发射光谱法 1
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
Mg 元素的能级图
2020/3/5
原子发射光谱
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:
Ni
gi g0
Ei
自吸:中心发射的辐射被边缘的同种基态原子吸收,使 辐射强度降低的现象。
元素浓度低时,不出现自吸。随 浓度增加,自吸越严重,当达到一定 值时,谱线中心完全吸收,如同出现 两条线,这种现象称为自蚀。
谱线表,r:自吸;R:自蚀;
2020/3/5
原子发射光谱
2020/3/5
第一节 原子发射光谱分析基本原理
basic principle of Atomic emission spectrometry
第二节 发射光谱分析装置与仪器
device and instrument of AES
第三节 等离子体发射光谱仪
plasma emission spectrometry
第四节 定性、定量分析方法
qualitative and quantitative analysis method
2020/3/5
原子发射光谱
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 10~0.1gg-1(一般光源);ngg-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。
原子发射光谱
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。
结束
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 285.21 nm ;II 280.27 nm;
2020/3/5
原子发射光谱 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;
2020/3/5
原子发射光谱
K 元素的能级图
2020/3/5
原子发射光谱
Aij h ij
N0
Ei
e kT
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。
2020/3/5
原子发射光谱
四、谱线的自吸与自蚀 Self-absorption and Self-reversal of Spectrum Line
等离子体:以气态形式存在的包含分子、离子、电子等 粒子的整体电中性集合体。等离子体内温度和原子浓度的分 布不均匀,中间的温度、激发态原子浓度高,边缘反之。
2020/3/5
原子发射光谱
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;
2020/3/5
原子发射光谱
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);
热能、电能
基态元素M
E
激发态M*
特征辐射
Nwenku.baidu.com e kT
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 Aijhij
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:
2020/3/5
原子发射光谱
谱线强度
Iij
gi g0
2020/3/5
原子发射光谱
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:
Ni
gi g0
Ei
自吸:中心发射的辐射被边缘的同种基态原子吸收,使 辐射强度降低的现象。
元素浓度低时,不出现自吸。随 浓度增加,自吸越严重,当达到一定 值时,谱线中心完全吸收,如同出现 两条线,这种现象称为自蚀。
谱线表,r:自吸;R:自蚀;
2020/3/5
原子发射光谱
2020/3/5
第一节 原子发射光谱分析基本原理
basic principle of Atomic emission spectrometry
第二节 发射光谱分析装置与仪器
device and instrument of AES
第三节 等离子体发射光谱仪
plasma emission spectrometry
第四节 定性、定量分析方法
qualitative and quantitative analysis method
2020/3/5
原子发射光谱
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 10~0.1gg-1(一般光源);ngg-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。
原子发射光谱
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。
结束
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 285.21 nm ;II 280.27 nm;
2020/3/5
原子发射光谱 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;
2020/3/5
原子发射光谱
K 元素的能级图
2020/3/5
原子发射光谱
Aij h ij
N0
Ei
e kT
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。
2020/3/5
原子发射光谱
四、谱线的自吸与自蚀 Self-absorption and Self-reversal of Spectrum Line
等离子体:以气态形式存在的包含分子、离子、电子等 粒子的整体电中性集合体。等离子体内温度和原子浓度的分 布不均匀,中间的温度、激发态原子浓度高,边缘反之。
2020/3/5
原子发射光谱
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;
2020/3/5
原子发射光谱
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);
热能、电能
基态元素M
E
激发态M*
特征辐射
Nwenku.baidu.com e kT
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 Aijhij
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:
2020/3/5
原子发射光谱
谱线强度
Iij
gi g0