光谱半定量分析示意图

光谱分析-定量分析

光谱分析－定量分析在原子放射光谱中，谱线强度I与试样中组分浓度。

之间的定量关系可用罗马金一赛伯阅历式表示： I＝acb 式中，a为常数；b为谱线自吸系数，在大多数状况下b≈1。

常用的定量分析办法如下： 1．标准曲线法标准曲线法也称外标法，首先配制一系列不同浓度。

的标准溶液，挑选合适的光谱谱线波长，依次测定各个浓度溶液的谱线强度I，绘制以I作为纵坐标，c作为横坐标，并通过原点的标准工作曲线(图3-31)。

当试液中元素含量不很高时，罗马金公式中自吸系数b≈1，此时I与c成正比，标准工作曲线为向来线，相关系数：r≈0.999。

在相同试验条件下，测定样品溶液的谱线强度，再从标准工作曲线，查出样品溶液所含元素的浓度。

目前，原子放射光谱仪经数据处理软件可挺直打印出测定结果的分析报告。

现因为仪器的稳定性大幅提高，ICP 光源的自汲取较低，部分仪器厂商采纳两点法绘制标准工作曲线，即用一个标准溶液，一个空白溶液校准仪器，就可挺直测定样品的含量。

图3-31 Zn元素的I-c标准工作曲线当被测元素含量较高时，谱线的自吸现象较强，此时可采纳对数坐标(IgI-Igc)来绘制标准工作曲线，此时曲线的线性度获得充实，并扩大了测量的线性范围。

2．标准加入法又称标准增量法，它是一种用于检验仪器精确度的测试办法。

此法对难以制备有代表性的样品，可以抑制基体的影响；此外，对低含量的样品，它可充实测定的精确度。

它还可用于检查基体的纯度，检验试样中是否存在干扰物质，估算系统误差并提高测定的敏捷度。

标准加入法首先要举行样品的半定量测定，了解样品中待测元素的大约含量。

然后向样品中加入已知量待测元素后，再对样品举行其次次测定，可通过光强信号的增强量，作图并计算出样品中待测元素的含量。

设待测元素的浓度为cx，向样品中加入不同浓度(c1、c2、c3)的待测元素的标准溶液，然后在相同测定条件下，分离举行测定激发光谱，因I=acb，且b≈1，则在每种加入的标准溶液的浓度下，测定的谱线强度Ii与加入标准溶液的浓度ci成正比，第1页共3页。

看谱半定量分析

看谱的半定量分析
看谱半定量分析
一.光谱定量分析
光谱定量分析:根据被测试样光谱中欲测元素的谱线强度来确定该元素在被测试样中的浓度依据：分析元素谱线强度与该元素含量之间存在的比例关系
看谱半定量分析
罗马金公式——当激发条件固定时，被分析元素谱线的强度与其含量成一函数关系，这一函数关系可以用经验公式进一步表达：
看谱半定量分析
看谱分析中，无法依据谱线的绝对强度来测定试样中某元素的含量，只能采用谱线的相对强度来确定元素的含量。即将分析元素的谱线和内标元素的谱线组成“分析线对”用两条谱线进行强度的相互比较
看谱半定量分析
一条为被分析元素的谱线，称为分析线,可用于定性、半定量分析；另一条为基体元素的谱线，用于比较的谱线，称为比较线，半定量时用。
⑥同一试样需要两个或两个以上的标志进行观测然后平均求取含量。 ⑦选择好激发电流大小，电极极距以及预然时间是相当重要的。 ⑧全面考虑被测试样的组成，试样组成的变化对谱线强度的改变有时相当显著。
看谱半定量分析
六.第三元素的影响在选择分析标志过程和实际看谱分析中，时常会遇到分析同一种元素时，由于试样成分的改变，该元素的谱线强度随之不同，甚至比较线的强度也有了改变。
看谱半定量分析
•自吸和自蚀不仅使谱线中心强度下降，而且使谱线变宽。
• 自吸和自蚀的产生均与原子浓度相关，样品的蒸发速度愈快，原子在光源蒸气云中浓度愈大，分布愈宽，自吸与自蚀愈明显。
看谱半定量分析
1.直流电弧的电极温度最高，样品的蒸发速度最快，故自吸与自蚀最严重，其次是交流电弧，再次是火花。
结论：看谱半定量分析只适合于低浓度，此时误差较小。
看谱半定量分析

