光谱定性分析原理、方法、操作技术知识点解说
3.光谱定性定量分析解读
光谱定性分析中注意问题
只有当元素含量低时，最后线也就是光谱中的最灵敏线，但 在含量高时，由于光谱线中谱线的自吸效应而影响其灵敏度 自吸现象：常规的光源其发光区域中间温度高而四周温度低， 发光层四周的蒸汽原子，一般比中心原子处于较低的能级， 因而当辐射能量通过这段路程时，将为其自身的原子所吸收， 而使谱线中心强度减弱 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。
（3）摄谱过程
摄谱顺序：碳电极(空白)、铁谱、试样；
分段曝光法：先在小电流(5A)激发光源摄取易挥发元素光 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；
为了避免摄取光谱时感光板移 动机构带来的机械误差，而造
成分析时铁光谱与试样光谱的
波长位置不一，采用哈特曼光 阑，可多次暴光而不影响谱线
2. 光谱定量分析
(1) 发射光谱定量分析的基本关系式
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 lgc 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。
(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 a 0 c0
光谱定性分析的基本原理
光谱定性分析的基本原理光谱定性分析是一种通过物质对光的吸收、发射、散射等特性来确定其化学成分和结构的方法。
在化学分析中，光谱定性分析具有重要的应用价值，可以帮助化学家快速准确地确定物质的成分和结构。
本文将介绍光谱定性分析的基本原理，希望能为相关领域的研究人员提供一些帮助。
光谱定性分析的基本原理主要包括原子光谱、分子光谱和质谱三种类型。
原子光谱是通过原子吸收光谱和原子发射光谱来进行分析的，主要应用于金属元素的分析。
分子光谱则是通过分子的振动、转动和电子跃迁等过程来进行分析，主要应用于有机物和无机物的分析。
质谱则是通过物质的质荷比来进行分析，可以用于确定化合物的分子结构和分子量。
在光谱定性分析中，最常用的是原子吸收光谱和分子红外光谱。
原子吸收光谱是通过原子在特定波长的光线作用下吸收特定的能量，从而产生吸收线，通过测定吸收线的位置和强度来确定样品中金属元素的含量。
而分子红外光谱则是通过样品中分子的振动和转动引起的红外吸收来确定分子的结构和成分。
光谱定性分析的基本原理是通过物质对光的吸收、发射、散射等特性来确定其化学成分和结构。
在实际应用中，可以通过光谱仪器来测定样品的光谱特性，然后根据已知的标准光谱图谱或者数据库来进行比对分析，从而确定样品中的化学成分和结构。
总的来说，光谱定性分析是一种非常重要的化学分析方法，它可以帮助化学家快速准确地确定物质的成分和结构。
通过对光谱定性分析的基本原理的了解，可以更好地应用光谱定性分析方法进行化学分析工作，为科学研究和工程技术提供支持。
光谱定性分析的基本原理是化学分析中的重要内容，它可以帮助化学家快速准确地确定物质的成分和结构。
希望本文的介绍能够对相关领域的研究人员有所帮助，也希望大家能够在实际工作中更好地应用光谱定性分析的方法，为科学研究和工程技术提供支持。
原子发射光谱分析概述、基本原理和定性定量分析方法
物镜
准直镜
反射镜 入射狭缝
光栅 转台
AES仪器略图
光源
一 、AES光源 1. 光源种类及特点
光源
经典光源 现代光源
火焰 电弧 火花
直流电弧 交流电弧
电感耦合等离子体，ICP 激光光源
直流电弧：接触引燃，二次电子发射放电
L
E 220~380V V
5~30A
G
R
d) 谱线的自吸(self-absorption)及自蚀(self-reversal)； e)e) 激发温度 T； f)f) 基态原子数 N0 或浓度 c； g) 前三项由待测物原子自身的性质决定，如核电荷数 、外层电子、轨道状态等。 h) 影响谱线强度及其稳定性最重要的的因素是温度T！
