03 原子发射光谱分析基本原理
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原子吸收光谱法原理
原子的外层电子由基态E 跃迁到激发态,要从外界吸
0收一定的能量,这种特定的能量称为特征谱线。在通常的原子吸收测定条件下,原子蒸气相中基态原子数N0近似地等于总原子数N。气态的基态原子总数与物质的含量成正比,故可用于定量分析。在一定的浓度范围和一定的火焰宽度情况下,吸光度可表示为: A = k'c表明峰值吸光度A与试样中被测组分的浓度c成线性关系,它是原子吸收光谱法定量分析的基础。
注意事项
①检查雾室的废液是否畅通无阻,如果有水封,一定要设法排除后再进行点火;
②防止“回火”点火的操作顺序为先开助燃气,后开燃气;熄灭顺序为先关燃气,待火熄灭后再关助燃气。一旦发生“回火”,应镇定地迅速关闭燃气,然后关闭助燃气,切断仪器的电源。若回火引燃了供气管道及附近物品时,应采用CO2灭火器灭火。
(2)采用石墨炉原子吸收光谱法测定时的注意事项 主要注意冷却水的使用,首先接通冷却水源,待冷却水正常流通后方可开始执行下一步的操作。
(3)空心阴极灯的维护 当发现空心阴极灯的石英窗口有污染时,应用脱脂棉蘸无水乙醇擦拭干净。
(4)供气管道的检漏 当发现有漏气时,可采用简易的肥皂水检漏法或检漏仪检漏。
(5)燃烧器的维护 当燃烧器的缝口存积盐类时,火焰可能出现分叉,这时应当熄灭火焰,用滤纸插入缝口擦拭,或用刀片插入缝口轻轻刮除积盐,或用水冲洗。
(6)雾化器的金属毛细管的检修 当雾化器的金属毛细管被堵塞时,可用软而细的金属丝疏通或用洗耳球从出样口吹出堵塞物。
原子发射光谱分析基本原理
原子发射光谱分析是一种常用的分析技术,用于确定物质中不同元素的存在和浓度。基本原理是通过激发原子使其跃迁到高能级,然后原子从高能级退回到低能级时会发射出一系列特定的频率光线,这些光线就被称为发射光谱。本文将详细介绍原子发射光谱分析的基本原理。
当原子处于高能级时,由于能量不稳定,原子会自发地退回到低能级。在这个过程中,原子会发射出一定频率的光线。这是因为原子的能级结构是离散的,每个能级对应不同的能量差和光频率。各元素拥有独特的能级结构,因此每个元素会发射出特定的频率光线,形成一种独特的光谱指纹。
发射光谱的特点是谱线的亮度与元素浓度成正比。因此,通过测量谱线的强度可以确定样品中该元素的浓度。发射光谱分析可以在可见光、紫外光和红外光范围内进行。
原子发射光谱分析有两种主要的测量方式:线源测量和离散源测量。线源测量是指使用等离子体火焰或火花放电等产生连续谱的激发源。这种方法适用于多元素分析和测量大样品数量。离散源测量是指使用电弧放电或激光脉冲等产生谱线的激发源。这种方法适用于单元素测量和对样品数量要求不高的分析。
然而,原子发射光谱分析也存在一些局限性。由于发射光谱需要样品激发和发射,对样品形式和形状要求较高。此外,元素之间的相互作用和基体效应也会对分析结果产生影响,需要进行校正和修正。
总结起来,原子发射光谱分析是一种常用的化学分析技术,适用于多元素同时分析和不同浓度的测量。通过测量发射光谱的强度可以确定元素的浓度。然而,这项技术也有一定的局限性,需要对样品的形态和基体进行处理和修正。尽管如此,原子发射光谱分析仍然是一种重要的化学分析方法,广泛应用于环境监测、食品检测和地质勘探等领域。
原子发射光谱分析习题
一、简答题
1. 试从电极头温度、弧焰温度、稳定性及主要用途比较三种常用光源(直流、交流电弧,高压火花)的性能。
2.摄谱仪由哪几部分构成?各组成部件的主要作用是什么?
3.简述ICP的形成原理及其特点。
4. 何谓元素的共振线、灵敏线、最后线、分析线,它们之间有何联系?
5. 光谱定性分析的基本原理是什么?进行光谱定性分析时可以有哪几种方法?说明各个方法的基本原理和使用场合。
6. 结合实验说明进行光谱定性分析的过程。
7. 光谱定性分析摄谱时,为什么要使用哈特曼光阑?为什么要同时摄取铁光谱?
8. 光谱定量分析的依据是什么?为什么要采用内标?简述内标法的原理。内标元素和分析线对应具备哪些条件?为什么?
9.何谓三标准试样法?
10. 试述光谱半定量分析的基本原理,如何进行?
二、选择题
1. 原子发射光谱的光源中,火花光源的蒸发温度(Ta)比直流电弧的蒸发温度(T b) ( )
A Ta= T b B Ta< T b C Ta> T b D 无法确定
2. 光电直读光谱仪中,使用的传感器是 ( )
A 感光板 B 光电倍增管 C 两者均可 D
3. 光电直读光谱仪中,若光源为ICP,测定时的试样是 ( )
A 固体 B 粉末 C 溶液 D 4. 用摄谱法进行元素定量分析时,宜用感光板乳剂的 ( )
A 反衬度小 B 展度小 C 反衬度大 D
5. 在进行光谱定量分析时,狭缝宽度宜 ( )
A 大 B 小 C 大小无关 D
6. 用摄谱法进行元素定性分析时,测量感光板上的光谱图采用 ( )
A 光度计 B 测微光度计 C 映谱仪 D
7. 在原子发射光谱的光源中,激发温度最高的是 ( )
第七章 原子发射光谱分析 课程名称 仪器分析 授课内容 原子发射光谱分析的基本原理 学时 14min
所属学科 化学 专业 分析化学 适用对象 应用化学
教学内容 1.原子发射光谱分析的基本原理(重点)
2.原子发射光谱仪的结构(难点)
3.定性及定量分析(理解)
教学方法 直观教学,探究教学,应用教学
学习目标 知识目标:1.掌握原子发射光谱分析的原理
2.掌握原子发射光谱仪的主要结构组成
3.掌握定性及定量分析的依据
能力目标:1.了解原子发射光谱产生的原因
2.了解如何应用原子发射光谱分析
学法指导 1.独立思考
2.灵活应用
教学过程
设计 基于学生培养方案及大学生科研能力需求进行教学设计,引领
学生揭开原子发射光谱分析的神秘面纱。
教学过程及授课内容
【课程导入】(2 min)
生活情境烟花导入,为什么有五颜六色的烟花,引起学生对于本节知
识产生兴趣。
原因:
烟花燃烧实质是化学中的焰色反应,不同的金属离子燃烧,发出不同
颜色的光,光之所以颜色不同是由于波长不同。
【探究新知】(11 min)
一、原子发射光谱分析的基本原理
基态元素在受到热(火焰)或电(电火花)激发时,由基态跃迁到
激发态,返回到基态时,发射出特征光谱(线状光谱)。
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 高能态E2)
3)发出特征频率()的光子
E = E2 - E1 = h =hc /
二、原子发射光谱仪的结构 1. 光源: 原子化和激发双重功能; 2. 分光系统: 单色器; 3. 观测系统: 检测器; 三、定性及定量分析 1、定性分析: 每一种元素的原子都有其特征光谱: E = h = hc/ 根据特征光谱定性,不仅要给出哪些元素存在,而且要给出其大致的含量。 2、定量分析: 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 b 发射光谱定量分析的基本关系式,称为塞伯-罗马金公式