第02章原子发射光谱.ppt

IRIS IntrepidIRIS IntrepidIRIS Intrepid全谱直读等离全谱直读等离全谱直读等离全谱直读等离全谱直读等离全谱直读等离子体发射光谱仪子体发射光谱仪子体发射光谱仪子体发射光谱仪子体发射光谱仪子体发射光谱仪(ICP-AES)(ICP-AES)(ICP-AES)是美国热电公司生产的原是美国热电公司生产的原是美国热电公司生产的原是美国热电公司生产的原是美国热电公司生产的原是美国热电公司生产的原子光谱分析仪器，该仪器子光谱分析仪器，该仪器子光谱分析仪器，该仪器子光谱分析仪器，该仪器子光谱分析仪器，该仪器子光谱分析仪器，该仪器采用采用采用采用采用采用CIDCIDCID检测器和设计独特检测器和设计独特检测器和设计独特检测器和设计独特检测器和设计独特检测器和设计独特的光学系统，具有高分辨的光学系统，具有高分辨的光学系统，具有高分辨的光学系统，具有高分辨的光学系统，具有高分辨的光学系统，具有高分辨率、高灵敏度，可同时测率、高灵敏度，可同时测率、高灵敏度，可同时测率、高灵敏度，可同时测率、高灵敏度，可同时测率、高灵敏度，可同时测定元素周期表中的定元素周期表中的定元素周期表中的定元素周期表中的定元素周期表中的定元素周期表中的737373种元种元种元种元种元种元素，每个元素波长可任意素，每个元素波长可任意素，每个元素波长可任意素，每个元素波长可任意素，每个元素波长可任意素，每个元素波长可任意选择，最大限度地减少了选择，最大限度地减少了选择，最大限度地减少了选择，最大限度地减少了选择，最大限度地减少了选择，最大限度地减少了元素之间的相互干扰。适元素之间的相互干扰。适元素之间的相互干扰。适元素之间的相互干扰。适元素之间的相互干扰。适元素之间的相互干扰。适用于金属、环境、地球化用于金属、环境、地球化用于金属、环境、地球化用于金属、环境、地球化用于金属、环境、地球化用于金属、环境、地球化学等领域对元素学等领域对元素学等领域对元素学等领域对元素学等领域对元素学等领域对元素(0.00X(0.00X(0.00X%X%)X%)X%)的高精度分析。的高精度分析。的高精度分析。的高精度分析。的高精度分析。的高精度分析。E E E2 2 2E E E0 0 0E E E1 1 1E E E3 3 3 h h h i i i基态激发态波长/nm32S1/232P1/2589.5932P3/2588.9932D3/2，5/2342.1142P1/2330.2942P3/2330.2352P1/2258.3052P3/2258.28g g gi i i 、g g g0 0 0 激发态和基态的统计权重激发态和基态的统计权重激发态和基态的统计权重激发态和基态的统计权重激发态和基态的统计权重激发态和基态的统计权重 E E Ei i i 激发电位激发电位激发电位激发电位激发电位激发电位k k k BoltzmannBoltzmannBoltzmann常数常数常数常数常数常数 T T T 温度温度温度温度温度温度K K Kg g g0 0 0=2=2=2J J J+1=2+1=2+1=2g g gi i i=2=2=2J J J+1=2+1=2+1=2g g gi i i=2=2=2J J J+1=4+1=4+1=4 -n nmm解离解离n nmm蒸发蒸发n nmmN NMMg gN NMMs sN NMM -n nmm发发射射原原子子光光谱谱发发射射离离子子光光谱谱*）-（n n*）（mm激激发发*激激发发原原子子化化N NMMN NMMN NMMN NMMN NMM 电极放电较稳定；适用于矿物、低含量金属的测定、电极放电较稳定；适用于矿物、低含量金属的测定、电极放电较稳定；适用于矿物、低含量金属的测定、电极放电较稳定；适用于矿物、低含量金属的测定、电极放电较稳定；适用于矿物、低含量金属的测定、电极放电较稳定；适用于矿物、低含量金属的测定、只能测定固体粉末。