5.3 AES仪器 AES仪器由光源、单色系统、检测系统三部分组成。此
上述振荡电压 10kV(变压器B2) C2击穿 高压高频振荡 引燃分析 间隙（L2-C2-G2）;
G 被击穿瞬间，低压电流使 G2 放电（通过R1和电流表） 电弧； 不断引燃 电弧不灭。
5由于原子或离子的能级很多并且不同元素的结构是不同的因此对特定元素的原子或离子可产生一系不同波长的特征光谱通过识别待测元素的特征谱线存在与否进行定性分析定性原理
原子发射光谱分析 概述、基本原理和 定性定量分析方法
5.1 概述 5.2 基本原理 5.3 AES 仪器 5.4 定性定量分析方法
1）分析对象为大多数金属原子； 2）物质原子的外层电子受激发射产生特征谱线（线光谱）； 3）谱线波长——定性分析；谱线强度——定量分析。
E = E2-E1 = h =hc/
高能态E2）
2. 几个概念 激发电位(Excited potential)：由低能态--高能态所需要的
（1）实验一红外光谱定性分析方法
（1）实验一红外光谱定性分析方法实验一红外光谱定性分析方法实验目的1．掌握红外光谱定性分析方法的基本原理。
2．了解红外光谱法的基本制样技术。
3．了解三种红外定性分析的原理及应用。
4．学会简单的解谱方法。
实验基本原理一、红外光谱定性分析－透射光谱法当用一定频率的红外光照射某物质分子时，若该物质的分子中某基团的振动频率与它相同，则此物质就能吸收这种红外光，使分子由振动基态跃迁到激发态。
当不同频率的红外光通过测定分子时，就出现不同强弱的吸收现象。
记录红外光的百分透过率与波数或波长关系的曲线就是红外光谱。
它反映了分子的振动情况，是一种分子吸收光谱。
红外光谱具有很高的特征性，每种化合物都具有特征的红外光谱，因此可以进行物质的定性（或结构）分析和定量分析。
定性分析依据吸收峰的位置，定量分析仍依据朗伯－比耳定律。
产生红外光谱必须具备两个条件：一是辐射光子具有的能量与发生振动跃迁所需的跃迁能量相同；二是辐射与物质之间有耦合作用，分子的偶极距发生变化。
分子官能团的特征吸收频率是红外光谱定性分析的依据，红外光谱吸收区域可简单分为如下几个部分：1．3750~2500 cm-1区，此区为各类A－H单键的伸缩振动区（包括C－H，O－H，X－H的吸收带）。
3000 cm-1以上为不饱和碳的C－H伸缩振动，而3000 cm-1以下为饱和碳的C－H键伸缩振动。
2．2500~2000 cm-1区，是叁键和累积双键的伸缩振动区，包括C≡C、C≡N、C=C=O等团以及X －H基团化合物的伸缩振动。
3．2000~1300 cm-1区，是双键伸缩振动区，C＝O基在此区有一强吸收峰，此位置按酸酐，酯，醛酮，酰胺等不同而异。
在1650~1550 cm-1处还有N－H的弯曲振动带。
4．1300~1000 cm-1区，包括C－C、C－O、C－N、C－F等单键的伸缩振动和C＝S、S＝O、P＝O等双键的伸缩振动。
反应结构的微小变化十分灵敏。
5．1000~667 cm-1区，包括C－H的弯曲振动。
光谱定性分析的基本原理
光谱定性分析的基本原理
光谱定性分析是一种通过测量物质吸收、发射或散射光的波长
和强度来确定物质成分和结构的方法。
光谱定性分析的基本原理是
根据物质对光的吸收、发射或散射特性进行分析，从而得出物质的
成分和结构信息。
在光谱定性分析中，常用的方法包括紫外可见吸
收光谱、红外吸收光谱、拉曼光谱等。
紫外可见吸收光谱是一种常用的光谱定性分析方法。
当物质受
到紫外可见光照射时，会发生电子跃迁，从而吸收特定波长的光。
通过测量物质在不同波长下的吸光度，可以得到物质的吸收光谱图，从而确定物质的成分和结构。
红外吸收光谱是另一种常用的光谱定性分析方法。
红外光谱是
