.571 1.013 3 0.708 1.443 1.546 4

1.334

0.825

1.427

0.11

lgR=-0.2701-0.8246lgc r=0.99c R

-0.9

-0.8

-0.7

-0.6

-0.5

-0.4

-0.3

-0.1

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

r=-0.99

第3题

lg R =-0.8246lg c -0.2701

l g R

lgc

Pb Sn 一个未知的锡合金试样用标准试样相同的方法处理。从底片上测得276.1nm 锡线的黑度为0.920，而283.3nm 铅线的黑度为0.669，问未知试样中铅的百分含量为多少？ 解：

S Sn –S Pb = –1.8737 lgPb% –0.3784, R 2=1

样品ΔS=S Sn –S Pb =0.251, 依回归方程计算得到样品中Pb 的含量为Pb%=0.460 （注：lg(I Pb /I Sn )=lg(I Pb /I o ·I o I Sn )=S Sn –S Pb =ΔS ）

6．已知Zn I 213.856 nm 及Zn I 307.590 nm 。其激发能分别为5.77 eV 和4.03 eV ，自发发射跃迁几率分别为6⨯108 s -1，激发态与基态统计权重的比值（g i ／g 0）均为3，试计算并讨论：

（1）T ＝5 000 K 时，二激发态的原子密度（N 1及N 2）与基态原子密度（N 0）的比值； （2）T ＝2 500K ，5 000K 及10 000 K 时，该二谱线强度比（I 1/I 2）； （3）根据这个计算能得到什么结论？

解：玻尔兹曼公式为：kT

E

i i i

e

g g N N -⋅=0

0，30=g g i

(1)T =5000K

650001038.110602.177.50

11064.4323

19

-⨯⨯⨯⨯-⨯=⨯=--e N N

4

50001038.110602.103.4021062.2323

19

-⨯⨯⨯⨯-⨯=⨯=--e N N

T =10000K, N 1/N 0=0.0037, N 1/N 2=0.028

通常情况下，等离子体中基态粒子数N 0是该种离子总数的绝大部分． (2) I ij = A ij N i hv ij = A ij N i hc /λij , N i =N i /N 0×N 0, A 1=A 2=6×108s

kT

E E e N N hc N A hc N A I I /)(1

212212*********//-⋅===λλλλλλ

(ⅰ)T =2500K

4

2500

10380.110602.1)77.503.4(211051.4856

.213590

.3072319

-⨯⨯⨯⨯-⨯=⨯=--e

I I

(ⅱ) T =5000K

2

5000

10380.110602.1)77.503.4(211055.2856

.213590.3072319

-⨯⨯⨯⨯-⨯=⨯=--e I I

或利用(1)的结果：2

04

6211055.21062.21064.4856.213590.307---⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=N N I I

(ⅲ) T =10000K