原子发射光谱法

1、原子发射光谱分析法原子发射光谱分析法 (Atomic Emission Spectrometry, AES)一、原子发射光谱分析概述一、原子发射光谱分析概述二、原子发射光谱分析的基本原理二、原子发射光谱分析的基本原理三、原子发射光谱分析的特点和应用三、原子发射光谱分析的特点和应用四、原子发射光谱仪四、原子发射光谱仪五、光谱分析五、光谱分析一、原子发射光谱分析概述原子发射光谱分析法（原子发射光谱分析法（AES）：）：习惯上简称习惯上简称原原子光谱分析子光谱分析。它是根据待测物质的气态原子被激发。它是根据待测物质的气态原子被激发时所发射的特征线状光谱的波长及其强度来测定物时所发射的特征线状光谱的波

2、长及其强度来测定物质的元素组成和含量的一种分析方法。质的元素组成和含量的一种分析方法。AES发现与发展：发现与发展：（1）定性分析阶段）定性分析阶段1859年，克希霍夫年，克希霍夫(Kirchhoff G R)和本生和本生(Bunsen R W)研研制第一台用于光谱分析的分光镜，实现了光谱检验，发现光制第一台用于光谱分析的分光镜，实现了光谱检验，发现光谱与物质组成之间的关系，并确认各种物质都有自己的特征谱与物质组成之间的关系，并确认各种物质都有自己的特征光谱，建立了光谱定性分析的基础光谱，建立了光谱定性分析的基础（2）定量分析阶段）定量分析阶段1930年代以后，建立了光谱定量分析方法；年代以后

3、，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（3）激发光源技术的革新时代）激发光源技术的革新时代1950年代，开始探讨用等离子体光源代替传统的电弧和火年代，开始探讨用等离子体光源代替传统的电弧和火花光源。标志性事件是花光源。标志性事件是1971年年Fassel 在第在第19届国际光谱学会议届国际光谱学会议上做了上做了74页的专题报告。页的专题报告。原子发射光谱分析的优点：多元素同时检测能力：各元素同时发射各自的特征光谱分析速度快：试样不需处理，同时对几十种元素进行定量分析选择性好：各元素具有不同的特征光谱检出限低： 100.1gg-1(一

4、般光源)；ngg-1(ICP）准确度高： RE5%10% (一般光源）； 1% (ICP) 实验消耗少：运行成本和维护费用低（相对）ICP光源校准曲线线性范围宽：可达4-6个数量级缺点：常见的非金属元素无法检测；一些金属元素灵敏度低二、原子发射光谱分析的基本原理二、原子发射光谱分析的基本原理 物质通过物质通过电致激发、热致激发或光致激发电致激发、热致激发或光致激发等激发过程等激发过程获得能量，变为激发态原子或分子获得能量，变为激发态原子或分子M* ，当从激发态跃迁，当从激发态跃迁到低能态或基态时产生发射光谱。到低能态或基态时产生发射光谱。 M* M + hv 1、原子发射光谱的产生、原子发射光

5、谱的产生特征辐射特征辐射激发态激发态M*热能、电能热能、电能E基态元素基态元素M正常状态下，元素处于基态，元素在受到热（火焰）或电（电火花）激发时，原子获得能量，外层电子从基态跃迁到较高能态变为激发态 ，约经10-8 s，外层电子就从高能级向较低能级或基态跃迁，多余能量以光子的形式发射即得一条光谱线。EhcEEhc12l必须明确如下几个问题：必须明确如下几个问题：l原子中外层电子（称为价电子或光电子）的能量分布（能原子中外层电子（称为价电子或光电子）的能量分布（能级）是量子化的，所以级）是量子化的，所以E的值不是连续的，原子光谱是的值不是连续的，原子光谱是线光谱线光谱； l同一原子中，电子能级