原子发射光谱法

中管：辅助气（提高火焰、防止积碳 Ar
、保护进样管）；
气
内管：（又称喷管或进样管）载气。 34
石英管外绕高频感应线圈, 用高频火花引燃， Ar气被电离，相互碰撞，更多的工作气体电离，形成等离子体，当这些带电离子达到足够的导电率时，会产生强大的感应电流，瞬间将气体加热到10000K高温。试液被雾化后由载气带入等离子体内，试液被蒸发、解离、电离和激发，产生原子发射光谱。
➢ 2.线性范围宽。由于电流的趋肤效应使相应温度外高内低，避免了因外部冷原子蒸汽造成的自吸。
➢ 3.电子密度高，碱金属电离的干扰小。 ➢ 4.无极放电，无电极污染。 ➢ 气为工作气体，背景干扰小。 ➢ 6.稳定性很好，精密度高。相对标准偏差在1%左右。
使用范围宽。 • 光源影响检出限、精密度和准确度。 • 光源的类型：（1）直流电弧光源（2）低压交流电弧光源（3）高压火花光源（4）电感耦合等离子体光源
(ICP——Inductively Coupled Plasma)
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1. 直流电弧光源
• 两个碳电极为阴阳两极，试样装在阳极的孔穴中，直流电弧引燃，常采用高频引燃装置，或
共振线主共振线
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二、谱线的强度
（一）谱线强度表达式
谱线强度是原子发射光谱定量分析的依据，了解谱线强度与各影响因素之间的关系。
设i，j两能级间跃迁所产生的谱线强度Iij表示
Iij=NiAij Eij =NiAijhij
式中： Ni—处于较高激发态原子的密度(m-3)
Aij—i，j两能级间的跃迁概率
• 从式中看出跃迁概率与谱线强度成正比。
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4. 统计权重
Iij
gi g0
Ei

实验一原子发射光谱定性半定量分析

1. 光谱半定量分析
与目视比色法相似；测量试样中元素的大致浓度范围；应用：用于钢材、合金等的分类、矿石品位分级等大批量试样的快速测定。谱线强度比较法：测定一系列不同含量的待测元素标准光谱系列，在完全相同条件下(同时摄谱)，测定试样中待测元素光谱，选择灵敏线，比较标准谱图与试样谱图中灵敏线的黑度，确定含量范围。
7）其余可能干扰的元素，应逐个检查它们的灵敏线，如某元素的灵敏线光谱中没有，则认为不存在这个元素的干扰。如在光谱中有其灵敏线，可能是分析元素谱线上叠加干扰元素的的谱线。在这种情况下，进行下一步骤，以期得出肯定判断。
8）在该线附近再找出一条干扰元素的谱线（与原干扰强度相同或稍强一些）进行比较，如该分析元素灵敏线黑度大于或等于找出的干扰元素谱线的黑度，则可判定分析元素存在。例：样品中含铁量高时。则锆3438·23A被铁3438·31A （强度10）所重叠，可与铁3437·95A（强度15）的黑度比较，如锆3438·23A的黑度大于或等于铁3437·95A时可确定锆的存在，又如钼3170·347A与铁3170·346A重叠时，可用铁 3171·663A的黑度比较，确定钼是否存在。
5、换新的石墨电极。其它条件不变。推光阑至|6|和|7|，在低电流和高电流下重复对该样品摄谱。
6、暗室操作在红灯下从暗盒中取出摄好谱的干板，乳剂面向上放入 18~20℃的显影液中，显影2分钟半。定影2分钟。半定影8分钟，取出用水充分冲洗晾干。
7、识谱（铁光谱比较法）
1）谱片置于映谱仪置片台上
测量各元素特征光谱的波长和强度便可对元素进行定性和定量分析。
原子发射光谱法的特点
原子发射光谱法灵敏度高，10-3-10-9g；选择性好；可同时分析儿十种元素；线性范围宽，约2个数量级，但若采用电感藕合等离子体光源，则线性范围可扩大至 6-7个数量级；不足之处：是谱线干扰较严重，对一些非金属元素还不能测定。

x射线荧光光谱法半定量分析

x射线荧光光谱法半定量分析
X射线荧光光谱（XRF）是一种快速、准确、灵敏的分析技术，无需复杂的样品制备，采用简单的操作即可实现对多种实验样品的半定量分析和定性分析。

