第六章原子发射光谱法资料课件

第六章第六章原子发射光谱法原子发射光谱法atomicemissionspectrometry，AES第一节第一节概述概述原原子子发发射射光光谱谱分分析析法法（atomicemissionspectroscopy，AES）：元元素素在在受受到到热热或或电电激激发发时时，由由基基态态跃跃迁迁到到激激发发态态，返返回回到到基基态态时时，发发射射出出特特征征光光谱谱，依依据据特特征征光光谱谱进进行行定定性性、定量的分析方法。定量的分析方法。1859年，基尔霍夫年，基尔霍夫(KirchhoffGR)、本生、本生(BunsenRW)研制第一台用于光谱分析的分光镜，实现了光谱检验；研制第一台用于光谱分析的分光镜，实现了光谱检验；1930年以后，建立了光谱定量分析方法；年以后，建立了光谱定量分析方法；原子光谱原子光谱原子结构原子结构原子结构理论原子结构理论新元素新元素在在原原子子吸吸收收光光谱谱分分析析法法建建立立后后，其其在在分分析析化化学学中中的的作作用用下降，新光源下降，新光源(ICP)、新仪器的出现，作用加强。、新仪器的出现，作用加强。原子发射光谱法的一般分析步骤：原子发射光谱法的一般分析步骤：n在激发光源中，将被测定物质蒸发、解离、电在激发光源中，将被测定物质蒸发、解离、电离、激发，产生光辐射。离、激发，产生光辐射。n将被测物质发射的复合光经分光装置色散成光将被测物质发射的复合光经分光装置色散成光谱。谱。n通过检测器检测被测定物质中元素光谱线的波通过检测器检测被测定物质中元素光谱线的波长和强度，进行光谱定性和定量分析。长和强度，进行光谱定性和定量分析。原子发射光谱分析法的特点原子发射光谱分析法的特点:(1)可多元素同时检测可多元素同时检测各元素同时发射各自的特征光谱；各元素同时发射各自的特征光谱；(2)分析速度快分析速度快试样不需处理，同时对几十种元素进行定量试样不需处理，同时对几十种元素进行定量分析分析(光电直读仪光电直读仪)；(3)选择性高选择性高各元素具有不同的特征光谱；各元素具有不同的特征光谱；(4)检出限较低检出限较低100.1 g g-1(一般光源一般光源)；ng g-1(ICP）(5)准确度较高准确度较高5%10%(一般光源）；一般光源）；1%(ICP)；(6)ICP-AES性能优越性能优越线性范围线性范围46数量级数量级，可测高、中、可测高、中、低不同含量试样；低不同含量试样；缺点：缺点：非金属元素不能检测或灵敏度低。非金属元素不能检测或灵敏度低。第二节第二节原子发射光谱法的基本原理原子发射光谱法的基本原理一、原子发射光谱的产生一、原子发射光谱的产生在在正正常常状状态态下下，元元素素处处于于基基态态，元元素素在在受受到到热热（火火焰焰）或或电电（电电火火花花）激激发发时时，由由基基态态跃跃迁迁到到激激发发态态，返返回回到到基基态态时，发射出时，发射出特征光谱（线状光谱）；特征光谱（线状光谱）；基态元素基态元素M激发态激发态M*特征辐射特征辐射热能、电能热能、电能E基态激 发发射激发态h能级跃迁示意图能级跃迁示意图原子中某一外层电子由基态激发到高能级所需要的原子中某一外层电子由基态激发到高能级所需要的能量称为能量称为激发电位激发电位(Excitationpotential)。由激发态向基态跃迁所发射的谱线称为由激发态向基态跃迁所发射的谱线称为共振线共振线(resonanceline)。为该元素最强的谱线。为该元素最强的谱线。原子的共振线原子的共振线 原子由第一激发态到基态的跃迁：原子由第一激发态到基态的跃迁：第一共振线，第一共振线，最最易发生，能量最小；易发生，能量最小；一般也是元素的一般也是元素的最灵敏线最灵敏线。激发态与激发态之间的跃迁形成的光谱线称为激发态与激发态之间的跃迁形成的光谱线称为非共振线。非共振线。用来测量该元素的谱线称用来测量该元素的谱线称分析线分析线。离子的电离子的电离线离线原子获得足够的能量原子获得足够的能量(电离能电离能)产生电离产生电离,失去一个电子，失去一个电子，一次电离。一次电离。离子由激发态到基态的跃迁离子由激发态到基态的跃迁(离子发射的谱线离子发射的谱线)：电离线，电离线，其与电离能大小无关，离子的特征共振线。其与电离能大小无关，离子的特征共振线。原子谱线表原子谱线表：I表示原子发射的谱线；表示原子发射的谱线；II表示一次电离离子发射的谱线；表示一次电离离子发射的谱线；III表示二次电离离子发射的谱线；表示二次电离离子发射的谱线；Mg：I285.21nm；II280.27nm；182.897 nm；同种元素的原子和离子所产生的原子线和离子线都是同种元素的原子和离子所产生的原子线和离子线都是该元素的特征光谱，该元素的特征光谱，习惯统称习惯统称原子光谱。原子光谱。Na能级图能级图由由各各种种高高能能级级跃跃迁迁到到同同一一低低能能级级时时发发射射的的一一系列光谱线；系列光谱线；K元素的元素的能级图能级图 Mg元素的能级图元素的能级图(一一)谱线强度表达式谱线强度表达式等离子体等离子体(Plasma):是指电离度大于是指电离度大于0.1%，其正负电荷，其正负电荷相等的电离气体。等离子体中包含分子、原子、离子、相等的电离气体。等离子体中包含分子、原子、离子、电子等各种粒子，具有电中性和导电性。电子等各种粒子，具有电中性和导电性。谱线的强度：谱线的强度：以辐射强度以辐射强度I(J.s-1.m-3)表示，即单位体积表示，即单位体积的辐射功率，它是群体光子辐射总能量的反映，是光的辐射功率，它是群体光子辐射总能量的反映，是光谱定量的依据。谱定量的依据。