6、很多，有各种不同的能级跃迁，即同一原子中，电子能级很多，有各种不同的能级跃迁，即可以发射出许多不同辐射线（谱线数量巨大）。但跃迁要可以发射出许多不同辐射线（谱线数量巨大）。但跃迁要遵循遵循“光谱选律光谱选律”，不是任何能级之间都能发生跃迁（禁，不是任何能级之间都能发生跃迁（禁阻并非完全不可能发生；阻并非完全不可能发生；可观测到的谱线数量比理论值小可观测到的谱线数量比理论值小很多很多）；）；l必须明确如下几个问题：必须明确如下几个问题：l不同元素的原子（离子）具有不同的能级构成，不同元素的原子（离子）具有不同的能级构成，E不一样，各种元素都不一样，各种元素都有其特征的光谱线，从识别各元素的有其特

7、征的光谱线，从识别各元素的特征光谱线特征光谱线可以鉴定样品中元素的可以鉴定样品中元素的存在，这就是光谱定性分析；存在，这就是光谱定性分析；第一共振线第一共振线: 原子由第一激发态到基态的跃迁最易发生，能量最小；原子由第一激发态到基态的跃迁最易发生，能量最小；电离线电离线: 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，失去一个电子，一次产生电离，失去一个电子，一次电离。离子由第一激发态到基态的跃迁电离。离子由第一激发态到基态的跃迁(离子发射的谱线离子发射的谱线)，其与电离能，其与电离能大小无关，离子的特征共振线。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

8、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：I 285.21 nm ；II 280.27 nm；l元素特征谱线的强度与样品中该元素的含量有确定的关系，所以可通过元素特征谱线的强度与样品中该元素的含量有确定的关系，所以可通过测定谱线的绝对（相对）强度确定元素在样品中的含量，这就是测定谱线的绝对（相对）强度确定元素在样品中的含量，这就是光谱定光谱定量分析。量分析。更高激发态更高激发态第一激发态第一激发态共振共振发射线发射线基态能级基态能级共振共振吸收线吸收线I谱线强度谱线强度A 发射系数

9、，与试样的蒸发、激发过程和试样组成发射系数，与试样的蒸发、激发过程和试样组成有关的参数，它与样品处理过程和样品基底密切相关。有关的参数，它与样品处理过程和样品基底密切相关。b 与自吸收有关的参数，称为自吸系数，理想值为与自吸收有关的参数，称为自吸系数，理想值为1。C元素含量（浓度）元素含量（浓度） I = Acb-赛伯赛伯-罗马金公式罗马金公式2、谱线强度及其影响因素、谱线强度及其影响因素(1)谱线强度谱线强度 自吸收的产生自吸收的产生原子在高温时被激发，发射原子在高温时被激发，发射某一波长的谱线，而处于低某一波长的谱线，而处于低温状态的同类原子又能吸收温状态的同类原子又能吸收这一波长的辐射，

10、这种现象这一波长的辐射，这种现象称为自吸现象。当自吸现象称为自吸现象。当自吸现象非常严重时，谱线中心的辐非常严重时，谱线中心的辐射将被吸收很多，从而使原射将被吸收很多，从而使原来的一条谱线分裂成两条谱来的一条谱线分裂成两条谱线，这个现象叫自蚀。线，这个现象叫自蚀。激发电位（激发能）激发电位（激发能）原子的外层电子由低能级激发到高能级所需要的能量。原子的外层电子由低能级激发到高能级所需要的能量。若某元素的原子激发电位高，则在低电位时处于激发态若某元素的原子激发电位高，则在低电位时处于激发态的原子数将减少。的原子数将减少。激发能越小，谱线强度越强。激发能越小，谱线强度越强。跃迁几率跃迁几率跃迁几率