利用物质分子中原子间振动和分子整体振动对红外辐射的吸收而得
到的。
不同的化学键和官能团会在不同的波数范围内吸收红外光，
因此可以通过测量物质在红外光下的吸收情况来确定物质的成分和
结构。
拉曼光谱是一种基于分子振动和转动引起的光的波长变化而进
行的光谱分析方法。
当物质受到激发光照射时，会发生拉曼散射，
通过测量散射光的波长和强度可以得到物质的拉曼光谱图，从而确定物质的成分和结构。
在进行光谱定性分析时，需要注意选择合适的光源和检测器，以及适当的样品制备和测量条件。
同时，还需要对光谱数据进行准确的处理和解释，以确保得到准确可靠的分析结果。
总之，光谱定性分析是一种非常重要的分析方法，它可以帮助我们确定物质的成分和结构，对于化学、生物、材料等领域具有重要的应用价值。
通过对不同光谱技术的理解和应用，可以更好地进行光谱定性分析，为科学研究和工程技术提供有力支持。
光谱定性定量分析
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。
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。
（3）摄谱过程
摄谱顺序：碳电极(空白)、铁谱、试样； 分段暴光法：先在小电流(5A)激发光源摄取易挥发元素 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. 光谱半定量分析
Ⅰ谱线黑度比较法
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 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。 1.元素的分析线、最后线、灵敏线 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：浓度逐渐减小，谱线强度减小，最后消失的谱线； 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 灵敏线、最后线；
例如,铅的光谱
Pb % 0.001
0.003
0.01 0.03 0.10
0.30
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
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；
光谱定性分析的基本原理
光谱定性分析的基本原理光谱定性分析是一种通过物质对光的吸收、发射或散射来确定其成分和性质的方法。
它是化学分析中常用的一种手段，可以用于分析各种物质，包括无机物、有机物、生物大分子等。
光谱定性分析的基本原理主要包括吸收光谱、发射光谱和拉曼光谱三种。
首先，吸收光谱是最常用的一种光谱定性分析方法。
它是利用物质对特定波长的光的吸收来确定物质的成分和浓度。
当物质吸收特定波长的光时，会产生吸收峰，吸收峰的位置和强度可以提供物质的信息。
通过比较样品吸收光谱和标准物质的吸收光谱，可以确定样品中的成分和浓度。
其次，发射光谱是另一种常用的光谱定性分析方法。
它是利用物质受激发后发射特定波长的光来确定物质的成分和性质。
当物质受到能量激发后，会发射特定波长的光，这些发射光谱可以提供物质的信息。
通过比较样品发射光谱和标准物质的发射光谱，可以确定样品中的成分和性质。
最后，拉曼光谱是一种非常有用的光谱定性分析方法。
它是利用物质散射光产生的拉曼效应来确定物质的成分和结构。
当物质受到激光照射后，会产生拉曼散射光，这些散射光谱可以提供物质的信息。
通过比较样品拉曼光谱和标准物质的拉曼光谱，可以确定样品中的成分和结构。
总之，光谱定性分析是一种非常重要的分析方法，它可以通过物质对光的吸收、发射或散射来确定物质的成分和性质。
吸收光谱、发射光谱和拉曼光谱是三种常用的光谱定性分析方法，它们可以互补地应用于不同类型的样品分析。