二、谱线强度二、谱线强度spectrumlineintensity在在热热力力学学平平衡衡时时，单单位位体体积积的的基基态态原原子子数数N0与与激激发发态态原原子数子数Ni的之间的分布遵守玻耳兹曼分布定律：的之间的分布遵守玻耳兹曼分布定律：gi、g0为为激激发发态态与与基基态态的的统统计计权权重重；Ei：为为激激发发能能；k为为玻耳兹曼常数；玻耳兹曼常数；T为激发温度；为激发温度；发射谱线强度发射谱线强度：Iij=NiAijEij Iij=NiAijh ijNi为较高激发态的原子密度为较高激发态的原子密度(m-3)；Aij两个能级间的跃迁几率两个能级间的跃迁几率(s-1)；Eij为两能级之间的能量差为两能级之间的能量差(J)；ij发射谱线的频率。发射谱线的频率。玻玻尔尔兹兹曼曼分分布布定定律律说说明明：处处于于不不同同激激发发态态的的原子数目的多少，主要与温度和激发能量有关。原子数目的多少，主要与温度和激发能量有关。温温度度越越高高容容易易把把原原子子或或离离子子激激发发到到高高能能级级，处处于于激激发发态态的的数数目目就就越越多多；而而在在同同一一温温度度下下，激激发发电电位位越越高高的的元元素素，激激发发到到高高能能态态的的原原子子或或离离子子数数越越少少。就就是是对对同同一一种种元元素素而而言言，激激发发到到不不同同的的高高能能级级所所需需要要的的能能量量也也是是不不同同的的，能能级级越越高高所所需需能量越大，原子所在的能级越高，其数目就越少。能量越大，原子所在的能级越高，其数目就越少。谱线强度谱线强度（二）影响谱线强度的因素（二）影响谱线强度的因素1、谱线的性质、谱线的性质(1)激发电位激发电位(Excitationpotential)谱线强度与激发电位成负指数关系谱线强度与激发电位成负指数关系。在温度一定时，激。在温度一定时，激发电位越高，处于该能量状态的原子数越少，谱线强度越小。发电位越高，处于该能量状态的原子数越少，谱线强度越小。激发电位最低的共振线通常是强度最大的线。激发电位最低的共振线通常是强度最大的线。(2)跃迁概率跃迁概率单位时间内自发发射原子数与激发态原子总单位时间内自发发射原子数与激发态原子总数之比。数之比。A0在在106109s-1之间，之间，跃迁概率与谱线强度成正比跃迁概率与谱线强度成正比。(3)统计权重统计权重谱线强度谱线强度与统计权重成正比与统计权重成正比。g=2J+12、原子总密度、原子总密度谱线强度与原子总密度谱线强度与原子总密度N成正比成正比。一定条件下，。一定条件下，原子总数原子总数N与试样中被测定元素的含量成正比，则谱与试样中被测定元素的含量成正比，则谱线强度与被测定元素的含量也成正比，即光谱定量分线强度与被测定元素的含量也成正比，即光谱定量分析的依据。析的依据。温度升高，谱线强度增大温度升高，谱线强度增大。但温度升高，电离的原子数目但温度升高，电离的原子数目也会增多，而相应的原子数减也会增多，而相应的原子数减少，致使原子谱线强度减弱，少，致使原子谱线强度减弱，离子的谱线强度增大。离子的谱线强度增大。3、激发温度、激发温度 不同元素的不同谱线各有其不同元素的不同谱线各有其最佳最佳的的激发温度激发温度，此，此温度下谱线的温度下谱线的强度最大强度最大。(三三)谱线的自吸与自蚀谱线的自吸与自蚀self-absorptionandselfreversalofspectrumline 等等离离子子体体内内温温度度和和原原子子浓浓度度的的分分布布不不均均匀匀，中中间间的的温温度度高高、激发态原子浓度高，边缘反之。、激发态原子浓度高，边缘反之。自自吸吸：中中心心发发射射的的辐辐射射被被边边缘缘的的同同种种基基态态原原子子吸吸收收，使使辐辐射射强强度度降降低低的的现现象象。其其不不仅仅影影响响谱谱线线强强度度而而且且影影响响谱谱线线的形状。的形状。元元素素浓浓度度低低时时，不不出出现现自自吸吸。随随浓浓度度增增加加，自自吸吸越越严严重重，当当达达到到一一定定值值时时，谱谱线线中中心心完完全全吸吸收收，如如同同出出现现两条线，这种现象称为自蚀。两条线，这种现象称为自蚀。谱线表，谱线表，r：自吸；：自吸；R：自蚀；：自蚀；第三节第三节原子发射光谱仪器原子发射光谱仪器光谱仪或分光光度计一般包括五个基本单元：光谱仪或分光光度计一般包括五个基本单元：光源、单色器、样品容器、检测器和读出器件。光源、单色器、样品容器、检测器和读出器件。发射光谱仪结构示意图发射光谱仪结构示意图光源的作用光源的作用:蒸发、解离、原子化、激发、蒸发、解离、原子化、激发、跃迁。跃迁。光源的影响：检出限、精密度和准确度。光源的影响：检出限、精密度和准确度。光源的要求：激发能力强，灵敏度高，稳定性好光源的要求：激发能力强，灵敏度高，稳定性好光源的类型：光源的类型：直流电弧直流电弧(DC arc)、交流电弧、交流电弧(AC arc)电火花电火花(electric spark)、ICP(电感耦合等离子体）电感耦合等离子体）一、激发光源一、激发光源在光谱分析中，样品无论是固体还是液体，必须在光谱分析中，样品无论是固体还是液体，必须首先首先转化为原子蒸气，并使其通过光源的激发区域激发而发光转化为原子蒸气，并使其通过光源的激发区域激发而发光，所以，光谱的激发和光源密切相关。一般来说，所以，光谱的激发和光源密切相关。一般来说，一切能使一切能使样品蒸发并使原子或离子激发而产生光辐射的装置称为光样品蒸发并使原子或离子激发而产生光辐射的装置称为光源源。n电压电压220380V，电流电流530A；n利利用用这这种种光光源源激激发发时时，分分析析间间隙隙一一般般以以二二个个碳碳电电极极作作为为阴阴阳阳两两极极。试试样样装装在在一一个个电电极极（下下电电极极）的的凹凹孔孔内内。电电弧弧引引燃燃后后，使使两两电电极极相相距距46mm，得得到到电弧光源。电弧光源。(一一)直流电弧直流电弧发射光谱的产生发射光谱的产生电弧点燃后，热电子流高速通过分析间隔冲击阳极，产电弧点燃后，热电子流高速通过分析间隔冲击阳极，产生高热，试样蒸发并原子化，电子与原子碰撞电离出正离子生高热，试样蒸发并原子化，电子与原子碰撞电离出正离子冲向阴极。电子、原子、离子间的相互碰撞，使原子跃迁到冲向阴极。电子、原子、离子间的相互碰撞，使原子跃迁到激发态，返回基态时发射出该原子的光谱。