仪器分析_原子发射光谱法

1、1第七章第七章 原子发射光谱分析原子发射光谱分析Atomic Emission Spectroscopy(AES)234光电直读仪光电直读仪5一、一、光学分析法定义光学分析法定义 根据物质发射或吸收电磁辐射或电磁辐根据物质发射或吸收电磁辐射或电磁辐射与物质相互作用建立的一类分析方法。射与物质相互作用建立的一类分析方法。二、主要应用二、主要应用 物质组成和结构的研究，基团的识别，物质组成和结构的研究，基团的识别，几何构型的确定，表面分析；定量分析等。几何构型的确定，表面分析；定量分析等。光学分析法概要光学分析法概要6三、分类三、分类原子光谱法原子光谱法光谱分析法：光谱分析法：非光谱法：基于物质与

2、电磁辐射作用所引起的电磁辐射非光谱法：基于物质与电磁辐射作用所引起的电磁辐射 在传播方向或物质某些物理性质的改变进行在传播方向或物质某些物理性质的改变进行 分析检测。如折射法、衍射法等。分析检测。如折射法、衍射法等。以电磁辐射的以电磁辐射的波长和强度作波长和强度作为测定信号为测定信号按电磁辐射按电磁辐射本质本质按电磁辐射能按电磁辐射能量传递方式量传递方式分子光谱法分子光谱法吸收光谱法吸收光谱法发射光谱法发射光谱法荧光光谱法荧光光谱法7四、电磁辐射及基本性质四、电磁辐射及基本性质1、电磁辐射：、电磁辐射：是一种不需要任何物质作传播媒介的是一种不需要任何物质作传播媒介的 能量。能量。2、电磁辐射具

3、有波粒二象性、电磁辐射具有波粒二象性（1）波动性：电磁辐射具有折射、衍射、偏振、干）波动性：电磁辐射具有折射、衍射、偏振、干 射等性质。射等性质。 频率频率 每秒钟内电磁场振荡的次数：每秒钟内电磁场振荡的次数：Hz 波长波长 电磁波相邻两个波峰或波谷间的距离：电磁波相邻两个波峰或波谷间的距离： cm， m，nm 波数波数 1 cm内波的振动次数内波的振动次数cm-1 =1/ 波速波速 电磁波传播的速度，真空中等于光速电磁波传播的速度，真空中等于光速 c = = 31010cms-18（2）粒子性）粒子性 电磁辐射具有能量，具有发射或吸收电磁辐射具有能量，具有发射或吸收现象。光是由光量子或光子流

4、所组成，光现象。光是由光量子或光子流所组成，光子能量与光波频率之间的关系为：子能量与光波频率之间的关系为： 能量能量： E= h=hc/ =hc 越长，越长，E越小，越小， 、 越低越低质量：质量：22chcEm 动量：动量： hchmcp9五、电磁波谱五、电磁波谱 将电磁辐射按波长或频率大小顺序排列就得到电将电磁辐射按波长或频率大小顺序排列就得到电磁波谱磁波谱0.005nm 10nm 200nm 400nm 780nm 0.1cm 100cm 104cm X射线区射线区 远紫外远紫外 近紫外近紫外 可见光可见光 红外红外 微波区微波区 无线电无线电 波长短波长短 波长长波长长 能量大能量大

5、能量小能量小 粒子性粒子性 波动性波动性10 电磁辐射与物质相互作用方式很多，包括：电磁辐射与物质相互作用方式很多，包括：发发射、吸收射、吸收、散射、折射、干射、衍射、偏振等。、散射、折射、干射、衍射、偏振等。1、物质吸收能量后，产生电磁辐射，形成、物质吸收能量后，产生电磁辐射，形成发射光谱发射光谱E hE1E2 粒子（原子、分子、离子）粒子（原子、分子、离子）吸收外界能量（光能、热能、电吸收外界能量（光能、热能、电能等），便从基态或低能态跃迁能等），便从基态或低能态跃迁到高能态（激发态），高能态不到高能态（激发态），高能态不稳定，大约在稳定，大约在1010-8-8s s内又跃回到基内又跃回到