在实际应用中，我们可以根据样品的特点选择合适的光谱定性分析方法，从而准确地确定样品的成分和性质。
光谱定性分析的基本原理对于化学分析工作具有重要的指导意义，也为科学研究和工程应用提供了有力的技术支持。
光谱定性分析的基本原理
光谱定性分析的基本原理
光谱定性分析是一种用于鉴定物质组成的方法，其基本原理是通过观察和分析物质在不同波长的光下的吸收、发射或散射行为来确定物质的成分。
光谱定性分析可以通过测量物质对可见光、紫外光、红外光、X射线等不同波长的光的响应来获得关于物质特性的信息。
根据物质对不同波长的光的吸收特点，我们可以推测物质的化学组成或特定结构。
在光谱定性分析中，最常用的方法是吸收光谱分析。
当物质暴露在特定波长范围内的光下时，它会吸收特定波长的光，并通过仪器测量吸收光的强度。
这些测量结果可以与已知样品的光谱进行对比，从而确定物质的组成。
另外，发射光谱分析也是常用的光谱定性分析方法之一。
当物质被激发时，它会发射出特定波长的光。
通过测量样品发射出的光的强度，可以判断物质的成分。
除了吸收和发射光谱分析外，散射光谱分析也是一种常见的光谱定性分析方法。
散射光谱分析基于散射效应，通过测量样品中散射光的特性，可以获得关于物质组成的信息。
总之，光谱定性分析利用物质对不同波长光的吸收、发射和散射行为，通过测量光的特性以及与已知样品的比对，来确定物质的组成和特性。
这种分析方法在化学、物理、天文学等领域具有广泛的应用。
(仪器分析课件)3.2 光谱定性分析
元素的特征线组：
3.2.3 光谱定性分析方法
（1）简项分析法
如果只需测定少数几种元素，同时这几种元素的纯物质又 比较容易得到时，可采用简项分析法。
• 用标准样品与试样在相同的条件下摄谱； • 比较标准样品与试样所出现的特征谱线； • 若试样光谱中出现标准样品所含元素的2～3条特征谱线，
就可以证实试样中含有该元素； • 否则不含有该元素。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
（2）光谱定性全分析法
光谱定性全分析法又称元素光谱图比较法。该方法一般以 铁的光谱图作为标准，是目前最通用的方法。
铁光谱作标尺有如下特点： ① 谱线多；
在210- 660nm范围内有几千条谱线。 ② 谱线间距离都很近；
在上述波长范围内均匀分布。对每一条谱线波长，人们 都已进行了精确的测量。在实验室中有标准光谱图对照进 行分析。
标准光谱图是在相同条件下，在铁光谱上方准确地绘出68 种元素的逐条谱线并放大20倍的图片。
E h h c
通过检测特征光谱线存在与否，确证某元素是否存在。只要 试样光谱中检出了某元素的2-3条灵敏线，就可以确证试样中 存在该元素。
3.2.2 元素的灵敏线、共振线、分析线及特征线组
灵敏线——元素特征谱线中强度较大的谱线，其激发电位 低，跃迁概率大。 最后线——随元素含量降低，谱线数目 减小，直到最后消 失的谱线。
判断某一元素是否存在，必须由其灵敏线决定。元素光谱 图比较法可同时进行多元素定性鉴定。
光谱定性分析方法示例
Cr
5
12.3
3紫外光谱定性分析
二、有机化合物分子结构的推断
（一）确定化合物的归属范围
1.200-800nm 无吸收峰。饱和化合物，单烯。
2. 270-350 nm有吸收峰（ κ =10-100），简单的非共
轭的并含有未成键的生色团，如醛酮 n→π* 跃迁产 生的R 带。
（二）互变异构体的鉴别
某些有机化合物在溶液中可能有两种以上的互变异构 体处于动态平衡中，这种异构体的互变过程常伴随有 双键的移动及共轭体系的变化，因此也产生吸收光谱 的变化。最常见的是某些含氧化合物的酮式与烯醇式 异构体之间的互变。例如乙酰乙酸乙酯：
λmax =272nm， κ max=16
λmax =243nm， κ max=16000