激发态，返回基态时发射出该原子的光谱。弧焰温度弧焰温度：40007000K可使约可使约70多种元素激发；多种元素激发；特点特点：绝对灵敏度高，背景小，可很好地应用于矿石等的：绝对灵敏度高，背景小，可很好地应用于矿石等的定性、半定量及痕量元素的定量分析。定性、半定量及痕量元素的定量分析。缺点：缺点：弧光不稳，再现性差；弧光不稳，再现性差；不适合高含量定量分析不适合高含量定量分析(二二)低压交流电弧低压交流电弧 工作电压：工作电压：110220V;50Hz的交流电。的交流电。采用高频引燃装置点燃电弧，在每一交流半周时引燃一采用高频引燃装置点燃电弧，在每一交流半周时引燃一次，保持电弧不灭；次，保持电弧不灭；工作原理工作原理（1）接通电源，由变压器）接通电源，由变压器B1升压至升压至2.53kV，电容器，电容器C1充电；达到一定值时，放电盘充电；达到一定值时，放电盘G1击穿；击穿；G1-C1-L1构成振荡回构成振荡回路，产生高频振荡；路，产生高频振荡；（2）振荡电压经）振荡电压经B2的次级线圈升压到的次级线圈升压到10kV，通过电容器，通过电容器C2将电极间隙将电极间隙G的空气击穿，产生高频振荡放电；的空气击穿，产生高频振荡放电；（3）当）当G被击穿时，电源的低被击穿时，电源的低压部分沿着已造成的电离气体通道压部分沿着已造成的电离气体通道通过通过G进行电弧放电；进行电弧放电；（4）在放电的短暂瞬间，电压）在放电的短暂瞬间，电压降低直至电弧熄灭，在下半周高频降低直至电弧熄灭，在下半周高频再次点燃，重复进行再次点燃，重复进行；交流电弧的分析性能交流电弧的分析性能1.与直流相比，交流电弧的电极头温度稍低一些，与直流相比，交流电弧的电极头温度稍低一些，蒸发能力稍差；蒸发能力稍差；2.弧温较高弧温较高(40008000K)，激发能力强，出现的离，激发能力强，出现的离子线比直流电弧中多；子线比直流电弧中多；3.由于有控制放电装置，故电弧较稳定；由于有控制放电装置，故电弧较稳定；4.广泛用于定性、定量分析中，重现性及精密度较广泛用于定性、定量分析中，重现性及精密度较好，好，这种电源常用于金属、合金中低含量元素的这种电源常用于金属、合金中低含量元素的定量分析。定量分析。(三三)高压火花高压火花（1）交流电压经变压器）交流电压经变压器T后，产生后，产生1025kV的高压，然的高压，然后通过扼流圈后通过扼流圈D向电容器向电容器C充电，达到充电，达到G的击穿电压时，通过的击穿电压时，通过电感电感L向向G放电，产生振荡性的火花放电放电，产生振荡性的火花放电；（2）转动续断器）转动续断器M，2,3为钨为钨电极，每转动电极，每转动180度，对接一次，度，对接一次，转动频率转动频率(50转转/s)，接通，接通100次次/s，保证每半周电流最大值瞬间放电保证每半周电流最大值瞬间放电一次一次。高压火花的特点：高压火花的特点：（1）放电瞬间能量很大，产生的温度高）放电瞬间能量很大，产生的温度高(10000K以上以上)，激发能力强，某些难激发元素可被激发，且多为离子线激发能力强，某些难激发元素可被激发，且多为离子线；（2）放电间隔长，使得电极温度低，蒸发能力稍低，适）放电间隔长，使得电极温度低，蒸发能力稍低，适于低熔点金属与合金的分析；于低熔点金属与合金的分析；（3）稳定性好，重现性好，适用定量分析。）稳定性好，重现性好，适用定量分析。缺点：缺点：（1）灵敏度较差，但可做较高含量的分析）灵敏度较差，但可做较高含量的分析,不适于微不适于微量和痕量分析量和痕量分析；（2）光谱背景光谱背景较大。较大。原子发射光谱在原子发射光谱在50年代发展缓慢；年代发展缓慢；1960年，工程热物理学家年，工程热物理学家Reed，设计了环形放电感耦，设计了环形放电感耦合等离子体炬，指出可用于原子发射光谱分析中的激发光源合等离子体炬，指出可用于原子发射光谱分析中的激发光源光谱学家法塞尔和格伦菲尔德光谱学家法塞尔和格伦菲尔德用于发射光谱分析，建立了用于发射光谱分析，建立了电感耦电感耦合等离子体合等离子体光谱仪光谱仪(ICP-AES);70年代年代ICP-AES获广泛应用。获广泛应用。(四四)电感偶合等离子体光源电感偶合等离子体光源1、等离子体光源的形成类型、等离子体光源的形成类型等离子体喷焰作为发射光谱的光源主要有以下三种形式：等离子体喷焰作为发射光谱的光源主要有以下三种形式：(1)直流等离子体喷焰直流等离子体喷焰(directcurrutplasmajet，DCP)弧焰温度高弧焰温度高8000-10000K，稳定性好，精密度接近，稳定性好，精密度接近ICP，装，装置简单，运行成本低；置简单，运行成本低；(2)电感耦合等离子体电感耦合等离子体(inductivelycoupledplasma，ICP)ICP的性能优越，已成为最主要的应用方式的性能优越，已成为最主要的应用方式；(3)微波感生等离子体微波感生等离子体(microwaveinducedplasma,MIP)温度温度5000-6000K，激发能量高，可激发许多很难激发的非金，激发能量高，可激发许多很难激发的非金属元素：属元素：C、N、F、Br、Cl、C、H、O等，可用于有机物等，可用于有机物成分分析，测定金属元素的灵敏度不如成分分析，测定金属元素的灵敏度不如DCP和和ICP。2、电感耦合等离子体电感耦合等离子体ICP主要部分：主要部分：1.1.高频发生器高频发生器 产生高频电流产生高频电流2.2.等离子体炬管等离子体炬管 三层同心石英玻璃管三层同心石英玻璃管外管：外管：内切入内切入ArAr气做等离子体气做等离子体 工作气或冷却气；工作气或冷却气；中间管：中间管：通通ArAr气为辅助气；气为辅助气；内管：内管：以以ArAr气为载气，引试样入气为载气，引试样入ICPICP炬中。炬中。3.3.试样雾化器试样雾化器 将试样雾化产生气溶胶将试样雾化产生气溶胶n等离子炬管分为三层。最外层通等离子炬管分为三层。