由于其一次性的分析效率和精度，XRF在很多行业中得到了广泛的应用，如矿业、环境监测、冶金、化学、油品检测、材料分析等。

X射线轰击金属样品时会产生荧光，利用探测器来检测它们，可以获得特定元素的信号，进而得到该元素在样品中的相对含量。

X射线荧光光谱的主要原理是以X射线的能量攻击样品，使核子跃迁到更高能级，然后在降低能级过程中放射出一系列特征荧光，从而可以识别出样品中的元素组成及定量分析。

X射线荧光光谱半定量分析也被称为单元定量，是指整体定量及精确定量之外的一种定量结果。

使用X射线荧光光谱半定量分析时，只需要准备响应曲线，则可通过响应曲线与样品获得峰值比，表示检测元素的含量比。

它以警报仪测得的数值的大小作为检出的依据，最终得到特定样品中检出元素的含量比。

由于它具有快速简单、非常灵敏，而且能以半定量的方式获得样品的检测结果，因此X射线荧光光谱半定量分析被越来越多的应用于知名实验室和检测部门。

X射线荧光光谱半定量分析具有许多优势，具有高效性、低成本等优点，可以迅速有效地分析实验样品，更加准确地预测分析结果。

除此之外，它还提供了更高级的技术手段，如自动化操作系统、智能数据处理系统等，可以根据具体需要，实现更为高效、精准的X射线荧光光谱半定量分析。

X射线荧光光谱半定量分析技术的灵活性和准确性使其得到了更广泛的应用，可以在多个行业进行分析，如矿业、环境监测、冶金、化学、油品检测、材料分析等。

它有效地提高了实验效率，减少了样品分析所需的时间。

看谱的半定量分析

5.要充分考虑不同合金元素相互之间对谱线旳影响。因为有旳合金元素（犹如步存在铬、镍等）轻易引起光谱视图旳较大变化。
6.分析合金元素时应由低含量到高含量进行，以免因为污染电极或干扰而造成误判。
7.看谱分析时应先对谱线范围内旳合金元素逐一定性再进行半定量分析。
8.考虑预燃时间,因为每种合金元素都有一定旳“燃烧”特征，所以看谱分析要考虑预燃时间，因为大多数合金元素必须经过一定旳燃烧时间谱线强度才稳定，只有这时进行强度评估时比较可靠
11.光谱色区旳选择眼睛对5500Å左右旳光谱区域(绿色区) 有最大旳敏捷度，眼睛较敏感旳光谱区域进行强度评估，其精确度较高。而对红色和紫色区域，眼睛旳敏捷度会明显地下降，所以对这些色区中旳观察鉴定时要尤其注意,工作场地保持较暗旳光线也是必要旳。
12.进行看谱分析时还要注意表面氧化层或其他污染物对分析轻易造成旳分析误差，必要时要将其打磨掉。同步每测定一种钢材都应更换固定电极（圆盘电极应更换新旳位置），以预防因为电极污染而造成份析误差。对轻易产生成份偏析旳试件、铸件及大致积试件，均应在一定旳距离内多选几种分析点进行半定量分析并取平均值，以确保分析成果尽量精确。
弧焰中边沿部分蒸气原子，一般比弧焰中心原子处于较低旳能级,因而当辐射经过这段路段时，将为其本身旳原子所吸收，而使谱线中心强度减弱，这种现象称为自吸当元素浓度高时谱线产生严重旳自吸，称为自蚀伴随原子浓度旳增长，谱线强度逐渐趋于一恒定（饱和）值，而不再随浓度旳增长而增大
处于高能级原子旳辐射能被处于低能级旳同类原子所吸收，使谱线相对强度旳对数与浓度对数间旳线性关系受到破坏。
11.光谱色区旳选择对红色和紫色区域，眼睛旳敏捷度会明显地下降，工作场地保持较暗旳光线也是必要旳。

