光谱定性与定量分析-共20页课件.ppt

1、报告人：杨浩报告人：杨浩学号：学号：2009112025一、光谱定性分析二、光谱定量分析三、原子发射光谱分析法的应用光谱分析的原理光谱分析的原理在光谱分析中，样品中元素的原子必须先受到激在光谱分析中，样品中元素的原子必须先受到激发，获得足够的能量，才能产生辐射，由于每种发，获得足够的能量，才能产生辐射，由于每种元素的原子结构不同，因此，当样品元素被激发元素的原子结构不同，因此，当样品元素被激发后，即发出特有的辐射，利用光谱仪，经过适当后，即发出特有的辐射，利用光谱仪，经过适当的介质色散后将其展成光谱的形式。通过分析样的介质色散后将其展成光谱的形式。通过分析样品光谱的谱线波长就能确定样品所含元素

2、的种类，品光谱的谱线波长就能确定样品所含元素的种类，即对样品的组成做出即对样品的组成做出定性的分析定性的分析；并且可以根据；并且可以根据谱线的强度确定出样品所含各元素的含量，即对谱线的强度确定出样品所含各元素的含量，即对样品的组成做出样品的组成做出定量的分析定量的分析。一、一、光谱定性分析光谱定性分析定性依据：定性依据：元素不同元素不同电子结构不同电子结构不同光谱不同光谱不同特征光谱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，确定某元素可否存在。谱线存在否，确定某元素可否存在。1.1.元素的分析线、最后线、灵敏线元

3、素的分析线、最后线、灵敏线分析线分析线：复杂元素的谱线可能多至数千条，只选择其中几条：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；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；：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：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；或几条谱线最强的线，即灵敏线。最后线也是最灵敏线；2.定性方法1、标准试样光谱比较法、标准试样光谱比较法 用标准样品摄像谱图与实验样品谱图比较，哪种元素谱线

4、出现，这种元用标准样品摄像谱图与实验样品谱图比较，哪种元素谱线出现，这种元素就存在。素就存在。2、铁谱比较法、铁谱比较法 将标准铁谱与样品谱图逐一对照，哪种元素谱线位置出现可见的谱线，将标准铁谱与样品谱图逐一对照，哪种元素谱线位置出现可见的谱线，该元素就存在。该元素就存在。为什么选铁谱？为什么选铁谱？（1 1）谱线多：在）谱线多：在210210660660nmnm范围内有数千条谱线；范围内有数千条谱线；（2 2）谱线间距离分配均匀：容易对比，适用面广；）谱线间距离分配均匀：容易对比，适用面广；（3 3）定位准确：已准确测量了铁谱每一条谱线的波长。）定位准确：已准确测量了铁谱每一条谱线的波长。标

5、准谱图标准谱图：将其他元素的分析线标记在铁谱上，铁谱起将其他元素的分析线标记在铁谱上，铁谱起到标尺的作用。到标尺的作用。谱线检查：将试样与纯铁在完全相同条件下摄谱，将两谱线检查：将试样与纯铁在完全相同条件下摄谱，将两谱片在映谱器谱片在映谱器(放大器放大器)上对齐、放大上对齐、放大2020倍，检查待测元素的倍，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。素测定。3、波长比较法、波长比较法二、二、光谱定量分析光谱定量分析1.1.光谱半定量分析光谱半定量分析谱线黑度比较法谱线黑度比较法 将试样与已知不同含量的标准样品在

6、一定条件下摄谱于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。线黑度。显线法显线法 元素含量低时，仅出现少数灵敏线，随元素含量增加，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。谱线随之出现。可编成一张谱线出现与含量关系表，依此估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。计试样中该元素的大致含量。例如例如,铅的光谱铅的光谱 Pb%Pb%谱线特征谱线特征 0.001 2833.069 0.001 2833.069 清晰可见清晰可见 2614.17

7、8 2614.178和和2802.002802.00弱弱 0.003 2833.069 0.003 2833.069 清晰可见清晰可见 2614.178 2614.178增强增强2802.002802.00变清晰变清晰0.01 0.01 上述谱线增强上述谱线增强,2663.17,2663.17和和2873.322873.32出出现现0.03 0.03 上述谱线都增强上述谱线都增强0.10 0.10 上述谱线更增强上述谱线更增强,没有出现新谱线没有出现新谱线 0.30 2393.8,2577.26 0.30 2393.8,2577.26 出现出现 2.光谱定量分析光谱定量分析(1)发射光谱定量分

8、析的基本关系式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=a c 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：acbIcaIblglglg 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)(2)内标法基本关系式内标法基本关系式 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

9、：0000bbcaIcaI 相对强度R：AcbRcAcacaIIRbbblglglg0000 A为其他三项合并后的常数项，内标法定量的基本关系式。内标元素与分析线对的选择原则：内标元素与分析线对的选择原则：a.内标元素可以选择基体元素，或另外加入，含量固定；内标元素可以选择基体元素，或另外加入，含量固定；b.内标元素与待测元素具有相近的蒸发特性；内标元素与待测元素具有相近的蒸发特性；c.分析线对应匹配，同为原子线或离子线，且激发电位相近分析线对应匹配，同为原子线或离子线，且激发电位相近(谱线靠近谱线靠近)，“匀称线对匀称线对”；d.d.强度相差不大，无相邻谱线干扰，无自吸或自吸小。强度相差不大

10、，无相邻谱线干扰，无自吸或自吸小。(3)(3)定量分析方法定量分析方法 a.内标标准曲线法内标标准曲线法 由由 lgR=blgc+lgA 以以lgR 对应对应lgc 作图，绘制标准曲线，在相同条件下作图，绘制标准曲线，在相同条件下，测定试样中待测元素的，测定试样中待测元素的lgR，在标准曲线上求得未知试样在标准曲线上求得未知试样lgc；b.摄谱法中的标准曲线法摄谱法中的标准曲线法 S=lgR=blgc+lgA 在完全相同的条件下，将标准样品与试样在同一感光在完全相同的条件下，将标准样品与试样在同一感光板上摄谱，由标准试样分析线对的黑度差板上摄谱，由标准试样分析线对的黑度差(S)对对lgc作标准

11、作标准曲线曲线(三个点以上，每个点取三次平均值三个点以上，每个点取三次平均值)，再由试样分析线，再由试样分析线对的黑度差对的黑度差,在标准曲线上求得未知试样在标准曲线上求得未知试样lgc。该法即三标。该法即三标准试样法。准试样法。三、原子发射光谱分析法的应用三、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，可鉴定周期表中约7070多种元素，长期在钢铁工业（炉前快多种元素，长期在钢铁工业（炉前快速分析）、地矿等方面发挥重要作用；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；在定量分析方面，原子吸收分析有着优越性；80 80年代以来，全谱光电直读等离子体发射光谱仪发展迅年代以来，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。速，已成为无机化合物分析的重要仪器。应用范围广应用范围广后用古人的一句话表达我对物理实用古人的一句话表达我对物理实验的感想：君子生非异也，善假验的感想：君子生非异也，善假于物也。于物也。Thank you