原子光谱的分析以及图形

ICP 为光源的发射光谱特点
(1)温度高，惰性气氛，原子化条件好，有利于难熔化合 物的分解和元素激发，有很高的灵敏度和稳定性；
(2)“趋肤效应”，涡电流在外表面处密度大，使表面温度 高，轴心温度低，中心通道进样对等离子的稳定性影响小。 也有效消除自吸现象，线性范围宽（4～5个数量级）；
(3) ICP中电子密度大，碱金属电离造成的影响小； (4) Ar气体产生的背景干扰小； (5) 无电极放电，无电极污染； ICP焰炬外型像火焰，但不是化学燃烧火焰，气体放电； 缺点：对非金属测定的灵敏度低，仪器昂贵，操作费用高。
A=K' c
条件（锐线光源,空心阴极灯可提供） （1） Ve Va ； （2）辐射线与吸收线的中心频率一致
AES
AES基本结构示意图
激发光源 分光系统 检测
数据处理
定量方法：标准加入法
取若干份体积相同的试液（cX），依次按比例加入不同 量的待测物的标准溶液（cO），定容后浓度依次为： cX ， cX +cO ， cX +2cO ， cX +3cO ， cX +4 cO ……
性能比较
项目 技术比较 可分析元素种类
灵敏度 检出限
同位素分析能力 线性范围(数量级） 实际样品干扰程度 分析速度 可同时分析 分析成本(元素计）
FL-AAS 旧 较少
低 µg/L
无 2～3 很大
快 单元素
高
GF-AAS 旧 较少
高 ng/L~µg/L
无 2～3 较小
慢 单元素
最高
ICP-AES 新 较多
分别测得吸光度为：
AX，A1，A2，A3，A4……。 以A对浓度c做图得一直线，图中cX点即待测溶液浓度
该法可消除基体干扰； 不能消除背景干扰；
AES定性依据：元素不同→电子结构不同→光谱不同→特征光谱
标准光谱比较法： 最常用的方法，以铁谱作为标准(波长标尺)；为什么选铁谱？
标准光谱比较定性法
为什么选铁谱？ （1）谱线多：在210～660nm范围内有数千条谱线； （2）谱线间距离分配均匀：容易对比，适用面广； （3）定位准确：已准确测量了铁谱每一条谱线的波长。
标准谱图：将其他元素的分析线标记Leabharlann Baidu铁谱上，铁谱起 到标尺的作用。
AES定量分析
在条件一定时，谱线强度I 与待测元素含量c关系为： I=ac
a为常数(与蒸发、激发过程等有关)，考虑到发射光谱中 存在着自吸现象，需要引入自吸常数 b ，则：
I a cb lg I b lg c lg a 发射光谱分析的基本关系式，称为塞伯-罗马金公式（经 验式）。自吸常数 b 随浓度c增加而减小，当浓度很小，自 吸消失时，b=1。
➢ 目前最引起人们注意的是汞、镉、铬等。
元素形态（element speciation） 按照IUPAC的定义，元素形态是指一种元素不同物种的
分布情况。 形态是指某一元素以特定的分子、电子和原子核 结构存在的形式，包括同位素、不同价态、无机化合物、有 机络合物、有机金属化合物、大分子络合物等。
形态分析不同于传统的元素分析,由于样品基体复杂、含量 低,比测定元素的总量要困难得多。这往往需要采取分离技术 进行样品预处理,然后用高灵敏度的检测器进行专一性测定, 因而要求形态分析方法选择性好、分离效能好、灵敏度高。
原子光谱分析
▪AAS ▪AES ▪ICP-MS
AAS基本结构示意图
光源 原子化器 分光
检测
1955年以前，原子吸收现象一直未用于分析化学， 为什么？
澳大利亚物理学家瓦尔西（Walsh A ）发表了著名论 文：
《原子吸收光谱法在分析化学中的应用》 奠定了原子吸收光谱法的基础，之后迅速发展。
AAS定量基础
金属组学
低 µg/L
无 4～6
大 快 多元素 较高
ICP-MS 最新 几乎所有
元素 最高 pg/L~
ng/L 有 8～9 极小 快 多元素 最低
重金属及污染
➢ 重金属：密度在5以上的金属统称为重金属，如金、 银、铜、铅锌、镍、钴、镉、铬和汞等45种。
➢ 从污染方面所说的重金属，实际上主要是指汞、镉、 铅、铬以及类金属砷等生物毒性显著的重金属，也 指具有一定毒性的一般重金属如锌、铜、钴、镍、 锡等。