光谱定性、定量分析

c.标准加入法无合适内标物时，采用该法。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），浓度依次为： cX ， cX +cO ， cX +2cO ， cX +3cO ， cX +4 cO …… 在相同条件下测定：RX，R1，R2，R3，R4……。以R对浓度c做图得一直线，图中cX点即待测溶液浓度。 R=Acb b=1时，R=A(cx+ci ) R=0时， cx = – ci
三、原子发射光谱分析法的应用
原子发射光谱分析在鉴定金属元素方面（定性分析）具有较大的优越性，不需分离、多元素同时测定、灵敏、快捷，可鉴定周期表中约70多种元素，长期在钢铁工业（炉前快速分析）、地矿等方面发挥重要作用；在定量分析方面，原子吸收分析有着优越性； 80年代以来，全谱光电直读等离子体发射光谱仪发展迅速，已成为无机化合物分析的重要仪器。
（3）摄谱过程）
摄谱顺序：碳电极(空白)、铁谱、试样；摄谱顺序分段暴光法：先在小电流(5A)激发光源摄取易挥发元素分段暴光法光谱调节光阑，改变暴光位置后，加大电流(10A)，再次暴光摄取难挥发元素光谱；采用哈特曼光阑，可多次暴光而不影响谱线相对位置，便于对比。
二、光谱定量分析
§1-3 光谱定性、定量分析光谱定性、
一、光谱定性分析
定性依据：元素不同电子结构不同光谱不同→特征光谱电子结构不同→光谱不同定性依据：元素不同→电子结构不同光谱不同特征光谱元素的原子结构不同时，产生不同的光谱，也就是说，元素的原子结构不同时，产生不同的光谱，也就是说，通过谱线存在否，确某元素可否存在。谱线存在否，确某元素可否存在。 1.元素的分析线、最后线、灵敏线元素的分析线、最后线、分析线：分析线：复杂元素的谱线可能多至数千条，只选择其中几条特征谱线检验，称其为分析线；最后线：最后线：浓度逐渐减小，谱线强度减小，最后消失的谱线；灵敏线：灵敏线：最易激发的能级所产生的谱线，每种元素都有一条或几条谱线最强的线，即灵敏线。最后线也是最灵敏线；共振线：由第一激发态回到基态所产生的谱线；通常也是最共振线灵敏线、最后线；

光谱半定量分析原理、方法、操作技术知识点解说.

光谱半定量分析原理、方法、操作技术知识要点一、光谱半定量分析原理光谱半定量分析是根据元素的特征谱线确定被测元素的存在，然后根据谱线的黑度估计其含量的光谱分析。

与目视比色法相似，测量试样中元素的大致浓度范围。

光谱半定量分析法应用：用于钢材、合金等的分类、矿石品位分级等大批量试样的快速测定。

二、光谱半定量分析方法光谱半定量分析的方法有三种：谱线呈现法；谱线强度比较法；均称线对法等。

其中谱线强度法最常用。

谱线呈现法：试样中某元素含量低时，摄谱后在感光板上仅出现少数几根灵敏线，随着试样中该元素含量的增加，一些次灵敏线与原本较弱的谱线相继出现，于是可以编成一张谱线出现于含量的关系表，根据某一谱线是否出现来估计试样中该元素的大致含量。

谱线强度比较法：测定一系列不同含量的待测元素标准光谱系列，在完全相同条件下(同时摄谱)，测定试样中待测元素光谱，选择灵敏线，比较标准谱图与试样谱图中灵敏线的黑度，确定含量范围。

三、光谱半定量分析操作技术（一）、仪器与试剂1.摄谱仪：WSP-1型平面光栅摄谱仪2.电极：下电极¢3.5×6×0. 5 mm碳电极；上电极：圆锥形碳电极,端面直径2 mm3.相板：天津紫外Ⅱ型光谱相板4.投影仪：8W型光谱投影仪5．显影液：取水（35～45℃）700mL、无水亚硫酸钠26.0g、无水碳酸钠20.0g、米吐尔1.0g、对苯二酚5.0g、溴化钾1.0g，加水至1000mL溶解，摇匀备用。

6．停影液：冰醋酸（98%）15mL加水至1000mL，摇匀备用。

7．定影液：取水（35～45℃）650mL、无水亚硫酸钠15.0g、硼酸7.5g、海波240.0g、冰醋酸（98%）15mL、钾明矾15.0g，加水至1000mL溶解，摇匀备用。

（二）、操作步骤1.摄谱前的准备工作（1）准备电极：在光谱分析实验时一般用纯的碳棒作为辅助电极。

（2）将粉状样品用小勺加入电极的样品孔中，或直接将电极压在试样中，填满碳电极小孔。

X射线荧光光谱分析技术介绍(1)