只能测定固体粉末。只能测定固体粉末。只能测定固体粉末。只能测定固体粉末。只能测定固体粉末。ICPICPICPICPICPICP原理原理原理原理原理原理 当高频发生器当高频发生器当高频发生器接通电源接通电源接通电源接通电源接通电源接通电源后，高频电流后，高频电流后，高频电流I I I通过感应线圈通过感应线圈通过感应线圈产生交变磁场产生交变磁场产生交变磁场产生交变磁场产生交变磁场产生交变磁场(绿色绿色绿色)。开始时，管内为开始时，管内为开始时，管内为ArArAr气，气，气，不导电，需要用不导电，需要用不导电，需要用高压电火花高压电火花高压电火花高压电火花高压电火花高压电火花触发触发触发触发触发触发，使气体电离后，在高，使气体电离后，在高，使气体电离后，在高频交流电场的作用下，带电频交流电场的作用下，带电频交流电场的作用下，带电粒子高速运动，碰撞，形成粒子高速运动，碰撞，形成粒子高速运动，碰撞，形成“雪崩雪崩雪崩”式放电，式放电，式放电，产生等离产生等离产生等离产生等离产生等离产生等离子体气流子体气流子体气流子体气流子体气流子体气流。在垂直于磁场方。在垂直于磁场方。在垂直于磁场方向将向将向将产生感应电流产生感应电流产生感应电流产生感应电流产生感应电流产生感应电流（涡电流涡电流涡电流涡电流涡电流涡电流，粉色），其电阻很小，电流粉色），其电阻很小，电流粉色），其电阻很小，电流很大很大很大(数百安数百安数百安)，产生高温产生高温产生高温产生高温产生高温产生高温。又将气体加热、电离，在管又将气体加热、电离，在管又将气体加热、电离，在管口口口形成稳定的等离子体形成稳定的等离子体形成稳定的等离子体形成稳定的等离子体形成稳定的等离子体形成稳定的等离子体焰炬焰炬焰炬焰炬焰炬焰炬。OHOH+2AgBrOO+Ag+2MBrHONHCH3ONCH3+2AgBr+2Ag+2HBrAgBr+NaAgBr+NaAgBr+Na2 2 2S S S2 2 2O O O3 3 3 NaAgS NaAgS NaAgS2 2 2O O O3 3 3 NaNaNa3 3 3Ag(SAg(SAg(S2 2 2O O O3 3 3)2 2 2 NaNaNa5 5 5AgAgAg3 3 3(S(S(S2 2 2O O O3 3 3)4 4 4KIt0tEtEdtHiiS0log iHHHSi logloglog OA光电直读光谱仪是利用光电测量的方法直接测定谱线强度的光谱仪，光电直读光谱仪是利用光电测量的方法直接测定谱线强度的光谱仪，光电直读光谱仪是利用光电测量的方法直接测定谱线强度的光谱仪，其基本构造原理如图其基本构造原理如图其基本构造原理如图2-212-212-21所示。所示。所示。B-B-B-光源光源光源 S S S1 1 1-入射狭缝入射狭缝入射狭缝 G-G-G-凹面光栅凹面光栅凹面光栅 S S S2 2 2-出射狭缝出射狭缝出射狭缝 PM-PM-PM-光光光电倍增管电倍增管电倍增管图图图图图图2-21 2-21 2-21 光电直读光谱仪示意图光电直读光谱仪示意图光电直读光谱仪示意图光电直读光谱仪示意图光电直读光谱仪示意图光电直读光谱仪示意图OA niiniihCE11 nijimjnijimjhCE1111 512.3Cr 547.3Li iHHHSi logloglog 