6、基态或低能态，当以电磁辐射形式态或低能态，当以电磁辐射形式释放所吸收的能量时，则产生释放所吸收的能量时，则产生发发射光谱。射光谱。六、电磁辐射与物质的相互作用六、电磁辐射与物质的相互作用11 原子发射光谱法原子发射光谱法 x-射线荧光法射线荧光法 原子荧光光谱法原子荧光光谱法 分子荧光光谱法分子荧光光谱法分子磷光光谱法分子磷光光谱法2、物质对电磁辐射吸收，产生物质对电磁辐射吸收，产生吸收光谱吸收光谱 当处于基态或低能态粒子受到电磁的照射，选当处于基态或低能态粒子受到电磁的照射，选择性吸收其中某些波长（频率）的辐射，而跃迁到择性吸收其中某些波长（频率）的辐射，而跃迁到激发态，产生激发态，产生吸收

7、光谱。吸收光谱。分子吸收：紫外可见光谱法、红外吸收光谱法、分子吸收：紫外可见光谱法、红外吸收光谱法、 核磁共振光谱法核磁共振光谱法原子吸收光谱法：原子吸收光谱法原子吸收光谱法：原子吸收光谱法发射光谱法发射光谱法：基于物质发射电磁辐射而建立：基于物质发射电磁辐射而建立起来的分析方法。起来的分析方法。121、原子光谱、原子光谱 气态原子发生能级跃迁时，能发射或吸收一定气态原子发生能级跃迁时，能发射或吸收一定频率的电磁辐射，经过光谱仪得到的一条条分立频率的电磁辐射，经过光谱仪得到的一条条分立的线状光谱的线状光谱原子光谱原子光谱(1) 原子发射光谱原子发射光谱基态原子基态原子吸收热、吸收热、电、光能电

8、、光能激发态原子激发态原子发射特发射特征谱线征谱线基态或较基态或较低能态低能态七七 原子光谱和分子光谱原子光谱和分子光谱13(2) 原子吸收光谱原子吸收光谱基态原子基态原子选择吸收一选择吸收一定频率的光定频率的光激发态原子激发态原子气态原子气态原子吸收光吸收光激发态原子激发态原子原子荧光原子荧光基态或较基态或较低能态低能态(3) 原子荧光光谱原子荧光光谱14(1)(1)分子吸收光谱分子吸收光谱 基态分子通过对辐射能进行选择性吸收后跃基态分子通过对辐射能进行选择性吸收后跃迁到较高能态所产生的光谱。迁到较高能态所产生的光谱。(2)(2)分子发光光谱分子发光光谱（光致发光）（光致发光）电子光谱：紫外

9、电子光谱：紫外-可见吸收光谱可见吸收光谱振动光谱：红外吸收光谱振动光谱：红外吸收光谱转动光谱：远红外光谱转动光谱：远红外光谱A 分子荧光、分子磷光分子荧光、分子磷光B 化学发光化学发光2、分子光谱、分子光谱15 根据待测物质的根据待测物质的气态原子或离子气态原子或离子受激发后所受激发后所发射的特征光谱的发射的特征光谱的波长及其强度波长及其强度来测定物质中元来测定物质中元素组成和含量的分析方法。素组成和含量的分析方法。 7-2 原子发射光谱分析的基本原理原子发射光谱分析的基本原理一、定义一、定义在光学分析法中，原子发射光谱法发展和应用最早。在光学分析法中，原子发射光谱法发展和应用最早。16二、原

10、子发射光谱的产生1、原子、原子受激辐射受激辐射产生原子发射光谱产生原子发射光谱 在通常情况下，物质的原子处于基态，当受在通常情况下，物质的原子处于基态，当受到外界能量（热能、电能等）的作用时，基态原到外界能量（热能、电能等）的作用时，基态原子被激发到激发态，同时还能电离并进一步被激子被激发到激发态，同时还能电离并进一步被激发。激发态的原子或离子不稳定发。激发态的原子或离子不稳定（寿命小于（寿命小于10-810-9 s s），按光谱选择定则，以光辐射形式放出能，按光谱选择定则，以光辐射形式放出能量，跃迁到较低能级或基态，就产生原子发射光量，跃迁到较低能级或基态，就产生原子发射光谱。谱。17A基基