最外层通ArAr气作为冷却气，气作为冷却气，沿切线方向引入，并螺旋上升，其作用：沿切线方向引入，并螺旋上升，其作用：n第一，将等离子体吹离外层石英管的内壁，可保护石英管不第一，将等离子体吹离外层石英管的内壁，可保护石英管不被烧毁；被烧毁；n第二，是利用离心作用，在炬管中心产生低气压通道，以利第二，是利用离心作用，在炬管中心产生低气压通道，以利于进样；于进样；n第三，这部分第三，这部分ArAr气流同时也参与放电过程。气流同时也参与放电过程。n中层管通入辅助气体中层管通入辅助气体ArAr气，用于点燃等离子体。气，用于点燃等离子体。n内层石英管内径为内层石英管内径为1-2mm1-2mm左右，以左右，以ArAr为载气，把为载气，把经过雾化器的试样溶液以气溶胶形式引入等离子体经过雾化器的试样溶液以气溶胶形式引入等离子体中。中。用用ArAr做工作气体的优点做工作气体的优点：ArAr为单原子惰性气为单原子惰性气体，不与试样组份形成难离解的稳定化合物，体，不与试样组份形成难离解的稳定化合物，也不象分子那样因离解而消耗能量，有良好的也不象分子那样因离解而消耗能量，有良好的激发性能，本身光谱简单。激发性能，本身光谱简单。ICP光源光源3.原理原理 当高频发生器当高频发生器接通电源接通电源后，高频后，高频电流电流I I通过感应线圈通过感应线圈产生交变磁场产生交变磁场(绿绿色色)。开始时，管内为开始时，管内为ArAr气，不导电，气，不导电，需要用需要用高频火花触发高频火花触发，使气体电离后，使气体电离后，在高频交流电场的作用下，带电粒子在高频交流电场的作用下，带电粒子高速运动、碰撞，形成高速运动、碰撞，形成“雪崩雪崩”式放式放电，电，产生等离子体气流产生等离子体气流。在垂直于磁。在垂直于磁场方向将场方向将产生感应电流产生感应电流（涡电流涡电流，粉，粉色），其电阻很小，电流很大色），其电阻很小，电流很大(数百安数百安)，产生高温。产生高温。又将气体加热、电离，又将气体加热、电离，在管口在管口形成稳定的等离子体焰炬。形成稳定的等离子体焰炬。环状结构可以分为若干区，各区的温度不同，辐射也不同。环状结构可以分为若干区，各区的温度不同，辐射也不同。（1）焰心区）焰心区感应线圈区域内，白色不透明的焰心，高频电流形成的涡感应线圈区域内，白色不透明的焰心，高频电流形成的涡流区，温度最高达流区，温度最高达10000K，电子密度高。它发射很强的连，电子密度高。它发射很强的连续光谱，光谱分析应避开这个区域。试样气溶胶在此区域续光谱，光谱分析应避开这个区域。试样气溶胶在此区域被预热、蒸发，又叫被预热、蒸发，又叫预热区预热区。（2）内焰区）内焰区在感应圈上在感应圈上1020mm左右处，淡蓝色半透明的炬焰，温度左右处，淡蓝色半透明的炬焰，温度约为约为60008000K。试样在此原子化、激发，然后发射很强。试样在此原子化、激发，然后发射很强的原子线和离子线。这是光谱分析所利用的区域，称为的原子线和离子线。这是光谱分析所利用的区域，称为测测光区光区。测光时在感应线圈上的高度称为观测高度。测光时在感应线圈上的高度称为观测高度。（3）尾焰区）尾焰区在内焰区上方，无色透明，温度低于在内焰区上方，无色透明，温度低于6000K，只能发射激，只能发射激发电位较低的谱线。发电位较低的谱线。ICP炬中元素的激发机理炬中元素的激发机理辐射产生线光谱辐射产生线光谱碰撞产生碰撞产生潘宁潘宁(penning)电离电离:在在Ar-ICP中，被测物质的原子的激发和中，被测物质的原子的激发和电离除了与电子、氩离子发生碰撞激发、电离外，还与激发电离除了与电子、氩离子发生碰撞激发、电离外，还与激发态氩粒子态氩粒子(Ar*、Arm)发生碰撞电离。发生碰撞电离。激发模型如下：激发模型如下：（1）与电子碰撞热激发）与电子碰撞热激发（2）离子）离子电子复合电子复合（3）潘宁电离激发）潘宁电离激发（4）电荷转移激发）电荷转移激发（5）辐射激发）辐射激发 ICP光源的特点光源的特点(1)激发温度高激发温度高(50008000K)，有利于难激发元素的激发。光源，有利于难激发元素的激发。光源激发能力很强，元素的离子线强度大，可测激发能力很强，元素的离子线强度大，可测70多种元素；多种元素；(2)轴向通道，试样停留时间长，易原子化、电离和激发。惰性轴向通道，试样停留时间长，易原子化、电离和激发。惰性气氛，使化学干扰和基体效应都小，有气氛，使化学干扰和基体效应都小，有很高的灵敏度和很低的很高的灵敏度和很低的检出限；检出限；(3)“趋肤效应趋肤效应”，涡电流在外表面处密度大，使表面温度高，轴，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。也有效消有效消除自吸现象，线性范围宽除自吸现象，线性范围宽（45个数量级）；个数量级）；(4)ICP放电的稳定性好，放电的稳定性好，分析精密度高分析精密度高，RSD在在1%左右；左右；(5)无电极放电，无电极放电，无电极污染无电极污染；ICP焰炬像火焰，但是气体放电焰炬像火焰，但是气体放电缺点：缺点：对非金属测定的灵敏度低，仪器昂贵，操作费用高。对非金属测定的灵敏度低，仪器昂贵，操作费用高。几种光源的比较光光光光 源源源源蒸发蒸发蒸发蒸发温度温度温度温度激发温度激发温度激发温度激发温度/K/K放电放电放电放电稳定稳定稳定稳定性性性性应用范围应用范围应用范围应用范围直流直流直流直流电弧电弧电弧电弧高高高高4000400070007000稍差稍差稍差稍差定性分析，矿物、纯物定性分析，矿物、纯物定性分析，矿物、纯物定性分析，矿物、纯物质、难挥发元素的定量质、难挥发元素的定量质、难挥发元素的定量质、难挥发元素的定量分析分析分析分析交流交流交流交流电弧电弧电弧电弧中中中中4000400070007000较好较好较好较好试样中低含量组分的定试样中低含量组分的定试样中低含量组分的定试样中低含量组分的定量分析量分析量分析量分析火花火花火花火花低低低低瞬间瞬间瞬间瞬间1000010000好好好好金属与合金、难激发元金属与合金、难激发元金属与合金、难激发元金属与合金、难激发元素的定量分析素的定量分析素的定量分析素的定量分析ICPICP很高很高很高很高6000600080008000 最好最好最好最好溶液的定量分析溶液的定量分析溶液的定量分析溶液的定量分析二、光谱仪二、光谱仪光谱仪的作用：光谱仪的作用：将光源发射的不同波长的光色散成为将光源发射的不同波长的光色散成为光谱或单色光，并且进行记录和检测。