探测器: 脉冲高度分布 - Pulse Height Analysis (PHA)
Ar + 10% CH4
HV: + 1400 V - 2000 V
Ar KA1:
2,956 keV
100 %
KA1
Ar
Puls hight
100 %
I [kcps]
S KA1 2,3 keV Fe KA1 6,4 keV Escape 3,4 keV
-9
d e s c rip tio n
能量
E [k e V ]
Q u a tu m 强度
E [ keV ]
1 . 24
l [ nm ]
l [ nm ]
1 . 24 E [ keV ]
X射线的产生
电子跃迁 (特征谱线辐射) 电子减速 (韧致辐射,or 连续谱 ) 电子改变方向 (同步加速器)
Ar + 10% CH4
[
V cm torr
]
ra
rc
r
流气计数器或封闭计数器
HV: + 1400 V - 2000 V
Ar + 10% CH4 e- e- e- e- e- e- eI+ I+ I+ I+ I+ I+ I+
CH4: quench gas (electropositive!) Toxic for the FC: elektonegative gasses, e.g. O, H2O
X射线荧光光谱分析技术
一、基础理论二、仪器的结构与分析条件的选择三、定量分析方法和基体效应校正
一、基础理论
X射线的产生
连续谱线特征谱线

半定量分析

32P3/2
n=3 L=1Å
5895.93 Å
S=1/2 J=3/2
S=-1/2 J=1/2 32S1/2----32P3/2 32S1/2----32P1/2
原子发射光谱线
❖ 1.原子线：原子外层电子吸收激发能后产生的谱线。用罗马数字表示，如Ca( I )422.67nm为钙的原子线。 Mg（I） 285.21 nm表示镁的原子线。
谱线强度
谱线强度与元素含量的有关：
1.当激发能和激发温度一定时，谱线强度Ⅰ与试样中被测元素的浓度C呈正比，即 I = a·c 其中a与谱线性质、实验条件有关的常数。
谱线强度
谱线强度与下列五种因素有关：１、激发电位与电离电位: 谱线强度与激发电位呈负指数关系，激发电位越，高谱线强度愈弱。２、跃迁概率：谱线强度与跃迁几率呈正比。３、统计权重：谱线强度与统计权重成正比４、基态原子数：谱线强度与单位体积内基态原子数（与试样中的元素浓度有关）成正比 5、激发温度：激发温度升高，谱线强度增加，但又是基态原子数目减少，可见有两方面的影响。因此，要获得最强谱线，应选择最佳激发温度。
❖ 4. 原子荧光分析法以光能为激发源的原子发射光谱法。
原子发射光谱法的基本原理
原子发射光谱法是根据处于激发态的待测元素原子回到基态时发射的特征谱线对待测元素进行分析的方法。原子发射光谱法包括了三个主要的过程，即：样品蒸发、形成气态原子、气态原子激发而产生光辐射；将光源发出的复合光经单色器分解成光谱；用检测器检测光谱中谱线的波长和强度。
一定值时，就剩下坚持到最后的谱线，即最后消失的谱线称为最后线（最灵敏线）。
由于工作条件和存在自吸收，元素的最后线不一定是最强线。最后线通常是元素谱线中最易激发或激发能较低的谱线。

光谱定性与定量分析

谱片在映谱器 (放大器)上对齐、放大20倍，检查待测元素的
分析线是否存在，并与标准谱图对比确定。可同时进行多元素测定。
3、波长比较法
二、
光谱定量分析
1. 光谱半定量分析
Ⅰ谱线黑度比较法
将试样与已知不同含量的标准样品在一定条件下摄谱于同一光谱感光极上，用目视法直接比较被测试样与标样分析线黑度。 Ⅱ显线法元素含量低时，仅出现少数灵敏线，随元素含量增加，谱线随之出现。可编成一张谱线出现与含量关系表，依此估计试样中该元素的大致含量。
，可鉴定周期表中约70多种元素，长期在钢铁工业（炉前快
速分析）、地矿等方面发挥重要作用；
在定量分析方面，原子吸收分析有着优越性； 80年代以来，全谱光电直读等离子体发射光谱仪发展迅速，已成为无机化合物分析的重要仪器。
应用范围广
用古人的一句话表达我对物理实验的感想：君子生非异也，善假于物也。
例如,铅的光谱
Pb % 0.001 0.003
0.01 0.03 0.10
谱线特征 2833.069 清晰可见 2614.178和2802.00弱 2833.069 清晰可见 2614.178增强2802.00变清晰
上述谱线增强,2663.17和2873.32出现上述谱线都增强上述谱线更增强,没有出现新谱线
(2) 内标法基本关系式
影响谱线强度因素较多，直接测定谱线绝对强度计算难以获得准确结果，实际工作多采用内标法（相对强度法）。
在被测元素的光谱中选择一条作为分析线(强度I)，再选
择内标物的一条谱线(强度I0)，组成分析线对。则：
I a cb
b0 I 0 a0 c0
相对强度R：
I a cb b R A c b0 I 0 a0 c0 lg R b lg c lg A