11、A* A + h A+ A+* A+ + h 基态基态E*E激发态激发态能量能量18 A： 原子发射光谱的波长取决于跃迁前后两能级的原子发射光谱的波长取决于跃迁前后两能级的 能量差，即：能量差，即： E = E*-E = hc/ = h =hc 或或= hc/ E B： 不同的元素其原子结构不同，原子的能级状态不同的元素其原子结构不同，原子的能级状态 不同，电子在不同能级间跃迁所放出的能量不不同，电子在不同能级间跃迁所放出的能量不 同，原子发同，原子发 射谱线的波长不同；射谱线的波长不同； 19每种元素有特征谱线每种元素有特征谱线定性分析的依据定性分析的依据C：同一种元素的原子，由于原子能级众

12、多，受激发：同一种元素的原子，由于原子能级众多，受激发 后，原子能级可以有不同的跃迁方式，因此，后，原子能级可以有不同的跃迁方式，因此， 可以产生许多条发射谱线可以产生许多条发射谱线(谱线组谱线组)，最简单的，最简单的H 已发现谱已发现谱 线线54条，条，Fe元素谱线元素谱线 40005000 条。条。 原子发射光谱原子发射光谱是有一定宽度是有一定宽度的线光谱的线光谱20（2）电离电位）电离电位U： 外加能量足够大，可以使原子的外加能量足够大，可以使原子的 外层电子脱离原子核的束缚而逸外层电子脱离原子核的束缚而逸 出，成为带正电的离子，所需的出，成为带正电的离子，所需的 最小能量，称为电离电位

13、（最小能量，称为电离电位（ev）。）。一次电离能：失去一个电子；一次电离能：失去一个电子；U1二次电离能：失去一个电子；二次电离能：失去一个电子；U22、激发电位、激发电位 E 和电离电位和电离电位 U(1)激发电位激发电位 E : 将原子中的一个外层电子从基态激发将原子中的一个外层电子从基态激发 至激发态所需要的能量，用电子伏特至激发态所需要的能量，用电子伏特 （ev）表示。）表示。21（1）原子线原子线()() 由原子外层电子受激发发生由原子外层电子受激发发生能级跃迁所产生的谱线叫原子线。能级跃迁所产生的谱线叫原子线。以罗马字母以罗马字母表示表示 CaCa（）422.67nm422.67n

14、m为钙的原为钙的原子线子线 同一元素的原子线有许多条。同一元素的原子线有许多条。基态基态激发态激发态E*E3、几种常见的谱线名称、几种常见的谱线名称22（2 2）离子线）离子线(,)(,) 离子外层电子受激发发生能级跃迁所产生的谱线。离子外层电子受激发发生能级跃迁所产生的谱线。 以罗马字母以罗马字母,表示表示 失去一个电子为一级电离，一级电离线失去一个电子为一级电离，一级电离线 失去二个电子为二级电离，二级电离线失去二个电子为二级电离，二级电离线 Ca（）396.9 nm Ca（）376.2 nm Ca（）比）比Ca（）波长短，因它们电子构型不同波长短，因它们电子构型不同 离子线和原子线都是元

15、素的特征光谱离子线和原子线都是元素的特征光谱称原子光谱称原子光谱23原子发射光谱分析过程原子发射光谱分析过程试样引入激发源试样引入激发源蒸发、离解、原蒸发、离解、原子化、受激发子化、受激发产生原子发射产生原子发射分光系统分光系统记录或阅读光谱记录或阅读光谱定性、定量分析定性、定量分析三、原子发射光谱分析过程原子发射光谱分析过程24 根据试样原子所产生的特殊谱线的位置、强根据试样原子所产生的特殊谱线的位置、强度来实现对组分进行定性、定量分析。度来实现对组分进行定性、定量分析。谱线位置谱线位置：每种元素都能产生一组表征该元素特：每种元素都能产生一组表征该元素特 征的光谱线，其中有一条或数条辐征的光

16、谱线，其中有一条或数条辐 射强度强、容易检测的谱线射强度强、容易检测的谱线（定性基础定性基础）谱线强度谱线强度（黑度）：随元素在样品中的含量增大（黑度）：随元素在样品中的含量增大 而增大。而增大。（定量基础定量基础）25四、原子发射光谱的谱线强度四、原子发射光谱的谱线强度1、公式推导、公式推导设设 i 为原子的基态，为原子的基态，j 为高能级；为高能级；原子在由原子在由 j 能级向能级向 i 能级跃迁时产生辐射；能级跃迁时产生辐射；Nj: 处于处于j 能级（激发态）原子数目；能级（激发态）原子数目；发射谱线强度发射谱线强度Iji: 单位时间内发光的总能量。单位时间内发光的总能量。IjiijIj