光谱或单色光，并且进行记录和检测。基本组成：基本组成：照明系统、准光系统、色散系统、记录测照明系统、准光系统、色散系统、记录测量系统量系统根据根据色散元件的不同色散元件的不同分：棱镜光谱仪、光栅光谱仪分：棱镜光谱仪、光栅光谱仪根据根据光谱记录与测量的不同光谱记录与测量的不同分：摄谱仪和光电直读光分：摄谱仪和光电直读光谱仪谱仪常用光谱仪：常用光谱仪：棱镜光谱仪、光栅光谱仪和光电直读光棱镜光谱仪、光栅光谱仪和光电直读光谱仪谱仪光谱仪的核心是分光系统和记录系统光谱仪的核心是分光系统和记录系统(一一)棱镜摄谱仪棱镜摄谱仪棱镜摄谱仪是以棱镜为色散元件并用照相法记录光谱的棱镜摄谱仪是以棱镜为色散元件并用照相法记录光谱的光谱仪。光谱仪。色散原理：色散原理：四系统：照明系统、四系统：照明系统、准光系统、准光系统、色散系统、色散系统、记录测量系统记录测量系统感光板感光板(1)感光板与谱线黑度感光板与谱线黑度感光板组成：玻璃片基和感光层感光板组成：玻璃片基和感光层(乳剂乳剂)感光层感光层(乳剂乳剂)组成：感光物质卤化银、明胶和增组成：感光物质卤化银、明胶和增感剂等，最常用的卤化银为感剂等，最常用的卤化银为AgBr。感光原理：摄谱时元素发射出的光使感光板感光，感光原理：摄谱时元素发射出的光使感光板感光，然后在暗室显影、定影、感光层中金属析出，形成然后在暗室显影、定影、感光层中金属析出，形成黑色的光谱线。黑色的光谱线。感光板板上谱线的黑度感光板板上谱线的黑度S主要决定于曝光量主要决定于曝光量H。(2)感光板的乳剂特性曲线感光板的乳剂特性曲线谱线的黑度谱线的黑度S与曝光量与曝光量H之间的关系较复杂，之间的关系较复杂，常用图解法表达。把常用图解法表达。把S-lgH关系曲线称为关系曲线称为乳剂特乳剂特性曲线。性曲线。DS0OlgHibclgHABCES乳剂特性曲线乳剂特性曲线AB曝光不足部分曝光不足部分CD曝光过量部分曝光过量部分DE负感光部分负感光部分BC正常曝光部分正常曝光部分确定曝光量和定量确定曝光量和定量分析的线性范围分析的线性范围S与与lgH的关系用直线方程表示如下的关系用直线方程表示如下:为直线斜率，称为感光板的为直线斜率，称为感光板的反衬度反衬度,表表示当曝光量改变时黑度变化的速度。示当曝光量改变时黑度变化的速度。Hi为感光板的惰延为感光板的惰延量，决定感光板的量，决定感光板的灵敏度，值愈小，灵敏度，值愈小，灵敏度愈高，感光灵敏度愈高，感光速度愈快。速度愈快。DS0OlgHibclgHABCES图图6-10乳剂特性曲线乳剂特性曲线雾翳黑度雾翳黑度bc称为乳剂的称为乳剂的展度展度，在定量分，在定量分析时，决定感光板正常曝光量析时，决定感光板正常曝光量对数值的范围，以此确定元素对数值的范围，以此确定元素定量分析的含量范围。定量分析的含量范围。乳剂特性曲线常用乳剂特性曲线常用S-lgI或或S-lgT代替代替(二二)光栅摄谱仪光栅摄谱仪Gratingspectrograph1、光栅的色散原理、光栅的色散原理光栅的色散原理：光的衍射和衍射光的干涉作用光栅的色散原理：光的衍射和衍射光的干涉作用光栅公式：光栅公式：d(sinsin)=Kl、分分别别为为入入射射角角和和衍衍射射角；角；lK为为光光谱谱级级次次,K=0,1,2,整数整数ld为为光光栅栅常常数数(mm):相相邻邻两两刻刻痕痕间间的的距距离离，即即为为光光栅栅刻刻痕密度痕密度b（mm-1)的倒数；的倒数；l 为衍射光的波长为衍射光的波长光栅公式光栅公式d(sinsin)=Kdsin为为相相邻邻入入射射光光波波与与的的光光程程差；差；dsin为为相相邻邻衍衍射射光光波波与与的的光光程程差；差；d(sinsin)为为光光波波与与光光波波的总光程差；的总光程差；加加号号表表示示衍衍射射光光和和入入射射光光在在光光栅栅法法线线的的同同侧侧，减减号号表表示示它它们们在在光光栅栅法法线的线的异异侧；侧；当当一一束束复复合合光光以以一一定定的的入入射射角角照照射射光光栅栅时时，不不同同波波长长的的单单色色光光在在不不同衍射角同衍射角的方向发生干涉。的方向发生干涉。在在某某一一光光谱谱级级次次中中，即即当当K,d一一定定时时，波波长长愈愈长长的的单单色色光光，衍衍射射角角愈愈大大。对对于于给给定定的的光光栅栅，可可以以通通过过旋旋转转光光栅栅转转台台来来获获得得需需要要的的波波长长范围和光谱级次。范围和光谱级次。2、光栅光谱仪的光学特性：、光栅光谱仪的光学特性：光栅的特性可用光栅的特性可用色散率、分辨率色散率、分辨率和和闪耀波长闪耀波长来表征来表征当当很小，且变化不大时，很小，且变化不大时，cos1，则则 (1)色色散散率率表表示示不不同同波波长长的的光光谱谱线线色色散散开开来来的的能能力力。常常用用线色散率线色散率dl/d(mm/mm(mm/mm-1-1)和和倒线色散率倒线色散率(mm/mm-1)表示表示线色散率线色散率实际工作中，习惯用实际工作中，习惯用倒线色散率倒线色散率表示：表示：d/dl值值越越小小，线线色色散散率率越越大大，即即d越越小小，K、f愈愈大大。但但增增大大K、f会会使使光光强强减减弱弱。与谱线波长无关。与谱线波长无关。(2)分辨率分辨率光光栅栅的的分分辨辨能能力力根根据据Rayleigh准准则则来来确确定定。是是指指分分清清楚楚两两条条相相邻邻光光谱线的能力。谱线的能力。