半定量分析

1．半定量分析MULTIQUANT是一个半定量程序，它采用简略的方法，对未知样品进行快速的，半定量分析。

MULTIQUANT程序对于解决分析中遇到的难题（没有样品组成的任何资料）是很有帮助的。

MULTIQUANT对每种元素使用几条谱线，同时有一个用于估算结果的修正算法。

由于它基于半定量分析，因此采用一个仅使用4条谱线的简化标准化方案。

对一于大多数元素来说，MULTIQUANT可以无任何修改地提供±50至100％范围内的精度。

优化后，可以达到±10至30％范围的精度。

本章将描述MULTIQUANT方式的基本操作。

下图为MULTIQUANT分析方法的菜单，它不同于标准的分析主菜单。

缺省的MULTIQUANT分析方法在Thermo SPEC/CID中设定了缺省的MULTIQUANT分析方法，可以测定31种元素。

通过增删元素、修改缺省条件以及比率优化到您的仪器上，以适用于特定的场合。

缺省元素从分析主菜单点击<Method>，并选择<NEW MULTIQUANT…>，将显示元素周期表如下图所示。

点击<OK>，采用缺省元素。

该方法假设不同谱线的强度比率保持恒定。

因此，它采用4个元素的4条谱线进行标准化，根据这4条谱线的强度，估算出其它元素的浓度。

缺省标准化元素及其谱线为Co228.616nm、Cd228.802nm、Cu324.754nm和Ba493.409nm，Co和Ba是离子谱线，Cd和Cu是原子谱线。

该标准溶液称为MQRS溶液，包括这4种元素，其浓度均为10ppm。

缺省参数所有的缺省参数基本和标准方法的缺省参数相同，也可以象修改标准方法的参数一样来修改MULTIQUANT参数。

只有<Setup>/<Element Preferences…>/<Standards>对话框与标准方法是不同的，因为多数元素是通过对照4个MQRS元素之一进行参考而加以标准化的。

光谱半定量与定量分析

5.3.1.1 谱线黑度比较法
举例：分析黄铜中的铅含量。P99
特点：简便易行，其准确度取决于被测样品与标准样品基体组成的相似程度以及标准样品中欲测元素含量间隔的大小。
5.3.1.2 谱线呈现法
原理：利用某元素出现谱线数目的多少来估计元素含量。
当试样中某元素含量较低时，仅出现少数灵敏线，随着该元素含量的增加，谱线的强度逐渐增强，而且谱线的数目也相应增多，一些次灵敏线与较弱的谱线将相继出现。
lgI
lgc
lg I = b lg c + lg a a值受试样组成、形态及放电条件等的影响，在实验中很难
保持为常数，故通常不采用谱线的绝对强度来进行光谱定量分析，而是采用“内标法”。
lgI
lgC
2.内标法
内标法是由格拉赫（Gelach）于1925年首先提出来的，是光谱定量分析发展的一个重要成就。
其中：
a
a1
a2 c2 b2
c1 c
在内标元素含量 c2 和实验条件一致时，a为定值，对上式取对数可
得：
lg R lg I1 b lg c lg a I2
此式即为内标法光谱定量分析的基本关系式。对摄谱法，一般用感光板记录的谱线黑度S来反映谱线强度I，二者有如下关系：
S
S1 S2
lg
自吸现象可用朗伯-比尔定律表示：
I=I0e-adc
I: 射出弧层后的谱线强度； I0:弧焰中心发射的谱线强度； a：吸收系数； d：弧层厚度； c：吸光原子浓度
I0越大，自吸系数越大，自吸越严重；d越厚，c越大，自吸越严重。
自蚀：严重的自吸会使谱线从中央一分为二，即自蚀。
产生自蚀的原因：发射线的宽度>吸收线的宽度，谱线中心的吸收程度>边缘部分