17、i =单位时间内由单位时间内由j 能级向能级向 i 能级跃迁的光子总数能级跃迁的光子总数每个光子每个光子的能量的能量jN j 能级原子产生辐射的原子数目。能级原子产生辐射的原子数目。26所以：所以：thNIjijji 定义定义 自发发射系数自发发射系数Aji: 单位时间内单位时间内 产生自发发射产生自发发射 跃迁的原子数与处于激发态的原子总数之比。跃迁的原子数与处于激发态的原子总数之比。tNNAjjji jijjijihNAI 那么，在一定温度下，处于激发态的原子数那么，在一定温度下，处于激发态的原子数Nj有多少？有多少？27 根据热力学观点，在热力学平衡状态下，分配根据热力学观点，在热力学平

18、衡状态下，分配在激发态和基态的原子数目在激发态和基态的原子数目 Nj 和和 N0，应遵守，应遵守Boltzmann分布，即：分布，即： RTEjjjePPNN00Nj ： j能级上原子原子数；能级上原子原子数；N0：基态上原子原子数；：基态上原子原子数；Pj: j能级统计权重；能级统计权重；P0: 基态统计权重；基态统计权重；Ej: 激发电位；激发电位；K: Boltzmann常数。常数。1.3310-23 J/K282、影响谱线强度的因素、影响谱线强度的因素原子本身的特性：原子本身的特性：jjjijiEPPA;0实验条件：实验条件：jNNT;0kTEjjijijiiePPNhAI00谱线强度

19、公式谱线强度公式29(1) (1) 激发电位激发电位Ei 谱线强度与原子谱线强度与原子(或离子）的激发电位是或离子）的激发电位是负指数关系。负指数关系。 当当N0、T一定时，一定时，激发电位越低，越易激激发电位越低，越易激发，发，Nj越多，谱线强度越大。越多，谱线强度越大。 每一元素的主共振线的激发电位最小，强每一元素的主共振线的激发电位最小，强度最强，每条谱线都对应一个激发电位，反度最强，每条谱线都对应一个激发电位，反映谱线出现所需的能量。映谱线出现所需的能量。30（2） 温度温度T关系较复杂关系较复杂 T 既影响原子的激发过程，又影响原子的电既影响原子的激发过程，又影响原子的电离过程，在一

20、定范围内，激发温度升高，谱线强度离过程，在一定范围内，激发温度升高，谱线强度增大；但超过某一温度，温度越高，原子发生电离增大；但超过某一温度，温度越高，原子发生电离的数目越多，原子谱线强度降低，离子线谱线强度的数目越多，原子谱线强度降低，离子线谱线强度升高。升高。 不同元素的不同谱线各有其最佳激发温度，激不同元素的不同谱线各有其最佳激发温度，激发温度与所使用的光源和工作条件有关。发温度与所使用的光源和工作条件有关。3132（3） 自发发射系数（跃迁几率）自发发射系数（跃迁几率） Aij 跃迁是原子的外层电子从高能态跳跃到低能态跃迁是原子的外层电子从高能态跳跃到低能态发射光量子的过程，自发发射系

21、数是指两能级间的发射光量子的过程，自发发射系数是指两能级间的跃迁在所有可能发生的跃迁中的概率，从式中看出跃迁在所有可能发生的跃迁中的概率，从式中看出跃迁概率与谱线强度成正比，可通过实验数据得到。跃迁概率与谱线强度成正比，可通过实验数据得到。（4） 统计权重统计权重 谱线强度与统计权重（能级的简并度）成正谱线强度与统计权重（能级的简并度）成正比。比。33五、原子发射谱线强度与分析物浓度浓度关系五、原子发射谱线强度与分析物浓度浓度关系kTEjjijijiiePPNhAI00 0NkIji表明原子发射谱线强度与基态原子数成正比。表明原子发射谱线强度与基态原子数成正比。对一定的分析元素，当条件固定时，

