原子发射光谱法 ppt课件
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• “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我 笨，没有学问无颜见爹娘 ……”
• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
定义：原子发射光谱法(Atomic Emission Spectrometry，AES)是根据待测物质的气态原子或 离子受激发后所发射的特征光谱的波长及其强度来 测定物质中元素组成和含量的分析方法。
❖ b）电弧不稳----分析重现性差； ❖ c）弧层厚，自吸严重； ❖ d）安全性差。
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2、低压交流电弧
（1）低压交流电弧发生器工作原理
发生器由高频高压引燃电路和低压电弧放电电路组成。
（2）低压交流电弧分析性能
1）蒸发温度比直流电弧略低；电弧温度比直流电弧略高； 2）电弧稳定，重现性好，适于大多数元素的定量分析； 3）放电温度较高，激发能力较强； 4）电极温度相对较低，样品蒸发能力比直流电弧差，故对难
❖ 1）原子或离子可处于不连续的能量状态（量子化），该状态 可以光谱项来描述；
❖ 2）当处于基态的气态原子或离子吸收了一定的外界能量时， 其核外电子就从一种能量状态（基态）跃迁至另一能量状态（ 激发态）；
❖ 3）处于激发态的原子或离子很不稳定，经约10-8秒便跃迁返回 到基态，并将激发所吸收的能量以一定的电磁波辐射出来；
的一种装置。由于它具有优异的分析性能，是应 用较广泛的一种新型激发光源。
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（1）ICP炬的wenku.baidu.com成
组成：ICP 高频发生器+ 炬管+ 样品引入系统
石英炬管包括： 外管—冷却气，沿切线引入 中管—辅助气，点燃 ICP (点燃
后切断) 内管—载气，样品引入（使用Ar
是因为性质稳定、不与试样 作用、光谱简单）
历史：1859年德国学者Kirchhoff & Bensen——分 光镜； 随后30年——定性分析; 1930年以后——定 量分析。
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第一节 基本原理
1. 几个概念
❖ 1）激发电位(Excited potential)：将原子中的一个外层电子从
基态跃迁至激发态所需的能量，通常以电子伏特来（ eV ）表
示。每条谱线对应一激发电位。 ❖ 2）原子线：原子外层电子的跃迁所发射的谱线，以I表示，如
Na(I)
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第一节 基本原理
1. 几个概念
❖ 3）共振线(Resonance line)：由激发态直接跃迁至基态时所辐 射的谱线 ，激发电位最小、最易激发、谱线最强。
❖ 4）电离电位(Ionization potential)和离子线：原子受激后得到 足够能量而失去电子，成为离子 ——电离；所需的能量称为电 离电位；离子的外层电子跃迁——离子线。以II，III，IV等表 示。
2）放电间隙长，电极温度（蒸发温度）低，检出现低， 多适于分析易熔金属、合金样品及高含量元素分析，不适 于微量或痕量元素的测定 ；
3）激发温度高（瞬间可达10000K）适于难激发元素分析
。
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4、电感耦合等离子体(Inductively Coupled Plasma，
ICP)光源 利用高频电感耦合的方法产生等离子体放电
13
（二）光源种类及特点
经典光源
光源
现代光源
火焰 电弧
直流电弧 交流电弧
高压火花
电感耦合等离子体，ICP
激光光源
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1、直流电弧
（1）直流电弧发生器工作原理
在一定电压下，两电极间依靠等离子体导电产生的弧光放电称为电弧。 接触引燃，二次电子发射放电 。
（2）直流电弧的分析性能
❖ a）样品蒸发能力强（阳极斑）---进入电弧的待测物多--绝对灵敏度高---尤其适于定性分析；同时也适于部分矿物 、岩石等难熔样品及稀土难熔元素定量；
7
2. 原子发射光谱的产生过程：
1）能量（电或热、光）
基态原子
2）外层电子（低能态E1 3）外层电子（低能态E1
高能态E2） 10－8 S 高能态E2）
4）发出特征频率()的光子：
E = E2-E1 = h =hc/
从上式可见，每一条所发射的谱线的波长，取决 于跃迁前后两个能级之差。
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量子力学基本理论告诉我们：
第十章 原子发射光谱法
E-mail:
第十章 原子发射光谱法
第一节 基本原理 第二节 原子发射光谱仪器 第三节 干扰及消除方法 第四节 光谱分析方法 第五节 原子发射光谱的特点及应用
2020/12/12