半定量光谱分析法原理

实验样品的选择与处理
实验样品的选择
• 选择具有代表性的样品进行实验 • 样品的浓度和类型要符合实验要求
实验样品的处理
• 对样品进行前处理，如研磨、溶解、过滤等 • 控制样品的温度、压力等实验条件
实验操作步骤与注意事项
实验操作步骤
• 按照实验方案进行操作 • 遵循实验安全规程
实验注意事项
• 避免仪器和设备损坏 • 保证实验数据的准确性和可靠性
工业样品的半定量光谱分析
分析材料的成分、结构和性能
• 优化材料设计和制备工艺
分析工业样品的杂质和缺陷
• 提高产品质量和性能
06
半定量光谱分析法的未来发展趋势
光谱分析技术的创新与进步
发展新型光谱分析技术
• 如激光诱导击穿光谱法、时间分辨光谱法等
提高光谱分析方法的灵敏度和分辨率
• 应用于更多领域的样品分析
半定量分析方法的优化与发展
发展新的半定量分析方法
• 如主成分分析、偏最小二乘回归法等
提高半定量分析方法的准确性和可靠性
• 应用于更多领域的样品分析
半定量光谱分析法的应用前景与挑战
半定量光谱分析法的应用前景
• 应用于环境监测、生物医学、材料科学等领域 • 为科学研究和技术创新提供支持
半定量光谱分析法的挑战
• 峰高法：通过测量光谱峰的高度来估计物质的相对含量 • 面积法：通过测量光谱峰的面积来估计物质的相对含量 • 归一化法：通过将光谱数据归一化到参考物质的光谱数据来估计物质的相对含量
半定量光谱分析法的优缺点
优点
• 非破坏性：分析过程不会破坏样品，适用于珍贵样品的分析 • 高灵敏度：可以检测到微量物质，适用于低浓度样品的分析 • 高通量：可以同时分析多个样品，适用于大量样品的分析 • 高分辨率：可以准确识别物质成分，适用于复杂样品的分析

光谱半定量分析

光谱半定量分析光谱半定量分析00在实际工作中，有时只需要知道试样中元素的大致含量，不需要知道其准确含量。

例如钢材与合金的分类、矿产品位的大致估计等等，另外，有时在进行光谱定性分析时，需要同时给出元素的大致含量，在这些情况下，可以采用光谱半定量分析。

所以光谱半定量分析的任务就是给出试样中某元素的大致含量。

光谱半定量分析的方法有三种：谱线呈现法；谱线强度比较法谱；均称线对法等。

其中线强度比较法最为常用。

1．谱线呈现法谱线强度与元素的含量有关。

当元素含量的降低时，其谱线强度逐渐减弱，强度较弱的谱线渐次消失，即光谱线的数目逐渐减少。

因此，可以根据谱现出现的条数及其明亮的程度判断该元素的大致含量。

例如：Pb含量（%）谱线λ(nm)0.001 283.3069清晰可见，261.4178和280.200很弱0.003 283.306、261.4178增强，280.200清晰0.01 上述谱线增强，另增266.317和278.332，但不太明显。

0.1 上述谱线增强，无新谱线出现1.0 上述谱线增强，214.095、244.383、244.62出现，241.77模糊3 上述谱线增强，出现322.05、233.242模糊可见10 上述谱线增强，242.664和239.960模糊可见30 上述谱线增强，311.890和269.750c出现2．谱线强度比较法光谱半定量分析常采用摄谱法中比较黑度法，这个方法须配制一个基体与试样组成近似的被测元素的标准系列（如，1%，0.1%，0.01%，0.001%）。

在相同条件下，在同一块感光板上标准系列与试样并列摄谱，然后在映谱仪上用目视法直接比较试样与标准系列中被测元素分析线的黑度。

黑度若相同，则可做出试样中被测元素的含量与标准样品中某一个被测元素含量近似相等的判断。

例如，分析矿石中的铅，即找出试样中灵敏线283.3 nm，再以标准系列中的铅283.3nm线相比较，如果试样中的铅线的黑度介于0.01% ~ 0.001%之间，并接近于0.01%，则可表示为0.01% ~ 0.001%。

