光谱定性定量分析

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,一、,光谱定性分析,定性依据：元素不同电子构造不同光谱不同特征光谱,元素的原子构造不同时，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、最终线、灵敏线,分析线：简单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；,最终线：浓度渐渐减小，谱线强度减小，最终消逝的谱线；,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。最终线也是最灵敏线；,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、最终线；,2.定性方法,1、标准试样光谱比较法,用标准样品摄像谱图与样品谱图比较，哪元素谱线消失，这种元素就存在。,2、铁谱比较法,将标准铁谱与样品谱图逐一比照，哪种元素谱线位置消失可见到谱线，该元素就存在。,为什么选铁谱？,1谱线多：在210660nm范围内有数千条谱线；,2谱线间距离安排均匀：简洁比照，适用面广；,3定位准确：已准确测量了铁谱每一条谱线的波长。,标准谱图：将其他元素的分析线标记在铁谱上，铁谱起到标尺的作用。,谱线检查：将试样与纯铁在完全一样条件下摄谱，将两谱片在映谱器(放大器)上对齐、放大20倍，检查待测元素的分析线是否存在，并与标准谱图比照确定。可同时进展多元素测定。,3.定性分析试验操作技术,(1)试样处理,a.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；,b.固体试样研磨成均匀的粉末后放在电极的试样槽内；,c.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。液体试样可承受ICP-AES直接进展分析。,(2)试验条件选择,a.光谱仪,在定性分析中通常选择灵敏度高的直流电弧；狭缝宽度57m；分析稀土元素时，由于其谱线简单，要选择色散率较高的大型摄谱仪。,b.,电极,电极材料：承受光谱纯的碳或石墨，特殊状况承受铜电极；,电极尺寸：直径约6mm，长34 mm；,试样槽尺寸：直径约34 mm，,深36 mm；,试样量：10 20mg；,放电时，碳+氮产生氰(CN)，氰分子在358.4 421.6 nm产生带状光谱，干扰其他元素消失在该区域的光谱线，需要该区域时，可承受铜电极，但灵敏度低。,3摄谱过程,摄谱挨次：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整光阑，转变暴光位置后，加大电流(10A)，再次暴光摄取难挥发元素光谱；,承受哈特曼光阑，可屡次暴光而不影响谱线相对位置，便于比照。,二、,光谱定量分析,1.光谱半定量分析,谱线黑度比较法,将试样与不同含量的标准样品在肯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。,显线法,元素含量低时，仅消失少数灵敏线，随元素含量增加，谱线随之消失。可编成一张谱线消失与含量关系表，依此估量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。,例如,铅的光谱,Pb%谱线特征,0.001 2833.069 清晰可见,2614.178和2802.00弱,0.003 2833.069 清晰可见,2614.178增加2802.00变清晰,0.01 上述谱线增加,2663.17和2873.32消失,0.03 上述谱线都增加,0.10 上述谱线更增加,没有消失新谱线,0.30 2393.8,2577.26 消失,2.,光谱定量分析,(1)放射光谱定量分析的根本关系式,在条件肯定时，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)，考虑到放射光谱中存在着自吸现象，需要引入自吸常数 b，则：,放射光谱分析的根本关系式，称为塞伯-罗马金公式阅历式。自吸常数 b 随浓度c增加而减小，当浓度很小，自吸消逝时，b=1。,(2)内标法根本关系式,影响谱线强度因素较多，直接测定谱线确定强度计算难以获得准确结果，实际工作多承受内标法相对强度法。,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：,相对强度,R,：,A为其他三项合并后的常数项，内标法定量的根本关系式。,内标元素与分析线对的选择：,a.内标元素可以选择基体元素，或另外参加，含量固定；,b.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(谱线靠近)，“均匀线对”；,d.强度相差不大，无相邻谱线干扰，无自吸或自吸小。,(3),定量分析方法,a.内标标准曲线法,由 lgR=blgc+lgA,以lgR 对应lgc 作图，绘制标准曲线，在一样条件下，测定试样中待测元素的lgR，在标准曲线上求得未知试样lgc；,b.摄谱法中的标准曲线法,S=lgR=blgc+lgA,在完全一样的条件下，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(S)对lgc作标准曲线(三个点以上，每个点取三次平均值)，再由试样分析线对的黑度差,在标准曲线上求得未知试样lgc。该法即三标准试样法。,c.标准参加法,无适宜内标物时，承受该法。,取假设干份体积一样的试液cX，依次按比例参加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,在一样条件下测定：RX，R1，R2，R3，R4。,以R对浓度c做图得始终线，图中cX点即待测溶液浓度。,R,=,Ac,b,b,=1,时，,R,=,A,(,c,x,+,c,i,),R,=0,时，,c,x,=,c,i,三、原子放射光谱分析法的应用,原子放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，不需分别、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，原子吸取分析有着优越性；,80年月以来，全谱光电直读等离子体放射光谱仪进展快速，已成为无机化合物分析的重要仪器。,应用范围广,可测定的元素多达,70,多种,本 章 小 结,原子光谱的产生：第一共振线、自吸、自蚀、影响谱线的强度的因素,仪器：光源的作用、ICP光源,分析方法：,定性分析分析线、最终线,半定量分析,定量分析方法工作曲线法、标准参加法,内标法,作业：P39 4，11，12,精品课件,！,