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精品资料
• 你怎么称呼老师？
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你 是否会认为老师的教学方法需要改进？
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第二节 原子发射光谱仪器
AES仪器包括：光源、分光系统（光谱仪）和检测器。
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一 、AES光源
（一） 光源的作用及要求 作用：提供试样蒸发、解离和激发所需要的能量，使 之产生光谱。
激发光源对发射光谱分析的准确度、精密度和元 素的检出限影响很大。
对激发光源的要求：激发能力强，灵敏度高，稳 定性好，结构简单，操作方便，使用安全。
AES根据物质中不同原子的能级跃迁所产生的光谱线来研 究物质的化学组成的。
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原子发射光谱分析的过程： （1）使试样在外界能量的作用下转变成气态原子，并 使气态原子的外层电子激发至高能态。 （2）当从较高的能级跃迁到较低的能级时，原子将释 放出多余的能量而发射出特征谱线。 （3）对所产生的辐射经过摄谱仪器进行色散分光，按 波长顺序记录在感光板上，就可呈现出有规则的谱线条， 即光谱图。 （4）然后根据所得光谱图进行定性鉴定或定量分析。
❖ 4）将这些电磁波按一定波长顺序排列即为原子光谱（线光谱 ）；
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❖ 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列不同波长的特 征光谱，通过识别待测元素的特征谱线存在与否鉴别元素的存 在——定性分析；而这些光谱线的强度又与试样中该元素的含 量有关，因此又可利用这些谱线的强度来测定元素的含量—— 定量分析。
熔盐分析的灵敏度略差于直流电弧； 5）该激发光源广泛用于金属、合金中低含量元素的定量分析
和定性分析。
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3、高压火花
（1）高压火花发生器工作原理
采用高电压（10～15 kV）或者大电容（10～100µF）都能 使电容器储存很高的能量，产生很大电流密度的火花放电。
（2）高压火花光源的分析性能
1）放电稳定，分析重现性好；
• “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我 笨，没有学问无颜见爹娘 ……”
• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
定义：原子发射光谱法(Atomic Emission Spectrometry，AES)是根据待测物质的气态原子或 离子受激发后所发射的特征光谱的波长及其强度来 测定物质中元素组成和含量的分析方法。
❖ b）电弧不稳----分析重现性差； ❖ c）弧层厚，自吸严重； ❖ d）安全性差。
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2、低压交流电弧
（1）低压交流电弧发生器工作原理
发生器由高频高压引燃电路和低压电弧放电电路组成。
（2）低压交流电弧分析性能
1）蒸发温度比直流电弧略低；电弧温度比直流电弧略高； 2）电弧稳定，重现性好，适于大多数元素的定量分析； 3）放电温度较高，激发能力较强； 4）电极温度相对较低，样品蒸发能力比直流电弧差，故对难
❖ 1）原子或离子可处于不连续的能量状态（量子化），该状态 可以光谱项来描述；
❖ 2）当处于基态的气态原子或离子吸收了一定的外界能量时， 其核外电子就从一种能量状态（基态）跃迁至另一能量状态（ 激发态）；
❖ 3）处于激发态的原子或离子很不稳定，经约10-8秒便跃迁返回 到基态，并将激发所吸收的能量以一定的电磁波辐射出来；
的一种装置。由于它具有优异的分析性能，是应 用较广泛的一种新型激发光源。
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（1）ICP炬的wenku.baidu.com成
组成：ICP 高频发生器+ 炬管+ 样品引入系统
石英炬管包括： 外管—冷却气，沿切线引入 中管—辅助气，点燃 ICP (点燃
后切断) 内管—载气，样品引入（使用Ar
是因为性质稳定、不与试样 作用、光谱简单）
历史：1859年德国学者Kirchhoff & Bensen——分 光镜； 随后30年——定性分析; 1930年以后——定 量分析。
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第一节 基本原理
1. 几个概念
❖ 1）激发电位(Excited potential)：将原子中的一个外层电子从
基态跃迁至激发态所需的能量，通常以电子伏特来（ eV ）表
示。每条谱线对应一激发电位。 ❖ 2）原子线：原子外层电子的跃迁所发射的谱线，以I表示，如