光谱半定量全分析

光谱半定量分析：是利用火焰发射光谱分析的原理判定元素的存在与否，然后根据其谱线黑度大致判定该元素或化合物的质量分数的检测方法。

该检测样品元素质量分数如下：兀素A1：D：B Ba Ee Cd Ce含董10 1.22370100 <1 0.75>1COOO 35 /ic i/1C':/I O'*/■少/ir /10-2/!严/1C^ /13 E0. 331 1.22 C.037 3. 010.00010.7 3. 33051 C. 0035兀驀Cr Cu TFeaQj Ga Hf K0La Liz含董35380 >2013010000.376015000.1 /ic i/10-6/10-3/ir /10-3/!严/1C^/10 z0. 3335 0.038 20 3. 3180.10.3 3. 3760.1E 0.1兀素Nn血Nb Ni P Ft Rb S;含董1333020 2.6 70050900320701000 /ic i/IO-6710-3/■少/ir /10-6/I严/1C^ /13 E1. 30.0022.53. 070.005 0. 09 3. 3320.007 0.1儿紊Sr Ta Th Ti V W T Zn Zr含董<1 1600 <1<1 3200 13DD70250 /ic i/10-6/10^/ir /10-6A S/1C^/L3 E頁量分3. 30.0001 C.1S 0. 33010.00010. 32 3. 130.007 0. 025 数样品中检测结果排列质量分数前15位的元素（化合物）所占比例如图:图表标题■TFe2O3■Na20■Mn■AI2O3■Ce■Sr■CaO■W■K20■Ti■Li■¥■Hf■ScMgO质量分数前15位的矿物（化合物）有粘土混合物（TF62O3、Na2O、CaO、AI2O3、MgO、K2O）、金属元素锰Mn、钨W、钛Ti、锂Li、钇Y、稀土元素（铪Hf、钪Sc、铈Ce、铯Sr ）。

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试样1
试样1
10
Fe
3.2 电弧 3.2 电弧
5
3பைடு நூலகம்（s）
4
10（s）
❖ 如何有效的选择分析线对?
发射光谱半定量分析
一、实验目的
❖ 掌握谱线强度比较法进行发射光谱半定量分析的方法。
二、实验原理
❖ 试样种元素的含量不同，谱线的强度也不同，把试样中某元素的谱线强度与已知的参考强度进行比较，就可以确定该元素的含量，这就是谱线强度比较法.
❖ 根据所采用的参考强度不同，有标准光谱比较法、标准黑度纸比较法和内标光谱比较法。其中常用的是标样光谱比较法。
四、实验内容
❖ 1．工作电极的准备把实验中所用的电极抛光，并用酒精棉球檫拭干
净。
❖ 2．安装感光板于暗盒内（见光谱定性分析实验）。
❖ 3．摄谱将暗盒装在摄谱仪上，调好板移位置，将光阑1mm孔放在狭
缝前，选好实验条件（参照实验一），拉开暗盒挡板，先摄取标准样品，再摄未知样品并记录。
摄谱完毕，推进暗盒挡板，关好电源。
❖ 谱线黑度比较法
在同一块感光板上，摄取标样光谱和试样光谱，将试样光谱与标样光谱的某元素同一分析线的黑度进行比较，然后估计试样中该元素中的大致含量。
根据查谱结果，估计试样中Mn的含量。掌握谱线强度比较法进行发射光谱半定量分析的方法。根据所采用的参考强度不同，有标准光谱比较法、标准黑度纸比较法和内标光谱比较法。根据查谱结果，估计试样中Mn的含量。根据所采用的参考强度不同，有标准光谱比较法、标准黑度纸比较法和内标光谱比较法。将暗盒装在摄谱仪上，调好板移位置，将光阑1mm孔放在狭缝前，选好实验条件（参照实验一），拉开暗盒挡板，先摄取标准样品，再摄未知样品并记录。 2．安装感光板于暗盒内（见光谱定性分析实验）。根据所采用的参考强度不同，有标准光谱比较法、标准黑度纸比较法和内标光谱比较法。根据查谱结果，估计试样中Mn的含量。 2．安装感光板于暗盒内（见光谱定性分析实验）。 1．工作电极的准备把实验中所用的电极抛光，并用酒精棉球檫拭干净。在同一块感光板上，摄取标样光谱和试样光谱，将试样光谱与标样光谱的某元素同一分析线的黑度进行比较，然后估计试样中该元素中的大致含量。试样种元素的含量不同，谱线的强度也不同，把试样中某元素的谱线强度与已知的参考强度进行比较，就可以确定该元素的含量，这就是谱线强度比较法. 试样种元素的含量不同，谱线的强度也不同，把试样中某元素的谱线强度与已知的参考强度进行比较，就可以确定该元素的含量，这就是谱线强度比较法. 将感光板放在投影仪的工作台上，找出处的分析线，将试样光谱与标样光谱进行比较。其中常用的是标样光谱比较法。