等等强强度度的的两两条条谱谱线线（I，II）中中，一一条条（II）的的衍衍射射最最大大强强度度落落在在另另一一条条的的第第一一最最小小强强度度上上时时，两两衍衍射射图图样样中中间间的的光光强强约约为为中中央央最最大大的的80%，在在这这种种情情况况下下，两两谱谱线线中中央央最最大大距距离离即即是是光光学学仪仪器器能能分分辨辨的的最最小小距距离离（可可分分离离的的最最小小波波长间隔）；长间隔）；光栅的分辨率光栅的分辨率R 光光栅栅的的分分辨辨率率R 等等于于光光谱谱级级次次（K）与与光光栅栅刻刻痕痕条数（条数（N）的乘积：的乘积：光栅越宽、单位刻痕数越多、光栅越宽、单位刻痕数越多、R 越大。减小入射狭缝宽度，越大。减小入射狭缝宽度，使谱宽度变窄，可提高分辨率使谱宽度变窄，可提高分辨率如宽度如宽度50mm，N=1200条条/mm，一级光谱的分辨率一级光谱的分辨率R：R=1501200=6104如如Fe三三线线310.067nm、310.030nm、309.997nm，能能分分辨辨谱谱线的最小波长差线的最小波长差=0.033nm=0.033nm，则分辨率则分辨率R：R=/=310.031nm/0.033nm=9395（3）闪耀光栅）闪耀光栅光栅采用定向的方法将衍射的强度集中在某一需要的光栅采用定向的方法将衍射的强度集中在某一需要的波长范围内，这就是闪耀光栅。（闪耀角波长范围内，这就是闪耀光栅。（闪耀角i：槽面与光栅平：槽面与光栅平面所成的角度）面所成的角度）当当=i时，光栅公式变为：时，光栅公式变为：2dsini=Ki(K)i(K)是是K级光谱的闪耀波长。级光谱的闪耀波长。i周围集中了光能量的周围集中了光能量的80%以上。以上。光栅的适用波长范围：光栅的适用波长范围：K=i(1)/(K0.5)闪耀角闪耀角闪耀角闪耀角 i i闪耀波长闪耀波长闪耀波长闪耀波长NN(三三)等离子体发射光谱仪等离子体发射光谱仪1.光电直读等离子体发射光谱仪光电直读等离子体发射光谱仪光电直读是利用光电法直接获得光谱线的强度；光电直读是利用光电法直接获得光谱线的强度；两种类型：多道固定狭缝式和单道扫描式；两种类型：多道固定狭缝式和单道扫描式；一个出射狭缝和一个光一个出射狭缝和一个光电倍增管，可接受一条谱线，电倍增管，可接受一条谱线，构成一个测量通道；构成一个测量通道；单道扫描式是转动光栅单道扫描式是转动光栅进行扫描，在不同时间检测进行扫描，在不同时间检测不同谱线；不同谱线；多多道道固固定定狭狭缝缝式式则则是是安安装装多多个个（多多达达70个个）通通道道，同时测定多个元素的谱线；同时测定多个元素的谱线；凹面光栅与罗兰圆凹面光栅与罗兰圆多道型光电直读光度仪多采用凹面光栅；多道型光电直读光度仪多采用凹面光栅；罗兰圆：罗兰圆：Rowland(罗兰罗兰)发现在曲率半径为发现在曲率半径为R的凹面反射的凹面反射光栅上存在着一个直径为光栅上存在着一个直径为R的圆，不同波长的光都成像在圆的圆，不同波长的光都成像在圆上，即在圆上形成一个光谱带；上，即在圆上形成一个光谱带；凹面光栅既具有色散作用也凹面光栅既具有色散作用也起聚焦作用（凹面反射镜将色散起聚焦作用（凹面反射镜将色散后的光聚焦）。后的光聚焦）。特点特点:(1)多达多达70个通道可选择设置，同时进行多元素分析，这个通道可选择设置，同时进行多元素分析，这是其他金属分析方法所不具备的；是其他金属分析方法所不具备的；(2)分析速度快，准确度高；分析速度快，准确度高；(3)线性范围宽，线性范围宽，45个数量级，高、中、低浓度都可分个数量级，高、中、低浓度都可分析；析；缺点缺点：出射狭缝固定，各通道检测的元素谱线一定；出射狭缝固定，各通道检测的元素谱线一定；改进改进型：型：n+1型型ICP光谱仪光谱仪在多道仪器的基础上，设置一个扫描单色器，增加一个在多道仪器的基础上，设置一个扫描单色器，增加一个可变通道；可变通道；2.2.全谱直读等离子体光谱仪全谱直读等离子体光谱仪采采用用CID或或CCD阵阵列列检检测测器器，可可同同时时检检测测165800nm波波长长范范围围内内出出现现的的全全部部谱线；谱线；中中阶阶梯梯光光栅栅加加棱棱镜镜分分光光系系统统，仪仪器器结结构构紧紧凑凑，体体积积大大大大缩缩小小；兼兼具具多道型和扫描型特点；多道型和扫描型特点；CID：电电荷荷注注入入式式检检测测器器(chargeinjection detector,CID),2828mm半半导导体体芯芯片片上上，26万万个个感感光光点点点点阵阵(每个相当于一个光电倍增管每个相当于一个光电倍增管)；光电信号转换，在积分时间一定光电信号转换，在积分时间一定时，积分电容器充电电压与谱线时，积分电容器充电电压与谱线强度成正比。即强度成正比。即U=kIt仪器特点仪器特点:(1)测定每个元素可同时选用多条谱线；测定每个元素可同时选用多条谱线；(2)可在一分钟内完成可在一分钟内完成70个元素的定量测定；个元素的定量测定；(3)可在一分钟内完成对未知样品中多达可在一分钟内完成对未知样品中多达70多元素的定性；多元素的定性；(4)1mL的样品可检测所有可分析元素；的样品可检测所有可分析元素；(5)扣除基体光谱干扰；扣除基体光谱干扰；(6)全自动操作；全自动操作；(7)分析精度：分析精度：CV0.5%。第四节第四节光谱定性分析和半定量分析光谱定性分析和半定量分析一、光谱定性分析一、光谱定性分析(一一)光谱定性分析原理光谱定性分析原理定性依据：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在定性分析时，并不要求对元素的每条谱线都在定性分析时，并不要求对元素的每条谱线都进行鉴别，一般只要在试样光谱中根据波长鉴别处进行鉴别，一般只要在试样光谱中根据波长鉴别处23条元素的灵敏线，就可以确定试样中存在该元条元素的灵敏线，就可以确定试样中存在该元素。素。