《仪器分析—原子发射光谱分析法》讲义

原子发射光谱分析法 Atomic emission spectroscopy AES 2021/222

2021/2/22 1 原子发射光谱分析法 Atomic emission spectroscopy AES

1. Introduction History and Development 2021/222

2021/2/22 2 1. Introduction History and Development

定性分析阶段 ◆1802年,Wo‖ aston,分光计,火焰中的钠黄线 ◆1860年, Kirchhoff和 Bunsen,证明谱线是由元 素而不是由分子产生的。这一发现将样品中的元 素与光谱线联系起来。并据发现了许多新的元素, 如:铯、铷、铊、铟、镓等。 ◆19世纪未到20世纪初, BarImer, Lyman, Pacchen, Brakeff and pfund,先后发现了氢光谱的5个线系, 奠定了光谱学理论的实验基础 ◆随后,Pank(普朗克)提出离子理论,Bohr(玻尔) 应用量子理论成功解释了氢光谱的归属,使原子 发射光谱与原子结构联系起来,完成了光谱分析 的第一阶段。 2021/222 3

2021/2/22 3 定性分析阶段 1802年，wollastion，分光计，火焰中的钠黄线 1860年，Kirchhoff 和 Bunsen，证明谱线是由元 素而不是由分子产生的。这一发现将样品中的元 素与光谱线联系起来。并据发现了许多新的元素， 如：铯、铷、铊、铟、镓等。 19世纪末到20世纪初，Barlmer, Lyman, Pacchen, Brakeff and Pfund, 先后发现了氢光谱的5个线系， 奠定了光谱学理论的实验基础。 随后，Plank(普朗克)提出离子理论，Bohr(玻尔) 应用量子理论成功解释了氢光谱的归属，使原子 发射光谱与原子结构联系起来，完成了光谱分析 的第一阶段

定量分析阶段 ◆19世纪20年代至50年代,罗马金和赛伯 分别提出定量分析的经验公式,把光谱 线强度和物质浓度联系了起来。 ◆罗马金进一步提出了罗马金-赛伯公式的 物理意义,完善了定量分析的基础。使 AES成为广泛应用的成分分析手段。 2021/222

2021/2/22 4 定量分析阶段 19世纪20年代至50年代，罗马金和赛伯 分别提出定量分析的经验公式，把光谱 线强度和物质浓度联系了起来。 罗马金进一步提出了罗马金-赛伯公式的 物理意义，完善了定量分析的基础。使 AES成为广泛应用的成分分析手段

现代阶段 ◆开始于19世纪60年代,由于光电谱仪在 工业中广泛应用, Fassel and greefield 把电感耦合等离子体电源应用于发射光 谱的手段,使分析性能有了显著的提高, 成为分析分析中最能用的多元素分析工 具 2021/222 5

2021/2/22 5 现代阶段 开始于19世纪60年代，由于光电谱仪在 工业中广泛应用，Fassel and Greefield 把电感耦合等离子体电源应用于发射光 谱的手段，使分析性能有了显著的提高， 成为分析分析中最能用的多元素分析工 具

当前 ◆经典光源(直流电弧、高压电火花和低压 交流电弧光源)→等离子体光源(微波、 直流、电感耦合等离子体光源) ◆摄谱仪→光电光谱仪 2021/222 6

2021/2/22 6 当前 经典光源(直流电弧、高压电火花和低压 交流电弧光源) →等离子体光源(微波、 直流、电感耦合等离子体光源) 摄谱仪→光电光谱仪

图1-10WsP-1型平面光栅摄谱仪外形图 2021/2/22

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习每 2021/222

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2基本原理 ◆2.1原子光谱的产生 原子的核外电子一般处在基态运动,当 获取足够的能量后,就会从基态跃迁到激发 态,处于激发态不稳定(寿命小于108s), 迅速回到基态时,就要释放出多余的能量 若此能量以光的形式出显,既得到发射光谱。 2021/222

2021/2/22 9 2 基本原理 2.1 原子光谱的产生 ◼ 原子的核外电子一般处在基态运动，当 获取足够的能量后，就会从基态跃迁到激发 态，处于激发态不稳定（寿命小于10-8 s）， 迅速回到基态时，就要释放出多余的能量， 若此能量以光的形式出显，既得到发射光谱

1)几个基本概念 ◆基态( Ground state) 原子处于最低能量状态。 ◆激发态( Excited state), Excited atom 当原子获得足够的能量后,就会使外层电子 从低能级跃迁至高能级。这种状态称之 ◆量子化 Quantised) 2021/222 10

2021/2/22 10 1) 几个基本概念 基态(Ground State) ◼ 原子处于最低能量状态。 激发态(Excited State), Excited Atom ◼ 当原子获得足够的能量后，就会使外层电子 从低能级跃迁至高能级。这种状态称之。 量子化(Quantised)