11、大，产生的谱线强度大。跃迁几率大，产生的谱线强度大。激发温度激发温度光源的激发温度越高，就有越多的电子跃迁，辐射的强光源的激发温度越高，就有越多的电子跃迁，辐射的强度就大。度就大。温度过高会导致原子电离而造成辐射减弱。温度过高会导致原子电离而造成辐射减弱。基态原子数基态原子数试样中被测元素含量越高，进入光源的基态原子数就越试样中被测元素含量越高，进入光源的基态原子数就越多，发射的谱线就越强。多，发射的谱线就越强。(2) 影响谱线强度的因素影响谱线强度的因素 三、原子发射光谱分析的特点和应用三、原子发射光谱分析的特点和应用（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

12、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试样不需处理，同时对几十种元素进行定量分析量分析(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 100.1ug/g (一般光源一般光源)；ng/g (ICP）；）；（5）准确度较高）准确度较高 5%20% (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，可测高、中、数量级，可测高、中、低不同含量试样；低不同含量试样；1、特点、特点缺点：非金属元素不能检

13、测或灵敏度低。缺点：非金属元素不能检测或灵敏度低。 原子发射光谱分析在鉴定金属元素方面（定性分析）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、具有较大的优越性，不需分离、多元素同时测定、灵敏、快捷，可鉴定周期表中约快捷，可鉴定周期表中约70多种元素，长期在钢铁工业多种元素，长期在钢铁工业（炉前快速分析）、地矿等方面发挥重要作用；（炉前快速分析）、地矿等方面发挥重要作用； 80年代以来，全谱光电直读等离子体发射光谱仪发展年代以来，全谱光电直读等离子体发射光谱仪发展迅速，已成为无机化合物分析的重要仪器。迅速，已成为无机化合物分析的重要仪器。 冶金

14、、机械、轻工、化工；地质勘探、普查；电子工冶金、机械、轻工、化工；地质勘探、普查；电子工业、农业、医疗、石油、环保、食品工业。业、农业、医疗、石油、环保、食品工业。 在定量分析方面，原子吸收分析有着优越性。在定量分析方面，原子吸收分析有着优越性。2、应用、应用四、原子发射光谱仪四、原子发射光谱仪 主要由主要由激发光源、分光系统和检测系统激发光源、分光系统和检测系统三部分组成。三部分组成。产生光产生光辐射辐射记录信号记录信号得到光谱得到光谱定性分析定性分析定量分析定量分析激发光源的作用激发光源的作用使试样蒸发、解离、原子化、激发、跃迁产生光辐射。对激发光源的要求对激发光源的要求足够的蒸发、原子化

15、、激发能力；放电稳定；不与被测物质反应；光谱背景小；结果简单、操作安全、适用性强。（一）激发光源（一）激发光源几种常用的激发光源几种常用的激发光源经典光源：经典光源：交直流电弧、电火花交直流电弧、电火花近代光源：近代光源：激光、电感耦合等离子体焰炬（激光、电感耦合等离子体焰炬（ICP）1.直流电弧电源一般为可控硅整流器。电源一般为可控硅整流器。常用常用高频电压高频电压引燃直流电弧。引燃直流电弧。固体试样固体试样 金属与合金本身能导电，金属与合金本身能导电，可直接做成电极，称为自电极。可直接做成电极，称为自电极。其它固体样品常常粉碎后，置其它固体样品常常粉碎后，置于光谱纯的石墨电极中。主要于光谱

16、纯的石墨电极中。主要是利用了石墨的良好导电性、是利用了石墨的良好导电性、高沸点（高沸点（4000K4000K）、谱线简单、）、谱线简单、易加工成型等优点。易加工成型等优点。 直流电弧工作时，阴极释放出来的电子不断轰击阳极，使直流电弧工作时，阴极释放出来的电子不断轰击阳极，使其表面上出现一个炽热的斑点。这个斑点称为其表面上出现一个炽热的斑点。这个斑点称为阳极斑阳极斑。阳极斑。阳极斑的温度较高，有利于试样的蒸发。因此，一般均将试样置于阳的温度较高，有利于试样的蒸发。因此，一般均将试样置于阳极碳棒孔穴中。在直流电弧中，弧焰温度取决于弧隙中气体的极碳棒孔穴中。在直流电弧中，弧焰温度取决于弧隙中气体的电