22、对一定的分析元素，当条件固定时， 那么，基态原子数与分析组分的浓度之间又有那么，基态原子数与分析组分的浓度之间又有何关系呢？何关系呢？34 弧焰示意图弧焰示意图 进入弧焰原子数目进入弧焰原子数目M 进入弧焰原子数目进入弧焰原子数目M，单位时间单位时间达到平衡后，达到平衡后，M = M，显然，进入弧焰的原子数目与试显然，进入弧焰的原子数目与试样中待测组分浓度成正比，即：样中待测组分浓度成正比，即：CM 离开弧焰的原子数目与弧焰中离开弧焰的原子数目与弧焰中原子总数成正比，即：原子总数成正比，即：NM 35可以证明，弧焰中绝大多数为基态原子，即：可以证明，弧焰中绝大多数为基态原子，即：0NN 0NM

23、 所以：所以：0NC CN 0代入代入kTEjjijijiiePPNhAI00 CePPhAIkTEjjijijii0 谱线强度与分析谱线强度与分析组分浓度关系组分浓度关系36原子发射光谱法定量分析的基本公式原子发射光谱法定量分析的基本公式a 是与谱线性质、实验条件有关的常数。是与谱线性质、实验条件有关的常数。 在激发能、激发温度一定时，上式各项均为常在激发能、激发温度一定时，上式各项均为常数，数， 得到得到 I = a C四、原子发射谱线的自吸与自蚀四、原子发射谱线的自吸与自蚀1、自吸现象及产生的原因、自吸现象及产生的原因37 在发射光谱中，谱线的在发射光谱中，谱线的辐射是从弧焰中心轴辐射出

24、辐射是从弧焰中心轴辐射出来的，中心部位温度高，边来的，中心部位温度高，边缘处的温度较低，元素的原缘处的温度较低，元素的原子或离子从光源中心部位辐子或离子从光源中心部位辐射被光源边缘基态或较低基射被光源边缘基态或较低基态同类原子吸收，使发射谱态同类原子吸收，使发射谱线减弱线减弱谱线自吸。谱线自吸。 谱线的自吸不仅影响谱谱线的自吸不仅影响谱线强度，还影响谱线形状。线强度，还影响谱线形状。弧焰越厚弧焰越厚原子浓度越大原子浓度越大自吸现象愈严重自吸现象愈严重1 无自吸收无自吸收 2 自吸自吸3 自蚀自蚀382、谱线的自蚀现象、谱线的自蚀现象 当待测组分浓度大到一定程度，自吸现象会非常严当待测组分浓度大

25、到一定程度，自吸现象会非常严重，谱线从中央一分为二，称为谱线自蚀。重，谱线从中央一分为二，称为谱线自蚀。3、考虑自吸现象时，谱线强度与分析组分浓度关系、考虑自吸现象时，谱线强度与分析组分浓度关系无自吸收时：无自吸收时：CePPhAIkTEjjijijii0 考虑自吸收时：考虑自吸收时：bkTEjjijijiCePPhAIi0 无自吸无自吸有自吸有自吸 b -86（3）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A 光谱仪光谱仪 一般选用色散率较大的中型摄谱仪。对光谱线一般选用色散率较大的中型摄谱仪。对光谱线复杂、谱线干扰严重，如稀土元素等，可采用色散复杂、谱线干扰严重，如稀土元素等，

26、可采用色散率大的大型摄谱仪。率大的大型摄谱仪。B 激发光源激发光源 根据试样和分析目的进行选择。根据试样和分析目的进行选择。 定性分析定性分析直流电弧电极头温度高，有利于试样直流电弧电极头温度高，有利于试样蒸发，绝对灵敏度高。电流强度，一般在蒸发，绝对灵敏度高。电流强度，一般在520A。87C 感光板及曝光时间的选择感光板及曝光时间的选择 定性分析定性分析一般采用灵敏度高的紫外一般采用灵敏度高的紫外型型感光板，曝光时间适当。感光板，曝光时间适当。D 狭缝狭缝 为了减少谱线的重叠干扰和提高分辨率，为了减少谱线的重叠干扰和提高分辨率，摄谱时狭缝宜小一些，摄谱时狭缝宜小一些，57 m为宜。为宜。88

27、 一、光谱定量分析的基本关系式一、光谱定量分析的基本关系式 根据分析试样中欲测元素的谱线强度来确定其含量。根据分析试样中欲测元素的谱线强度来确定其含量。定量分析的依据：原子发射谱线强度定量分析的依据：原子发射谱线强度 I 与浓度成正比与浓度成正比 a 与激发光源、蒸发、激发等条件及试样组成有关与激发光源、蒸发、激发等条件及试样组成有关 b 为自吸系数，与谱线性质有关为自吸系数，与谱线性质有关 b 1 lg I = b lg C + lg a 光谱定量分析的基本关系式光谱定量分析的基本关系式I = a C b 7-5 光谱定量分析光谱定量分析自吸小（自吸小（C低）低） b1 自吸大（自吸大（C高