元素的分析线、最后线、灵敏线元素的分析线、最后线、灵敏线分分析析线线：复复杂杂元元素素的的谱谱线线可可能能多多至至数数千千条条，只只选选择择其中几条特征谱线检验，称其为分析线；其中几条特征谱线检验，称其为分析线；最最后后线线：浓浓度度逐逐渐渐减减小小，谱谱线线强强度度减减小小，最最后后消消失失的谱线；的谱线；灵灵敏敏线线：最最易易激激发发的的能能级级所所产产生生的的谱谱线线，每每种种元元素素都都有有一一条条或或几几条条谱谱线线最最强强的的线线，即即灵灵敏敏线线。最最后后线线也是最灵敏线；也是最灵敏线；共共振振线线：由由第第一一激激发发态态回回到到基基态态所所产产生生的的谱谱线线；通通常也是最灵敏线、最后线；常也是最灵敏线、最后线；(二二)光谱定性分析方法光谱定性分析方法标准光谱比较法：标准光谱比较法：最常用的方法，以铁谱作为标准最常用的方法，以铁谱作为标准(波长标尺波长标尺)；标准光谱比较定性法标准光谱比较定性法为什么选铁谱？为什么选铁谱？（1）谱线多：）谱线多：在在210660nm范围内有数千条谱线；范围内有数千条谱线；（2）谱线间距离分配均匀：）谱线间距离分配均匀：容易对比，适用面广；容易对比，适用面广；（3）定位准确：）定位准确：已准确测量了铁谱每一条谱线的波长。已准确测量了铁谱每一条谱线的波长。标标准准谱谱图图：将将其其他他元元素素的的分分析析线线标标记记在在铁铁谱谱上上，铁铁谱谱起起到标尺的作用。到标尺的作用。谱谱线线检检查查：将将试试样样与与纯纯铁铁在在完完全全相相同同条条件件下下摄摄谱谱，将将两两谱谱片片在在映映谱谱器器(放放大大器器)上上对对齐齐、放放大大20倍倍，检检查查待待测测元元素素的的分分析析线线是是否否存存在在，并并与与标标准准谱谱图图对对比比确确定定。可可同同时时进进行行多多元元素测定。素测定。标准试样光谱比较法标准试样光谱比较法 用用标标准准样样品品摄摄像像谱谱图图与与样样品品谱谱图图比比较较，哪元素谱线出现，这种元素就存在。哪元素谱线出现，这种元素就存在。只定性少数元素，且这些元素的纯物只定性少数元素，且这些元素的纯物质容易得到。质容易得到。(三三)光谱定性分析工作条件的选择光谱定性分析工作条件的选择1、试样处理试样处理a.金属或合金可以试样本身作为电极，当试样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；量很少时，将试样粉碎后放在电极的试样槽内；b.固体试样研磨成均匀的粉末后放在电极的试样固体试样研磨成均匀的粉末后放在电极的试样槽内；槽内；c.糊状试样先蒸干，残渣研磨成均匀的粉末后放糊状试样先蒸干，残渣研磨成均匀的粉末后放在电极的试样槽内。液体试样可采用在电极的试样槽内。液体试样可采用ICP-AES直直接进行分析。接进行分析。选选用用中中型型摄摄谱谱仪仪，其其色色散散率率比比较较适适中中，适适合合多多种种元元素素的的一一次次分分析析。对对光光线线复复杂杂，谱谱线线干干扰扰严严重重的的选择色散率较高的大型摄谱仪。选择色散率较高的大型摄谱仪。狭缝应小些狭缝应小些(57 m)，避免谱线重叠，避免谱线重叠；3、激发光源、激发光源通常选直流电弧；蒸发效率高，有利于分析。通常选直流电弧；蒸发效率高，有利于分析。选择合适的电流强度，一般在选择合适的电流强度，一般在520A。光光谱谱纯纯碳碳电电极极应应无无杂杂质质，不不同同形形状状电电极极孔孔穴穴利利于于不同元素的蒸发和激发。不同元素的蒸发和激发。2、光、光谱仪谱仪4、感光板及曝光时间的选择、感光板及曝光时间的选择选择灵敏度高的紫外选择灵敏度高的紫外II型感光板；型感光板；曝光时间选择要保证痕量元素谱线在感光板上曝光时间选择要保证痕量元素谱线在感光板上显现一定得黑度，又要防止过度曝光使光谱背显现一定得黑度，又要防止过度曝光使光谱背景增大，使微弱的元素谱线难以识辨。景增大，使微弱的元素谱线难以识辨。二、光谱半定量分析二、光谱半定量分析应应用用：用用于于钢钢材材、合合金金等等的的分分类类、矿矿石石品品位位分分级级等大批量试样的快速测定。等大批量试样的快速测定。谱谱线线黑黑度度比比较较法法：测测定定一一系系列列不不同同含含量量的的待待测测元元素素标标准准光光谱谱系系列列，在在完完全全相相同同条条件件下下(同同时时摄摄谱谱)，测测定定试试样样中中待待测测元元素素光光谱谱，选选择择灵灵敏敏线线，用用目目视视法法直直接接比比较较标标准准谱谱图图与与试试样样谱谱图图中中灵灵敏敏线线的的黑黑度度，确确定定含量范围。含量范围。显线法：显线法：元素含量低时，仅出现少数灵敏线，随元元素含量低时，仅出现少数灵敏线，随元素含量增加，谱线随之出现素含量增加，谱线随之出现。可编成一张谱线。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出现与含量关系表，依此估计试样中该元素的大致含量。大致含量。例如例如,铅的光谱铅的光谱 Pb%谱线特征谱线特征0.001283.31nm清晰可见清晰可见,261.42nm和和280.20nm弱弱0.003283.31nm清晰可见，清晰可见，261.42nm增强，增强，280.20nm变清晰变清晰.Pb%谱线特征谱线特征0.01上述谱线增强，上述谱线增强，266.32nm和和287.33nm出现很弱出现很弱0.03上述谱线增强，上述谱线增强，266.32nm和和287.33nm谱线清晰谱线清晰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上述谱线均增强，上述谱线均增强，239.38nm和和257.73nm谱线很弱谱线很弱1.0上述谱线均增强，上述谱线均增强，240.20nm、241.17nm244.38nm和和244.62nm谱线很弱谱线很弱第五节第五节光谱定量分析光谱定量分析一、光谱定量分析的基本原理一、光谱定量分析的基本原理(一一)发射光谱定量分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，谱线强度在条件一定时，谱线强度I 与待测元素含量与待测元素含量c关系为：关系为：I=a ca为为常常数数(与与蒸蒸发发、激激发发过过程程等等有有关关)，考考虑虑到到发发射射光光谱谱中中存在着自吸现象，需要引入自吸常数存在着自吸现象，需要引入自吸常数b，则：，则：发发射射光光谱谱分分析析的的基基本本关关系系式式，称称为为塞塞伯伯-罗罗马马金金公公式式（经经验验式式）。