17、离电位，一般约电离电位，一般约4000 - 7000K;电压：电压：150-380V，击穿（击穿，击穿（击穿电压）；自持放电（燃烧电压）；电流：电压）；自持放电（燃烧电压）；电流：5-30A直流电弧的最大优点直流电弧的最大优点: : 电极头温度高（与其它光源比较），蒸发能力强；电极头温度高（与其它光源比较），蒸发能力强；缺点缺点: : 放电不稳定，且弧较厚，自吸现象严重，故不适宜用于放电不稳定，且弧较厚，自吸现象严重，故不适宜用于高含量定量分析，但可很好地高含量定量分析，但可很好地应用于矿石等的定性、半定应用于矿石等的定性、半定量及痕量元素的定量分析。量及痕量元素的定量分析。 交流电弧是介于直

18、流电弧和电火花之间的一种光源，与直交流电弧是介于直流电弧和电火花之间的一种光源，与直流相比，交流电弧的电极头温度稍低一些，但由于有控制放电流相比，交流电弧的电极头温度稍低一些，但由于有控制放电装置，故电弧较稳定。这种电源常用于装置，故电弧较稳定。这种电源常用于金属、合金中低含量元金属、合金中低含量元素的定量分析。素的定量分析。2.低压交流电弧 低压交流电弧的工作低压交流电弧的工作电压为电压为110110220V220V，设备简，设备简单，操作安全，应用较多。单，操作安全，应用较多。 低压交流电弧发生器由低压交流电弧发生器由高高频引弧电路频引弧电路（）和）和低压低压电弧电路电弧电路（）组成。）组

19、成。3.高压火花 高压电火花通常使用高压电火花通常使用10KV10KV以上的高压交流电以上的高压交流电通过间隙放电，产生电通过间隙放电，产生电火花。火花。 由于由于高压火花放电时间极短高压火花放电时间极短，故在这一瞬间内通过分析间隙的电，故在这一瞬间内通过分析间隙的电流密度很大（高达流密度很大（高达10000 -50000A/cm2)，因此弧焰瞬间温度很高，因此弧焰瞬间温度很高，可达可达10000K以上，故激发能量大，以上，故激发能量大，可激发电离电位高的元素可激发电离电位高的元素。 由于电火花是以由于电火花是以间隙方式进行工作间隙方式进行工作的，平均电流密度并不高，的，平均电流密度并不高，所

20、以电极头温度较低，且弧焰半径较小。这种光源主要用于所以电极头温度较低，且弧焰半径较小。这种光源主要用于易易熔金属合金试样的分析及高含量元素的定量分析。熔金属合金试样的分析及高含量元素的定量分析。4.电感耦合高频等离子体（ICP) 电感耦合高频等离子体（电感耦合高频等离子体（ICP）是本世纪是本世纪60年代提出，年代提出，70年代获年代获得迅速发展的一种新型的激发光得迅速发展的一种新型的激发光源。源。等离子体在总体上是一种呈等离子体在总体上是一种呈中性的气体，由离子、电子、中中性的气体，由离子、电子、中心原子和分子所组成，其正负电心原子和分子所组成，其正负电荷密度几乎相等荷密度几乎相等。通常，它

21、是由。通常，它是由高频发生器高频发生器、等离子炬管等离子炬管和和工作工作气体气体等三部分组成。等三部分组成。溶液试样溶液试样 ICPICP光源，直接用雾化器将光源，直接用雾化器将试样溶液引入等离子体内。试样溶液引入等离子体内。 在有气体的石英管外套在有气体的石英管外套装一个高频感应线圈，装一个高频感应线圈，感应线圈与高频发生器感应线圈与高频发生器连接。当高频电流通过连接。当高频电流通过线圈时，在管的内外形线圈时，在管的内外形成强烈的振荡磁场。管成强烈的振荡磁场。管内磁力线沿轴线方向，内磁力线沿轴线方向，管外磁力线成椭圆闭合管外磁力线成椭圆闭合回路。回路。ICP光源工作原理光源工作原理 一旦管内