因为具有孤对电子对的分子能与极性溶剂发 生氢键缔合，其作用强度以极性较强的基态 大于极性较弱的激发态，致使基态能级的能 量下降较大，而激发态能级的能量下降较小， 故两个能级间的能量差值增加。
实现n→π*跃迁需要的能量也相应增加，故
使吸收峰向短波长方向位移。
原因二：
π→π*跃迁所产生的吸收峰随着溶剂极性的增加 而向长波长方向移动。因为在多数π→π*跃迁中， 激发态的极性要强于基态，极性大的π*轨道与溶 剂作用强，能量下降较大，而π轨道极性小，与极 性溶剂作用较弱，故能量降低较小，致使π及π* 间能量差值变小。因此，π→π*跃迁在极性溶剂 中的跃迁能△Ep小于在非极性溶剂中的跃迁能△En。 所以在极性溶剂中，π→π*跃迁产生的吸收峰向
例：要检定甲醇或乙醇中的杂质苯，可利用苯在256nm 处的B吸收带，而甲醇或乙醇在此波长处几乎无吸收。 • 如果某化合物在紫外可见区有较强吸收，有时还可用摩 尔吸收系数来检查其纯度。 例：菲的氯仿溶液在296nm处有强吸收（lg κ =4.10）， 用某种方法精制的菲测得其lgκ值比标准菲低10%，说 明精制品的菲含量只有90%，其余很可能是蒽等杂质。
发射光谱定性分析和定量分析
发射光谱定性分析和定量分析一、实验原理1、掌握光谱定性分析的一般原理和方法；2、掌握光谱定量分析的一般原理和方法；3、了解电感耦合等离子体原子发射光谱仪的使用方法。
二、实验原理当物质被热能或电能激发到不稳定状态时，会辐射能量并产生发射光谱。
被激发的分子产生带状光谱，被激发的原子或离子产生线状光谱，线状光谱是发射光谱分子的基础。
线状光谱中的各条谱线是元素的原子或离子的外层电子在两个能级间跃迁时产生的。
根据辐射的量子理论△E=E2－E1=hν谱线的波长：λ=c/ν由于各种元素的原子结构不同，故其发射的谱线波长各不相同，根据各元素的特征谱线，可判别相应元素存在与否。
一个元素可以有很多条谱线，其中最容易激发的谱线称为该元素的“灵敏线”或“最后线”。
如为确定试样中某元素存在与否，不必检查该元素所有的谱线，只需根据几条灵敏线的出现与否即可做出判断。
光谱分析就是根据元素的特征光谱来鉴别元素的存在（定性分析），而谱线的强度与试样中该元素的含量有关，因此也可利用谱线的强度来测定元素的含量（定量分析）。
当温度一定时，谱线强度与元素浓度之间的关系符合下列经验公式：I=ac blgI=lgc+lga此式称为赛伯-罗马金公式，是定量分析的基本关系式。
三、仪器与试剂（1）仪器IRIS Intrepid ⅡXSP原子发射光谱仪（Thermo公司）（2）试剂氩气，未知样品，钙、镁标准贮备液（1mg/mL），优级纯硝酸，水（二次蒸馏水）。
四、实验内容与步骤1、定性分析定性分析包括准确分析元素和分析谱线，通常通过全谱谱图对样品中的元素进行更详细的了解，全谱谱图包括样品中所有元素的所有谱线。
样品的所有信息都包括在两张全谱谱图中（UV和Vis,以345nm为分界线），通过全谱谱图可以对未知样品进行定性分析，或证明某些元素的存在。
对于未知样品，首先点击“Run”选择“FullFrame”命令，获得样品的UV 和Vis全谱，然后点击观测到的某条强谱线，用谱线库对其进行鉴别，同时寻找该元素的其他二级谱线进行辅助证明。
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
发射光谱定性分析
实验一发射光谱定性分析1.2.原子发射光谱分析法是根据受激发的物质所发射的光谱来判断其组成的一门技术。
在室温下，物质中的原子处于基态(E0)，当受外能(热能、电能等)作用时，核外电子跃迁至较高的能级(E n)，即处于激发态，激发态原子是十分不稳定的，其寿命大约为10－8s。
当原子从高能级跃迁至低能级或基态时，多余的能量以辐射形式释放出来。
其辐射能量与辐射波长之间的关系用爱因斯坦——普朗克公式△E=E n－E i=hc/λ(1)式中，E n、E i为高能级和低能级的能量，h为普朗克常数，c为光速，λ为波当外加的能量足够大时，可以把原子中的外层电子从基态激发到无限远，使原子成为离子，这种过程称为电离。