28、）高） b1 89 以以 lg I 对对lg C 作图，所得曲线在一定范围内为作图，所得曲线在一定范围内为一直线，当元素含量较高时，谱线产生自吸，一直线，当元素含量较高时，谱线产生自吸，b1，曲线发生弯曲。曲线发生弯曲。 lgI-lgc关系曲线的直线部分可作为元素定量分关系曲线的直线部分可作为元素定量分析的标准曲线，这种测定方法称为绝对强度法。析的标准曲线，这种测定方法称为绝对强度法。IlogClog90 但要求实验条件恒定，无自吸现象。由于公但要求实验条件恒定，无自吸现象。由于公式中式中a受试样组成、形态及蒸发、激发等条件影响，受试样组成、形态及蒸发、激发等条件影响，实际上很难做到，因此，原

29、子发射光谱分析通常实际上很难做到，因此，原子发射光谱分析通常不采用直接测定谱线绝对强度的方法，而是采用不采用直接测定谱线绝对强度的方法，而是采用相对强度法相对强度法内标法进行分析，可消除实验条内标法进行分析，可消除实验条件对测定结果的影响。件对测定结果的影响。91二、相对强度法（内标法）二、相对强度法（内标法）待测元素的谱线中选一条谱线待测元素的谱线中选一条谱线分析线分析线基体元素（或另外加入固定基体元素（或另外加入固定量的其它元素）的谱线中选量的其它元素）的谱线中选一条谱线一条谱线。 1、选取分析线对、选取分析线对分析线对分析线对 内标线内标线 内标法是通过测量谱线相对强度进行定量分析内标法

30、是通过测量谱线相对强度进行定量分析的方法，又称相对强度法。的方法，又称相对强度法。内标元素内标元素：发射内标线的元素。：发射内标线的元素。922、内标法定量关系、内标法定量关系 设待测元素和内标元素含量分别为设待测元素和内标元素含量分别为C和和C0， 分析线和内标线的强度分别为分析线和内标线的强度分别为I I 和和I I0 0，bCaI1 对分析线：对分析线：对内标线：对内标线：0000bCaI 则：则：00010bbCaCaII谱线相对强度谱线相对强度R00010bbCaCaIIR定义：分析线与内标线的绝对强度的比值称为分析定义：分析线与内标线的绝对强度的比值称为分析 线对的相对强度线对的相

31、对强度R93取对数：取对数：内标法光谱定量分析的基本关系式内标法光谱定量分析的基本关系式0001bCaaa 为一定值：为一定值：baCR aCbIIRloglogloglog0943、摄谱法谱线相对强度的测定摄谱法谱线相对强度的测定 感光板作为检测器，最后测的得是谱线感光板作为检测器，最后测的得是谱线黑度，而不是谱线强度，应考虑谱线黑度与黑度，而不是谱线强度，应考虑谱线黑度与待测元素含量的关系。待测元素含量的关系。 当分析线对的谱线所产生的黑度均落在当分析线对的谱线所产生的黑度均落在乳剂特性曲线的直线部分时，对于分析线和乳剂特性曲线的直线部分时，对于分析线和内标线分别得到内标线分别得到: :分

32、析线：分析线： S1 = 1 lgH1 i1 = 1 lg(k1I1t1) - i1内标线内标线: : S2 = 2 lgH2 i2 = 2lg(k2I2t2) - i295 在同一块感光板上在同一块感光板上，且曝光时间且曝光时间相同等相同等，则则 t1 = t2 ; k1= k2 同时，一般选取的分析线和内标线波长相近，同时，一般选取的分析线和内标线波长相近，则两条谱线的则两条谱线的乳剂特性基本相同，即：乳剂特性基本相同，即： 1=2=, i1=i2=i所以分析线对的黑度差：所以分析线对的黑度差： 21221121IIIISSSlogloglog aCbIISlogloglog 21 96