22、气体开始电离一旦管内气体开始电离（如用点火器），电子和离（如用点火器），电子和离子则受到高频磁场所加速，子则受到高频磁场所加速，产生碰撞电离，电子和离子产生碰撞电离，电子和离子急剧增加，此时在气体中感急剧增加，此时在气体中感应产生涡流。应产生涡流。 这个高频感应电流，产这个高频感应电流，产生大量的热能，又促进气体生大量的热能，又促进气体电离，维持气体的高温，从电离，维持气体的高温，从而形成等离子炬。而形成等离子炬。等离子炬管分为三层：等离子炬管分为三层：最外层通最外层通Ar气作为冷却气，沿切线方向引气作为冷却气，沿切线方向引入，并螺旋上升，其作用：入，并螺旋上升，其作用： 第一，将等离子体吹离

23、外层石英管的内壁，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；可保护石英管不被烧毁； 第二，是利用离心作用，在炬管中心产生低第二，是利用离心作用，在炬管中心产生低气压通道，以利于进样；气压通道，以利于进样； 第三，这部分第三，这部分Ar气流同时也参与放电过程。气流同时也参与放电过程。中层管通人辅助气体中层管通人辅助气体Ar气，用于点燃等离气，用于点燃等离子体。子体。内层石英管内径为内层石英管内径为12mm左右，以左右，以Ar为载为载气，把经过雾化器的试样溶液以气溶胶形式气，把经过雾化器的试样溶液以气溶胶形式引入等离子体中。引入等离子体中。 用用Ar做工作气体的优点：做工作气体的

24、优点：Ar为单原子惰性气体，不与试样组份形成为单原子惰性气体，不与试样组份形成难离解的稳定化合物，也不象分子那样因离解而消耗能量，有良好的激难离解的稳定化合物，也不象分子那样因离解而消耗能量，有良好的激发性能，本身光谱简单。发性能，本身光谱简单。环状结构可以分为若干区，各区的温度不同，环状结构可以分为若干区，各区的温度不同，性状不同，辐射也不同。性状不同，辐射也不同。（1）焰心区）焰心区 在感应线圈区域内，白色不透在感应线圈区域内，白色不透明的焰心，高频电流形成的涡流区，温度最明的焰心，高频电流形成的涡流区，温度最高达高达10000K，电子密度高。它发射很强的，电子密度高。它发射很强的连续光谱

25、，光谱分析应避开这个区域。试样连续光谱，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，又叫预热区。气溶胶在此区域被预热、蒸发，又叫预热区。（2）内焰区）内焰区 在感应圈上在感应圈上10 20mm左右处，左右处，淡蓝色半透明的炬焰，温度约为淡蓝色半透明的炬焰，温度约为6000 8000K。试样在此原子化、激发，然后发。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，称为测光区。测光时在感应线利用的区域，称为测光区。测光时在感应线圈上的高度称为观测高度。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，

26、温在内焰区上方，无色透明，温度低于度低于6000K，只能发射激发电位较低的谱，只能发射激发电位较低的谱线。线。焰心区焰心区内焰区内焰区尾焰区尾焰区ICP的分析性能：的分析性能： （1）检出限低（）检出限低（10-910-11g/L）；）； （2）稳定性好，精密度、准确度高）稳定性好，精密度、准确度高 （0.5%2%)； （3）线性范围极宽）线性范围极宽45个数量级。个数量级。 （4）自吸效应、基体效应小；）自吸效应、基体效应小； （5）选择合适的观测高度光谱背景小。）选择合适的观测高度光谱背景小。 ICP局限性：局限性：对非金属和部分金属元素测定灵敏度低，只能测定溶对非金属和部分金属元素测定灵