当外加能量更大时，原子可以失去二个或三个外层电子成为二级离子或三级离子，离子的外层电子受激发后产生的跃迁，辐不同，受激后只能辐射出特征光谱。
这种特征光谱仅由该元素的原子结构而定，与该元素的化合物形式和物理状态无关，这就是发射光谱定性分析的依据。
定性分析就是根据试样光谱中某元素的特征光谱是否出现，来判断试样中元素是否存都找出来，一般只要找出2-3条灵敏线，所谓灵敏线也叫最后线，即随着试样中该元素的含量不断降低而最后消失的谱线，它具有较低的激发电位，因而常常是用发射光谱进行定性分析，是在同一块感光板上并列摄取试样光谱和铁光谱，然后在光谱投影仪上将谱片放大20倍，使感光板上的铁光谱与“元素光谱图”上的铁光谱重合。
此时，若感光板上的谱线与“元素光谱图”上的某元素的灵敏线相重合，即表示该元素存在。
还可以根据元素所出现的谱线，找出其谱线强度的最小级次，按表估计该元素的大概含量。
仪器：31WIA平面光栅摄谱仪，ADE-20型交直流电弧发生器，WTY型光谱投影仪,1.(1)31WIA电极用金属夹固定在电极架上，电极的位置可以上下、左右、前后移动。
在燃弧前，利用照光灯调节好电极的位置，使其光影间隙充满中间光阑，使分析隙(即电极间的放电区)其作用是使光源发出的光较多地进入狭缝，使狭缝各点上照度均匀，靠近电极架是第一透镜，它将电极成象(倒象)在第二透镜架上的遮光板上，第二透镜架上装有一遮光板称“中间光阑”，板上有六个不同高度的长方形孔，孔的高度由数字标出，中间光阑的作用一是用以调节电极间的距离，使每次测定总是截取光源同一部分，可保证弧光沿着光轴进入摄谱仪，二是起弧时，红热的电极辐射出连续背景，由遮光板遮去，仅使弧光通过遮光板上的孔而进入摄谱仪，第一、二透镜起聚光作用，第三透镜贴近狭缝，其作用是保证入射光束充满准直透镜，三只透狭缝是一个精密部件，由两片锋利刀片组成，谱线是狭缝单色像，狭缝的任何缺损和沾污会直接影响谱线轮廓和强度的均匀性，使用时要防止碰伤刀口，狭缝宽度最小不能低于2μm调焦目的是调节狭缝处于反光镜焦平面上，使狭缝成象清晰，由狭缝后面调节调节狭缝的倾斜角，使谱线平行于板移方向，以免两行光哈特曼光阑位于第三镜和狭缝之间，用于控制狭缝使在光谱板上得到不同高度、不同位置的光谱。
光谱分析实验技术详解
光谱分析实验技术详解光谱分析是一种广泛应用于化学、物理、生物等领域的实验技术。
通过分析物质在不同波长范围内的吸收、发射或散射光线，可以获取物质的结构、成分、性质等信息。
本文将详细介绍光谱分析的原理、方法以及应用领域。
一、光谱分析的原理光谱分析的原理基于物质与光的相互作用。
当一束光通过或照射到物质上时，物质将吸收特定波长范围内的光线，而其他波长的光线则被物质反射或透过。
这样的现象称为吸收光谱。
另一方面，物质在受激后也可以发射出一定波长范围内的光线，这样的现象称为发射光谱。
通过对吸收或发射光谱的分析，可以了解物质的组成、结构和性质。
二、光谱分析的方法光谱分析的方法多种多样，常用的包括紫外可见光谱、红外光谱、核磁共振波谱、质谱等。
其中，紫外可见光谱是最常见的一种光谱分析方法，适用于分析物质的电子激发态和电子转移。
它通过测量物质在紫外和可见光波长范围内吸收或发射的光强，得到吸收光谱或发射光谱。
红外光谱则适用于分析物质的分子振动和转动，它通过测量物质在红外光波长范围内吸收的光强，得到吸收光谱。
质谱是利用物质在高能量离子轰击下分子的碎裂情况，通过对荷质比和峰形的分析，得到相应的质谱图。
三、光谱分析的应用领域光谱分析技术在各个领域有着广泛的应用。
在化学领域，光谱分析可以用于分析物质的结构、成分和浓度。
例如，通过紫外可见光谱可以确定某个化合物的浓度，通过红外光谱可以鉴别有机物的功能基团。
在物理学中，光谱分析可以用来研究物质的电子能级结构、光电效应等现象。
在生物学领域，光谱分析可以用来研究生物大分子的结构和功能。