自自吸吸常常数数b随随浓浓度度c增增加加而而减减小小，当当浓浓度度很很小小，自自吸消失时，吸消失时，b=1。(二二)内标法光谱定量分析原理内标法光谱定量分析原理 影影响响谱谱线线强强度度因因素素较较多多，直直接接测测定定谱谱线线绝绝对对强强度度计计算算难难以获得准确结果，实际工作多采用内标法（以获得准确结果，实际工作多采用内标法（相对强度法相对强度法）。）。在在被被测测元元素素的的光光谱谱中中选选择择一一条条作作为为分分析析线线(强强度度I1)，再再选选择内标物的一条谱线择内标物的一条谱线(强度强度I2)，组成分析线对。则：组成分析线对。则：相对强度相对强度R：A为其他三项合并后的常数项，内标法定量的基本关系式。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：内标元素与分析线对的选择：a.内内标标元元素素可可以以选选择择基基体体元元素素，或或另另外外加加入入，含含量量固定；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.分分析析线线对对应应匹匹配配，同同为为原原子子线线或或离离子子线线，且且激激发发电位相近电位相近(谱线靠近谱线靠近)，“匀称线对匀称线对”；d.强强度度相相差差不不大大，无无相相邻邻谱谱线线干干扰扰，无无自自吸吸或或自自吸吸小。小。(三三)摄谱法定量分析原理摄谱法定量分析原理摄谱法定量分析是依据谱线黑度与被测定元摄谱法定量分析是依据谱线黑度与被测定元素含量之间的定量关系。素含量之间的定量关系。S1=1lgH1 i1 S2=2lgH2 i2 因分析线对所在部位乳剂特征基本相同，故因分析线对所在部位乳剂特征基本相同，故 1=2=i1=i2=i由于曝光量与谱线强度成正比，因此由于曝光量与谱线强度成正比，因此S1=lgI1t1iS2=lgI2t2i 黑度差黑度差S=S1S2=（lgI1-lgI2）=lgI1/I2=lgR D DS=lgR=blgc+lgA摄谱法定量分析内标法的基本关系式。摄谱法定量分析内标法的基本关系式。(四四)光电直读光谱定量分析原理光电直读光谱定量分析原理光电直读光谱定量分析法是利用光电测量直接测定光电直读光谱定量分析法是利用光电测量直接测定待测元素含量的方法。通过测定积分电容器的充电电压待测元素含量的方法。通过测定积分电容器的充电电压与谱线强度成正比定量。即：与谱线强度成正比定量。即：U=kIt这是光电直读光谱分析的基本公式这是光电直读光谱分析的基本公式或或由于由于得得提高分析灵敏度，运用内标法定量提高分析灵敏度，运用内标法定量根据内标法原理得：根据内标法原理得：则光电直读光谱分析内标法关系式为：则光电直读光谱分析内标法关系式为：或或二、光谱二、光谱定量分析方法定量分析方法 A.标准曲线法标准曲线法配配制制一一系系列列(三三个个或或三三个个以以上上)基基体体组组成成与与试试样样相相似似的的标标样样，在在完完全全相相同同的的条条件件下下，将将标标准准样样品品与与试试样样在在同同一一感感光光板板上上摄摄谱谱，将将测测得得结结果果绘绘制制lgR-lgc、Slgc或或lgU-lgc、lg(U1/U2)lgc标标准准曲曲线线，再再由由试试样样分分析析线线对对的的测测定定值值，在在标标准准曲曲线线上上求求得得未未知知试样试样lgc。该法即。该法即三标准试样法三标准试样法。或或或或校准曲线线性范围：校准曲线线性范围：AB 段段自吸：自吸：BC 段段B B.标准加入法标准加入法 无合适内标物时，采用该法。无合适内标物时，采用该法。取若干份体积相同的试液（取若干份体积相同的试液（cX），），依次按比例加入不同量的待依次按比例加入不同量的待测物的标准溶液（测物的标准溶液（cO），），浓度依次为：浓度依次为：cX，cX+cO，cX+2cO，cX+3cO，cX+4cO在相同条件下测定：在相同条件下测定：RX，R1，R2，R3，R4。以以R对浓度对浓度c做图得一直线，图中做图得一直线，图中cX点即待测溶液浓度。点即待测溶液浓度。R=Acbb=1时，时，R=A(cx+ci)R=0时，时，A0,cx=ci三、光谱定量分析工作条件的选择三、光谱定量分析工作条件的选择1、激发光源、激发光源选择合适的光源，调整分析间隙的极距。选择合适的光源，调整分析间隙的极距。2、光源电学参数、光源电学参数合理选择电学参数才能获得较好的激发条合理选择电学参数才能获得较好的激发条件。件。3、光谱仪、光谱仪常选色散率较大的中型光谱仪，对于谱线复杂元常选色散率较大的中型光谱仪，对于谱线复杂元素，选色散率大的大型光谱仪。素，选色散率大的大型光谱仪。4、光谱狭缝宽度、光谱狭缝宽度狭缝宽度直接影响谱线宽度、谱线强度、狭缝宽度直接影响谱线宽度、谱线强度、谱线背景及光谱仪分辨率。谱线背景及光谱仪分辨率。5、光谱观察高度、光谱观察高度 由于光谱高度不同，激发温度不同，谱线由于光谱高度不同，激发温度不同，谱线的性质及强度也不同，应选适合的高度。的性质及强度也不同，应选适合的高度。6、气体参数、气体参数ICP光源中，调节合适的氩气流量和雾化器工光源中，调节合适的氩气流量和雾化器工作性能。作性能。7、分析线及分析线对、分析线及分析线对遵循分析线对原则，分析线对的两条遵循分析线对原则，分析线对的两条谱线应同是原子线或同是离子线。谱线应同是原子线或同是离子线。第六节第六节原子发射光谱分析法的应用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70多种元素，长期在钢铁工业（炉前快速多种元素，长期在钢铁工业（炉前快速分析）、地矿等方面发挥重要