《生物仪器分析》课程教学课件（讲稿）第三章 原子发射光谱法

第三章原子发射光谱分析

第三章 原子发射光谱分析

3.1原子发射光谱分析(AES)

3.1 原子发射光谱分析（AES）

3.1.1概述 原子发射光谱分析(Atomic Emission Spectrosmetry,AES)，是根据处于激发态的待测 元素原子回到基态时发射的特征谱线对待测元素进 行分析的方法

3.1.1 概述 原子发射光谱分析（Atomic Emission Spectrosmetry, AES），是根据处于激发态的待测 元素原子回到基态时发射的特征谱线对待测元素进 行分析的方法

3.1.1概述 1.在激发光源中将被测物质蒸发、原子化、激发。 2. 由激发态返回基态或低能态，辐射出不同特征波长的 光，将被测定物质发射的复合光经分光装置色散成光 谱。 3. 根据光谱的谱线位置进行光谱定性分析，根据谱线强 度进行光谱定量分析。 光源 单色器 检测器

4 1. 在激发光源中将被测物质蒸发、原子化、激发。 2. 由激发态返回基态或低能态，辐射出不同特征波长的 光，将被测定物质发射的复合光经分光装置色散成光 谱。 3. 根据光谱的谱线位置进行光谱定性分析，根据谱线强 度进行光谱定量分析。 3.1.1 概述

原子发射光谱仪发展历史： 19世纪50年代发现原子发射现象，20世纪30年代得 到迅速发展. 原子发射光谱法在新元素发现方面作出很大贡献： Rb Cs Ga In TI Pr Nd Sm Ho Tm Yb Lu He Ne Ar Kr Xe

原子发射光谱仪发展历史： 19世纪50年代发现原子发射现象, 20世纪30年代得 到迅速发展. 原子发射光谱法在新元素发现方面作出很大贡献: Rb Cs Ga In Tl Pr Nd Sm Ho Tm Yb Lu He Ne Ar Kr Xe

o0 0o 火焰 电孤 ICP 感光板 光电倍增管 CCD

火焰 电弧 ICP 感光板 光电倍增管 CCD 火焰 电弧 ICP

3.1.1概述 导入 光系统 摄谱分析法：试样→ 电光源→高能态→低能态 感光板 把光分开 映谱仪（定性分析) 测微光度计（定量分析） 2.光电直读法：电光源激发，不需经过暗室处理 3.火焰光度法：火焰为激发光源（碱金属及个别碱土金属)

7 1. 摄谱分析法：试样 → 电光源→高能态→低能态 把光分开 2. 光电直读法：电光源激发，不需经过暗室处理 3. 火焰光度法：火焰为激发光源（碱金属及个别碱土金属） 导入 分光系统 感光板 映谱仪（定性分析） 测微光度计（定量分析） 3.1.1 概述

山东理子大军 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 3.1.1概述 原子发射光谱分析的特点 (1)多元素同时检测能力 可同时测定一个样品中的多种元素。 每一个样品一经激发后，不同元素都发射特征光谱，可同时测 定多种元素。 (2)灵敏度高 可进行痕量分析。 (3)选择性好。每种元素都可以产生各自的特征谱线，依次可以 确定不同元素的存在，是进行元素定性分析的较好方法。 (4)准确度较高ICP光源相对误差可在1%以下 (5)试样用量少，测定范围广 一般只需要几毫克到几十毫克 试样即可进行分析，还可以对特殊试样进行表面、微区和无损 分析。目前可测定70余种元素

原子发射光谱分析的特点 (1) 多元素同时检测能力 可同时测定一个样品中的多种元素。 每一个样品一经激发后，不同元素都发射特征光谱，可同时测 定多种元素。 (2) 灵敏度高 可进行痕量分析。 (3) 选择性好。每种元素都可以产生各自的特征谱线，依次可以 确定不同元素的存在，是进行元素定性分析的较好方法。 （4）准确度较高 ICP光源相对误差可在1%以下 （5）试样用量少，测定范围广 一般只需要几毫克到几十毫克 试样即可进行分析，还可以对特殊试样进行表面、微区和无损 分析。目前可测定70余种元素。 3.1.1 概述

3.2.1原子发射光谱法的基本原理 原子发射光谱的产生 在通常情况下，物质的原子处于基态，当受到外界能量的作用时，基态 原子被激发到激发态，同时还能电离并进一步被激发。激发态的原子或离子 不稳定（寿命约108$），以光（电磁辐射)形式放出能量，跃迁到较低能 级或基态，就产生原子发射光谱。 激发态 A基→A*→A+hV E* A+→A+*→A++hV 基态

9 在通常情况下，物质的原子处于基态，当受到外界能量的作用时，基态 原子被激发到激发态，同时还能电离并进一步被激发。激发态的原子或离子 不稳定（寿命约10-8 s），以光（电磁辐射）形式放出能量，跃迁到较低能 级或基态，就产生原子发射光谱。 基态 E* E 激发态 A基→A* → A + h A+→ A+* → A+ + h 一、原子发射光谱的产生 3.2.1 原子发射光谱法的基本原理

、原子发射光谱的产生 发射光谱的波长取决于跃迁前后两能级的能量差，即 △E=E*-E=hc/入=hv=hco 或入=hc/△E 。不同元素原子发射谱线的波长不同。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 的能量不同。 0每种元素都有自己的特征谱线一定性分析的依据

10 ¡ 发射光谱的波长取决于跃迁前后两能级的能量差，即 ΔE = E*-E = hc/λ= h =hc 或 λ= hc/ΔE ¡ 不同元素原子发射谱线的波长不同。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 的能量不同。 ¡ 每种元素都有自己的特征谱线——定性分析的依据。 一 、原子发射光谱的产生