27、敏度低，只能测定溶液样品，抗干扰能力稍嫌不足，仪器价格昂贵，维持液样品，抗干扰能力稍嫌不足，仪器价格昂贵，维持费用较高（耗用大量费用较高（耗用大量Ar气）。气）。（二）分光系统（摄谱仪）（二）分光系统（摄谱仪）摄谱仪的作用是将产生的光辐射分解为按一定顺序排列的摄谱仪的作用是将产生的光辐射分解为按一定顺序排列的光谱。光谱。常用的的分光元件有常用的的分光元件有棱镜棱镜和和光栅光栅两类。两类。 以光栅（棱镜）作为色散元件的摄谱仪叫光栅（棱镜）摄以光栅（棱镜）作为色散元件的摄谱仪叫光栅（棱镜）摄谱仪。谱仪。分光系统包含准光系统、色散系统和投影系统。分光系统包含准光系统、色散系统和投影系统。1、光栅的结

28、构及其色散作用、光栅的结构及其色散作用（1）光栅的结构）光栅的结构反射式衍射光栅是在衬底上周期地刻划很多微细的刻槽，一系列平行刻槽的间隔与波长相当，光栅表面涂上一层高反射率金属膜。光栅沟槽表面反射的辐射相互作用产生衍射和干涉。光栅公式：光栅公式： d (sinsin ) = n（2）光栅的色散原理）光栅的色散原理2、平面光栅摄谱仪的结构、平面光栅摄谱仪的结构 摄谱仪的作用摄谱仪的作用是将样品在激发光是将样品在激发光源中受激发而发射源中受激发而发射出来的含各种波长出来的含各种波长谱线的复合光，经谱线的复合光，经色散后得到按波长色散后得到按波长顺序排列的光谱，顺序排列的光谱，并进行光谱的记录并进行

29、光谱的记录或检测或检测。B准直透镜照明系统(lightingsystem)色散系统(dispersivesystem)投影系统（projection system)3、棱镜摄谱仪、棱镜摄谱仪原子发射光谱法中常用的检测方法有：原子发射光谱法中常用的检测方法有： 目视法、摄谱法、光电法目视法、摄谱法、光电法目视法目视法-用眼睛来检测、观察谱线强度的方法称为看谱法(仅适用于可见光段)。常用的仪器为看谱镜。看谱镜是一种小型的光谱仪，专门用于钢铁及有色金属的半定量分析。（三）检测系统（三）检测系统某些元素的原子或离子在被激发时，会辐射出各种不同某些元素的原子或离子在被激发时，会辐射出各种不同颜色的光。能

30、用眼睛来观察与辨认试样元素被激发时所颜色的光。能用眼睛来观察与辨认试样元素被激发时所辐射的焰光颜色及其亮度，就可粗略地估计试样物质的辐射的焰光颜色及其亮度，就可粗略地估计试样物质的主要成分及其含量的高低。这种发射光谱分析，称为目主要成分及其含量的高低。这种发射光谱分析，称为目视火焰光分析法。视火焰光分析法。摄谱法摄谱法-摄谱法是用感光板来记录光谱。将光谱感光板置于摄谱仪焦面上，接受被分析试样的光谱的作用而感光，再经过显影、定影等过程后，制得光谱底片，其上有许许多多黑度不同的光谱线，然后用映谱仪观察谱线的位置及大致强度，进行光谱定性分析及半定量分析；若采用测微若采用测微光度计测量谱线的黑度，则可