标样标样标样标样标样标样-1-1-1：0.001%0.001%0.001%标样标样标样标样标样标样-2-2-2：0.003%0.003%0.003%标样标样标样标样标样标样-3-3-3：0.01%0.01%0.01%标样标样标样标样标样标样-4-4-4：0.03%0.03%0.03%标样标样标样标样标样标样-5-5-5：0.1%0.1%0.1%未知样未知样未知样未知样未知样未知样-1-1-1未知样未知样未知样未知样未知样未知样-2-2-2 92833.1Pb在同一块的同一条谱带上，曝光时间相等，即在同一块的同一条谱带上，曝光时间相等，即在同一块的同一条谱带上，曝光时间相等，即在同一块的同一条谱带上，曝光时间相等，即在同一块的同一条谱带上，曝光时间相等，即在同一块的同一条谱带上，曝光时间相等，即:t t t=t t t 两条谱线的波长一般要求很接近，且其黑度都落在乳剂特性两条谱线的波长一般要求很接近，且其黑度都落在乳剂特性两条谱线的波长一般要求很接近，且其黑度都落在乳剂特性两条谱线的波长一般要求很接近，且其黑度都落在乳剂特性两条谱线的波长一般要求很接近，且其黑度都落在乳剂特性两条谱线的波长一般要求很接近，且其黑度都落在乳剂特性曲线的直线部分曲线的直线部分曲线的直线部分曲线的直线部分曲线的直线部分曲线的直线部分:i i i=i i i =iHHHSi logloglog 故将故将故将故将故将故将S S S1 1 1减减减减减减S S S2 2 2，得到黑度差，得到黑度差，得到黑度差，得到黑度差，得到黑度差，得到黑度差:试样组份影响弧焰温度，弧焰温度又直接影响待试样组份影响弧焰温度，弧焰温度又直接影响待试样组份影响弧焰温度，弧焰温度又直接影响待试样组份影响弧焰温度，弧焰温度又直接影响待试样组份影响弧焰温度，弧焰温度又直接影响待试样组份影响弧焰温度，弧焰温度又直接影响待测元素的谱线强度，由于其它元素共存而影响待测元测元素的谱线强度，由于其它元素共存而影响待测元测元素的谱线强度，由于其它元素共存而影响待测元测元素的谱线强度，由于其它元素共存而影响待测元测元素的谱线强度，由于其它元素共存而影响待测元测元素的谱线强度，由于其它元素共存而影响待测元素谱线强度的作用称为素谱线强度的作用称为素谱线强度的作用称为素谱线强度的作用称为素谱线强度的作用称为素谱线强度的作用称为第三元素的影响或基体效应第三元素的影响或基体效应第三元素的影响或基体效应第三元素的影响或基体效应第三元素的影响或基体效应第三元素的影响或基体效应，对于成分复杂的样品来说，第三元素的影响往往是很对于成分复杂的样品来说，第三元素的影响往往是很对于成分复杂的样品来说，第三元素的影响往往是很对于成分复杂的样品来说，第三元素的影响往往是很对于成分复杂的样品来说，第三元素的影响往往是很对于成分复杂的样品来说，第三元素的影响往往是很显著的同并引起较大的分析误差。显著的同并引起较大的分析误差。显著的同并引起较大的分析误差。显著的同并引起较大的分析误差。显著的同并引起较大的分析误差。显著的同并引起较大的分析误差。为了减少试样成分对弧焰温度的影响，稳定弧焰为了减少试样成分对弧焰温度的影响，稳定弧焰为了减少试样成分对弧焰温度的影响，稳定弧焰为了减少试样成分对弧焰温度的影响，稳定弧焰为了减少试样成分对弧焰温度的影响，稳定弧焰为了减少试样成分对弧焰温度的影响，稳定弧焰温度，经常加入一些缓冲剂。温度，经常加入一些缓冲剂。温度，经常加入一些缓冲剂。温度，经常加入一些缓冲剂。温度，经常加入一些缓冲剂。温度，经常加入一些缓冲剂。工作曲线法：三标准试样法工作曲线法：三标准试样法 dqdxsdcdxs 2.2.2.检测限检测限检测限检测限检测限检测限 X X XL L L=X =X =X B B B+KKKBLBLBLBLBLLIICKC 3.3.3.测定限（测定限（测定限（测定限（测定限（测定限（C C CQQ Q）