例如，核磁共振波谱可以帮助科学家了解蛋白质的三维结构。
此外，光谱分析还可应用于环境监测、食品安全、药物研发等领域。
四、光谱分析实验过程进行光谱分析实验时，一般需要准备样品、光源、光谱仪、检测器等设备。
首先，将样品制备成适当的形式，例如溶液、固体或气体。
然后，通过适当的方法，将光线传递到样品中去，使样品与光发生相互作用。
光谱仪定性分析 光谱仪是如何工作的
光谱仪定性分析光谱仪是如何工作的光谱仪器的定性分析是指：由于各种元素的原子结构不同，在光源的作用下都可以产生本身特征的光谱。
假如一个样品经过激发摄谱在感光板上有几种元素的谱线显现，就证明该样品中有这几种元素。
这样的分析方法就叫做光谱仪器的定性分析是指：由于各种元素的原子结构不同，在光源的作用下都可以产生本身特征的光谱。
假如一个样品经过激发摄谱在感光板上有几种元素的谱线显现，就证明该样品中有这几种元素。
这样的分析方法就叫做光谱定性分析方法。
光谱仪器用于定性分析方法有以下几种：1.比较光谱分析法：这种方法应用比较广泛，它包括标准试样比较法和铁谱比较法。
标准样品比较法一般适用于单项定性分析及有限分析。
铁谱比较法它不但可以做单项测定还便于做全分析。
2.谱线波长测量法：光谱分析仪器利用谱线波长测量法进行定性分析是先测出某一谱线的波长，再查表确定存在的元素，这种方法在日常分析中很少使用，一般只是在编制谱图或者做仲裁分析时才用。
一般来讲光谱分析仪器定性分析可以分析元素周期表上的70几个元素，但由于受到仪器和光源条件的限制有些元素如非金属及卤族元素等则需要在特别的条件下才能测定。
光谱仪器定性分析的样品可以是多种多样的，所以光谱定性接受的方法各不相同，对于易导电的金属试样可以将试样本身作为电极直接用直流电孤或交流电孤光源分析。
有时为了不损坏试样也可以接受火花和激光显微光源分析。
对于有机物一般先进行化学处理，使之转化成溶液用溶液残渣法测定，也可以灼烧、灰化将试样处理成均匀的粉末装在碳电极孔中用直流电孤或交流电孤光源分析测定。
光谱仪器定性分析的特点是方法简单、速度快、需要样品量少并且任何形式的样品都可以分析。
对于大部份元素都有比较高的灵敏度。
光谱定性分析可以分析试样中一个或几个指定元素，也可以全分析试样中全部可能存在的元素。
依据灵敏线的强弱来判定它们在试样中的大致含量。
光谱定性分析只能给出试样中存在元素、的粗略含量范围，如大量、少量，还是微量。
光谱定性分析
光谱定性分析重点：1.反射式平面光栅的原理。
2.阿贝比长仪的调节及读数方法。
难点：哈特曼光阑的原理及调节方法。
一、实验目的1．掌握光谱定性分析的方法及相关仪器的使用；2．定性分析黄铜中所含而红铜中不含的杂质。
3．掌握暗室技术。
二、实验原理利用物质所发射的光被光谱仪器分解成光谱进行分析的工作，称为发射光谱分析。
物质的发射光谱有三种：线状光谱、带状光谱及连续光谱。
线状光谱由原子或离子被激发而发射；带状光谱由分子被激发而发射；连续光谱由炙热的固体或液体所发射。
大量实践证明：不同元素的线光谱都互不相同，不存在任何有相同的线光谱的两种元素。
不同元素的线光谱在谱线的多少、排列位置、强度等方面都不相同。
这就是说，线光谱是元素的固有特征，每种元素有其特有的不变的线光谱（这是我们能够利用光谱定性分析来确定某种物质是否含有特定元素的物理基础和理论根据）。
发射光谱分析工作的基础就是各种元素的光谱区别。
发射光谱分析方法就是根据每种元素特有的线光谱来识别或检查各种元素的。
根据某种物质光谱中是否存在某种元素的特征谱线，就可判断这种物质中是否含有该种元素，这就是光谱定性分析工作。
经过多年来的实践和研究，各种元素的线光谱都已进行了详细的研究和测定，并制成了详细的光谱图表，标出了绝大多数元素的几乎所有的谱线的波长值。
根据这些图表和数据，就可很方便地进行各种元素的光谱定性分析工作了。
光谱定量分析工作则是测定某种物质中所含有的某些元素的浓度（含量）。