31、进行光谱定量分析。光度计测量谱线的黑度，则可进行光谱定量分析。1、光谱投影仪、光谱投影仪(Spectrum projector)在进行光谱定性分析及观察谱片时需要使用映谱仪。一般放大倍数为20倍左右，并与标准铁光谱图进行比较得出定性结果。黑度测量类似分光光度计的原理，使用的仪器称为测微黑度测量类似分光光度计的原理，使用的仪器称为测微（黑）光度计。（黑）光度计。摄谱并显像后在感光板上呈现出黑的谱线，感光层变黑的程度称为谱线黑度，它等于影像透过率T倒数的对数值，即： S = lg (1/T) = lg (I0/I)2、测微光度计（测黑度计）、测微光度计（测黑度计）-用来测量感光板谱线强弱 3、光电

32、法（光子检测器）、光电法（光子检测器）（1）光电池（硒光电池）：用半导体材料制成。可以不需外接电源就能产生较强的光电流，但不易放大，且易疲劳，常用于便携式仪器中。（2）光电管：光电管因敏感的光谱范围不同而分为蓝敏和红敏两种。（3）光电倍增管：不仅起到光电转换作用，同时还起到电流放大的作用。光电直读光谱仪定性依据：元素不同电子结构不同光谱不同特征光谱1. 元素的分析线、最后线、灵敏线、共振线分析线：分析线：复杂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；最后线：最后线：浓度逐渐减小，谱线强度减小，最后消失的谱线；灵敏线：灵敏线：最易激发的能级所产生的谱线，每种元素都有一条

33、或几条谱线最强的线，即灵敏线。最后线也是最灵敏线；共振线共振线：由第一激发态回到基态所产生的谱线；通常也是最灵敏线、最后线；（一）光谱定性分析五、光谱分析（1）标准试样光谱比较法 将要检出元素的纯物质和纯化合物与试样将要检出元素的纯物质和纯化合物与试样并列摄谱于同并列摄谱于同一感光板上一感光板上，在映谱仪上检查试样光谱与纯物质光谱。若两，在映谱仪上检查试样光谱与纯物质光谱。若两者谱线出现在同一波长位置上，即可说明某一元素的某条谱者谱线出现在同一波长位置上，即可说明某一元素的某条谱线存在。线存在。（2）铁光谱比较法：）铁光谱比较法： 铁光谱作标尺有如下特点：铁光谱作标尺有如下特点： 谱线多谱线多

34、 在在210- 660nm210- 660nm范围内有几千条谱线。范围内有几千条谱线。 谱线间距离都很近谱线间距离都很近 在上述波长范围内均匀分布。对每一条谱线波长，人们都在上述波长范围内均匀分布。对每一条谱线波长，人们都已进行了精确的测量。在实验室中有标准光谱图对照进行分析。已进行了精确的测量。在实验室中有标准光谱图对照进行分析。光谱半定量分析可以给出试样中某元素的大致含量。若分析光谱半定量分析可以给出试样中某元素的大致含量。若分析任务对准确度要求不高，多采用光谱半定量分析。例如钢材任务对准确度要求不高，多采用光谱半定量分析。例如钢材与合金的分类、矿产品位的大致估计等等，特别是分析大批与合金

35、的分类、矿产品位的大致估计等等，特别是分析大批样品时，采用光谱半定量分析，尤为简单而快速。样品时，采用光谱半定量分析，尤为简单而快速。（1）谱线呈现法）谱线呈现法（2）谱线黑度比较法）谱线黑度比较法（二）光谱半定量分析1、光谱定量分析的关系式、光谱定量分析的关系式 光谱定量分析主要是根据光谱定量分析主要是根据谱线强度谱线强度与与被测元素浓度被测元素浓度的关系来进的关系来进行的。当温度一定时谱线强度行的。当温度一定时谱线强度I与被测元素浓度与被测元素浓度c成正比，即成正比，即 I = ac 当考虑到谱线自吸时，有如下关系式当考虑到谱线自吸时，有如下关系式acbIcaIblglglg 发射光谱分析的基本关系式，称为塞伯-罗马金公式（经验式）自吸常数 b 随浓度c增加而