Na(I)
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第一节 基本原理
1. 几个概念
❖ 3）共振线(Resonance line)：由激发态直接跃迁至基态时所辐 射的谱线 ，激发电位最小、最易激发、谱线最强。
❖ 4）电离电位(Ionization potential)和离子线：原子受激后得到 足够能量而失去电子，成为离子 ——电离；所需的能量称为电 离电位；离子的外层电子跃迁——离子线。以II，III，IV等表 示。
2）放电间隙长，电极温度（蒸发温度）低，检出现低， 多适于分析易熔金属、合金样品及高含量元素分析，不适 于微量或痕量元素的测定 ；
3）激发温度高（瞬间可达10000K）适于难激发元素分析
。
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4、电感耦合等离子体(Inductively Coupled Plasma，
ICP)光源 利用高频电感耦合的方法产生等离子体放电
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（二）光源种类及特点
经典光源
光源
现代光源
火焰 电弧
直流电弧 交流电弧
高压火花
电感耦合等离子体，ICP
激光光源
14
1、直流电弧
（1）直流电弧发生器工作原理
在一定电压下，两电极间依靠等离子体导电产生的弧光放电称为电弧。 接触引燃，二次电子发射放电 。
（2）直流电弧的分析性能
❖ a）样品蒸发能力强（阳极斑）---进入电弧的待测物多--绝对灵敏度高---尤其适于定性分析；同时也适于部分矿物 、岩石等难熔样品及稀土难熔元素定量；
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2. 原子发射光谱的产生过程：
1）能量（电或热、光）
基态原子
2）外层电子（低能态E1 3）外层电子（低能态E1
高能态E2） 10－8 S 高能态E2）
4）发出特征频率()的光子：
E = E2-E1 = h =hc/
从上式可见，每一条所发射的谱线的波长，取决 于跃迁前后两个能级之差。
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量子力学基本理论告诉我们：
第十章 原子发射光谱法
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第十章 原子发射光谱法
第一节 基本原理 第二节 原子发射光谱仪器 第三节 干扰及消除方法 第四节 光谱分析方法 第五节 原子发射光谱的特点及应用
2020/12/12
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精品资料
• 你怎么称呼老师？
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你 是否会认为老师的教学方法需要改进？
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第二节 原子发射光谱仪器
AES仪器包括：光源、分光系统（光谱仪）和检测器。
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一 、AES光源
（一） 光源的作用及要求 作用：提供试样蒸发、解离和激发所需要的能量，使 之产生光谱。
激发光源对发射光谱分析的准确度、精密度和元 素的检出限影响很大。
对激发光源的要求：激发能力强，灵敏度高，稳 定性好，结构简单，操作方便，使用安全。
AES根据物质中不同原子的能级跃迁所产生的光谱线来研 究物质的化学组成的。
10
原子发射光谱分析的过程： （1）使试样在外界能量的作用下转变成气态原子，并 使气态原子的外层电子激发至高能态。 （2）当从较高的能级跃迁到较低的能级时，原子将释 放出多余的能量而发射出特征谱线。 （3）对所产生的辐射经过摄谱仪器进行色散分光，按 波长顺序记录在感光板上，就可呈现出有规则的谱线条， 即光谱图。 （4）然后根据所得光谱图进行定性鉴定或定量分析。
❖ 4）将这些电磁波按一定波长顺序排列即为原子光谱（线光谱 ）；
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❖ 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列不同波长的特 征光谱，通过识别待测元素的特征谱线存在与否鉴别元素的存 在——定性分析；而这些光谱线的强度又与试样中该元素的含 量有关，因此又可利用这些谱线的强度来测定元素的含量—— 定量分析。
熔盐分析的灵敏度略差于直流电弧； 5）该激发光源广泛用于金属、合金中低含量元素的定量分析
和定性分析。
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3、高压火花
（1）高压火花发生器工作原理
采用高电压（10～15 kV）或者大电容（10～100µF）都能 使电容器储存很高的能量，产生很大电流密度的火花放电。
（2）高压火花光源的分析性能
1）放电稳定，分析重现性好；