由于元素的含量越大，在光谱中它的谱线强度也越大。
所以只要能精确地测定、比较谱线的强度，就可判断该元素的含量多少了。
将少量的分析样品放在火焰、电弧或电火花等光源中激发，从而发射出代表每一元素的辐射，用摄谱仪拍摄光谱，从光谱底片中查找某元素所产生的特征谱线，来识别该元素的有无，这就是光谱定性分析。
定性分析一般可分为两类：一类是检查样品中是否含有某一种或某几种元素的分析，叫指定分析；另一类是检查全部所有组成元素的分析，叫全分析。
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光谱定性分析原理、方法、操作技术知识要点
一、光谱定性分析方法原理
发射光谱的产生，是由于物质受到火焰、电弧、电火花激发时原子中的电子从稳定态吸收了能量，跃迁到激发态，然后又从激发态回到稳定态放出能量，而产生了一系列的光谱线。
由于各种元素的原子结构不同，在光源的激发下，可以产生各自的特征谱线，其波长是由每种元素的原子性质决定的，具有特征性和唯一性，因此可以通过检查谱片上有无特征谱线的出现来确定该元素是否存在，这就是光谱定性分析的基础。
一个元素的光谱线很多，我们不能一条一条去找，也不能随便取几条。
所以就选择一些特征光谱线来分析，即所谓分析线。
分析线要具有两个要求，一是要灵敏，二是不与其他元素线重合。
因为定性分析是要肯定样品中有没有这些元素，因此也就要求我们即使在样品中这些元素很少时，也能检定出它们的存在，这就决定所选择光谱线必须是灵敏的，当其含量很少时，还能出现在光谱中，其次要肯定元素确实存在，就必须对选择的光谱线，不仅灵敏，还要和其他元素光谱线不相重合。
二、光谱定性分析方法
一般光谱定性分析常用的方法是光谱比较法，是用Hartman阶梯光栅将试样与铁棒并列摄谱，然后在映谱仪下进行光谱线与铁光谱图比较。
根据铁光谱检查样品光谱线中，有没有出现某些元素的分析线而肯定有何种元素存在。
进行光谱定性分析有以下三种方法：
1.标准试样光谱比较法
将要检出元素的纯物质或纯化合物与试样并列摄谱于同一感光板上，在映谱仪上检查试样光谱与纯物质光谱。
若两者谱线出现在同一波长位置上，即可说明某一元素的某条谱线存在。
本方法简单易行，但只适用于试样中指定组分的定性。
2.铁谱比较法
对于复杂组分及其光谱定性全分析，需要用铁的光谱进行比较。
采用铁的光谱作为波长的标尺，来判断其他元素的谱线。
图1-5铁谱图示例
3．波长比较法
当上述两种方法均无法确定未知试样中某些谱线属于何种元素时，可以采用波长比较法。
即准确测出该谱线的波长，然后从元素的波长表中查出未知谱线相对应的元素进行定性。
三、定性分析操作技术
（一）试样处理
1．金属或合金可以试样本身作为电极，当试样量很少时，将试样粉碎后放在电极的试样槽内；
2．固体试样研磨成均匀的粉末后放在电极的试样槽内；
3．糊状试样先蒸干，残渣研磨成均匀的粉末后放在电极的试样槽内。
液体试样可
采用ICP-AES直接进行分析。
（二）实验条件选择
1．光谱仪
在定性分析中通常选择灵敏度高的直流电弧；分析稀土元素时，由于其谱线复杂，要选择色散率较高的大型摄谱仪。
2．电极
电极材料：采用光谱纯的碳或石墨，特殊情况采用铜电极；
电极尺寸(如图-6)：直径约6mm，长30～40mm；
试样槽尺寸：直径约3～4 mm，深3～6 mm；
试样量：10～20mg ；图1-6 电极形状放电时，碳+氮产生氰(CN)，氰分子在358.4～ 421.6 nm产生带状光谱，干扰其他元素出现在该区域的光谱线，需要该区域时，可采用铜电极，但灵敏度低。
3．摄谱过程
摄谱顺序：碳电极(空白)、铁谱、试样。
分段曝光法：先在小电流(5A)激发光源摄取易挥发元素光谱，然
后调节光阑，改变曝光位置后，加大电流(10A)，再次曝光摄取
难挥发元素光谱；采用哈特曼光阑（图1-7），可多次曝光而不
影响谱线相对位置，便于对比。
图1-7哈特曼光阑。