33、即可直接用分析线对的黑度差即可直接用分析线对的黑度差 对分析物浓对分析物浓度度logC 作图，建立校正曲线。作图，建立校正曲线。S 将三个或三个以上将三个或三个以上不同含量不同含量标准样与未知样标准样与未知样在同一条件下在同一感光板上摄谱，分别测定各在同一条件下在同一感光板上摄谱，分别测定各标样和试样的标样和试样的分析线对分析线对的黑度差，以的黑度差，以S为纵坐标，为纵坐标，以待测元素的含量的对数以待测元素的含量的对数logC为横坐标绘制标准为横坐标绘制标准曲线。曲线。4、 三标准试样法：三标准试样法：97 1 2 3 样品样品标液标液 C1 C2 C3 CX S S 1 S2 S3 S Xl

34、ogCSS XSSlogCX 为正确作出工作曲为正确作出工作曲线，所用的试样不得线，所用的试样不得少于三个，又称少于三个，又称”三三标准试样法标准试样法”. 测定时，每一标测定时，每一标样及分析试样一般摄样及分析试样一般摄三次谱。三次谱。985、标准加入法、标准加入法 当待测元素含量低当待测元素含量低，或找不到合适的基体配或找不到合适的基体配试样试样，为抑制基体影响为抑制基体影响，利用标准加入法测定利用标准加入法测定，该法可应用于粉末或溶液试样中微量或痕量元该法可应用于粉末或溶液试样中微量或痕量元素的分析素的分析。aCR ( b = 1)99 1 2 3 4 5未知液未知液 CX CX CX

35、CX CX标液标液 C0 C1 C2 C3 C4 R R 1 R 2 R 3 R 4 R 5RCX0C1006、 内标元素和内标线的选择原则内标元素和内标线的选择原则 应用内标法进行光谱定量分析时应用内标法进行光谱定量分析时,选择内选择内标元素及分析线对应注意以下要求标元素及分析线对应注意以下要求:A 内标元素与分析元素的内标元素与分析元素的蒸发特性蒸发特性应该相近应该相近，使电极温度的变化对谱线的相对强度的影响使电极温度的变化对谱线的相对强度的影响较小较小；B 内标元素可以是基体元素内标元素可以是基体元素，也可以是外加元也可以是外加元素素，但其含量必须恒定但其含量必须恒定；101 7-6 7

36、-6 光谱半定量分析光谱半定量分析含量高：出现的谱线多，强度大；含量高：出现的谱线多，强度大；含量低：出现的谱线少，强度弱。含量低：出现的谱线少，强度弱。 在实际工作中常常需对试样中组成元素的含量作在实际工作中常常需对试样中组成元素的含量作粗略估计。在钢材、合金的分类，矿石品级的评定粗略估计。在钢材、合金的分类，矿石品级的评定以及在光谱定性分析中，除需要给出试样中存在那以及在光谱定性分析中，除需要给出试样中存在那些元素外，还需要给出元素的大致含量。这时可用些元素外，还需要给出元素的大致含量。这时可用半定量分析法快速半定量分析法快速、简便的解决问题。简便的解决问题。一、方法原理一、方法原理 光谱

37、半定量分析的依据是：谱线的强度和谱线光谱半定量分析的依据是：谱线的强度和谱线的出现情况与元素含量有关。的出现情况与元素含量有关。102二、谱线黑度比较法二、谱线黑度比较法 在映谱仪上用目视法直接比较试样和标样光在映谱仪上用目视法直接比较试样和标样光谱中元素分析线的黑度，从而估计试样中待测元谱中元素分析线的黑度，从而估计试样中待测元素的含量。若与某标样黑度相等，表明待测元素素的含量。若与某标样黑度相等，表明待测元素与此标样的含量近似；若黑度介于某两个标样之与此标样的含量近似；若黑度介于某两个标样之间，则待测元素含量为两个标样含量的平均值。间，则待测元素含量为两个标样含量的平均值。 该法的准确度取决于被测试样与标样基体组该法的准确度取决于被测试样与标样基体组成的相似程度。成的相似程度。 试样试样标准系列或标样标准系列或标样在相同条件下在相同条件下103三三、谱线呈现法（显现法）谱线呈现法（显现法） 谱线的数目随着元素含量的增加，灵敏线、次谱线的数目随着元素含量的增加，灵敏线、次灵敏线和其它较弱的谱线也会依次出现，预先配制灵