冶金分析前沿：ICP法发射光谱分析ICP法检出限与几种方法的比较2011

P42 -43

表3.1 ICP法检出限与几种方法的比较

P52

只用一个化学系统（一块光栅）就能覆盖全部光谱范围（165～800nm）,则意味着仪器结构比较简单。采用很高刻线的光栅，则需附加低刻线密度的光栅，才能覆盖全部光谱范围，这就增加了光学系统的复杂性。亦有采用两块不同刻线密度（如2400刻线/mm和4320刻线/mm）的背靠背旋转光栅，可以覆盖全部光谱范围（165～800nm），既具有高分辨率而又不过于增加光学系统的复杂性。

目前采用高刻全息光栅的光谱范围在165～800nm（可分析铝167.020nm ），若配置适当的光学接口和检测器，还可扩展至小于150nm的远紫外光区（可分析氯134.724nm）。

具有代表性的光栅仪器是采用2400刻线/nm，一个光栅即可覆盖165～800nm的光谱范围。单色器焦距为1ms时，利用1、2级光谱，可使仪器具有很高的分辨率：在紫外区（小于320nm）为0.005nm，在320～800nm（一级光谱）为0.010nm。采用窄狭缝（如10um）,有很高的实际分辨率。短波段的谱线多，要求光谱仪有较高的分辨率，而长波区（大于500nm）

的谱线少得多，可以不要求有很高的分辨率。

具有这样分辨率的仪器对消除光谱干扰很有好处。可以很清晰分辨Fe四线——309.990nm、309.997nm、310.030nm、310.067nm，如图3.6所示。可以很好的分开镉228.802nm和砷228.812nm的光谱（图 3.7），使百倍于镉的砷不干扰微量镉的测定；磷213.617nm与铜213.598nm,磷214.914nm。与铜214.897nm的分析线均可以很好地分开。

P62-65

3.5 ICP-AES在冶金分析上的应用

从上述ICP光源的特点和ICP直读仪器的发展可以看出，ICP-AES分析法是冶金分析中一个很理想的分析方法，特别是高分辨率的ICP仪器更适合于各种冶金物料，复杂基体的冶金产品的直接测定，可以减少样品的前处理操作。因此，在冶金分析上应用日益广泛。从早期的综述性报道，便可以看出，ICP-AES法在钢铁及合金分析中的应用，以见报道测定的元素多达50个以上。但大部分应用报告往往集中在个仪器厂家的仪器应用交流资料中，公开发表的文献反而不如其它方法来得多。随着ICP仪器的普及，应用的领域不断扩大，公开报道才增多起来。最近十来年在国内冶金分析刊物上发表的应用报道明显增多。

在冶金分析中应用的首例报道，应属1975年Butler等人用ICP-AES法测定钢铁及其高合金钢中12个元素。早期的应用研究有：Endo,Tanaka,Watson,Ward等人分别报道用ICP-AES 法同时测定铁，低合金钢，不锈钢和高合金钢中痕量，低含量和常量元素的多元素分析方法。随着商品仪器的出现，进入20世纪80年代，不少文献{17~21}报道了同时测定铁，中低合金钢，不锈钢或高合金钢中10个以上元素的ICP方法，也有应用于钢铁中碳化物和稳定杂物分析，钢中酸溶铝的快速测定等方面的报道。早期的报道的虽然由于所用仪器性能的局限，或是在自己组装的分析装置上的工作，应用结果还不是很理想，但是已显出ICPAES法在冶金分析上的应用潜力。

20世纪90年代以来，ICP仪器的功能不断提高，多道直读及单道高速扫描性能的提高和仪器性价比的不断优化，具有全普特性的中阶梯光栅固体检测一起的出现，ICP-AES法已成为钢铁及其合金分析的常规手段，在冶金分析中的应用范围也迅速扩大。如文献{30}报道了ICP-AES法分析高碳铬铁；文献{31}报道了用ICP-AES法直接分析硒砥合金；文献{32}报道了用ICP-AES法对稀土硅铁进行全分析；文献{33}报道了用ICP-AES法分析炉渣中的主要成分；文献{34}报道了用ICP-AES法分析低碳铬铁；文献{35}报道了用离子交换法分离ICP-AES法定高纯铁中的痕量成分；李志波等用ICP-AES法直接测定高温合金中=1%的饸；邓玉惠等用ICP-AES法直接测定钢中0.5%的钒；陈建国等用ICP-AES法直接同时测定锌精矿中12个杂质元素；侯列奇等用TBP色层分离-ICP/AES法测定了锆合金中17个痕量杂质元素，测定范围20~1600ug/g；王春梅等采用背景校正法和干扰因子校正法，以ICPAES法直接测定铅锡焊料中锑，砷等9个中杂质元素；庞纪士采用ICP-AES法测定锂铝合金中常量的锂，铜，镁，

锰；王英滨用ICP-AES法测定氧化锆制品中的3%~14%的；朱明等用ICP-AES法直接测定

了热镀锌液中的铝，铁，镉，铅；凌礼照等用ICP-AES法测定特殊钢中主成分及残余元素铝，钴，铬；胥成民等用ICP-AES法测定了氟石粉中13个杂质元素的含量；张桂广等用ICP-AES 法测定了压铸锌合金中主，次和微量杂质元素。可以看出ICP-AES法已经在冶金生产过程中各种物料的分析得到了广泛的应用。对于冶金环境的检测——冶金生产中废水，废气，废料中有害元素的测定，ICP-AES法也是非常有效的分析手段。随着ICP-AES仪器制造技术的不断进步，近年来ICP的性价比不断优化，ICP-AES分析法已经日益成为实验室的常规分析手段。在各种冶金产品的分析上，在痕量成分的分析上，在标准物质定值分析上以及稀土元素分析等方面越来越得到普遍的应用。

3.5.1在钢铁合金产品常规分析中的应用

从各方面搜集到应用报告及作者实际使用结果来看，钢铁合金产品中常见元素，如铁，镍，钴，铜，硅。锰，磷，硼，铬，铝，钛，锆，钨，钼，钒，铌，砷，碲，铋，锡，铅，钙，镁，锫。等的常规分析均可用ICP仪器直接测定。Ebdon曾研究了冶金分析中，等离子体工作参数，炬管设计最佳化问题。随着ICP仪器的进步，商品仪器为适应多元素的测定，在优化ICP光源的发生器和炬管及进样系统的同时，采取适合于各个元素测定的折中方案来设置仪器的工作参数。在同一折中条件下，所有待测元素均可获得接近于最佳条件的分析结果。因此，应用ICP法进行钢铁合金样品的常规分析，操作变得十分简单，不用反复设定每个元素的工作参数，即可在同一个工作条件下，用同一个溶液同时测定多个元素。测定这些元素的中低含量（0.01%~10%）是，测量精度完全达到冶金分析对产品质量监控的要求；含量在1%~20%时，分析精度与湿式化学法相同；含量小于或等于1时%，则可由于化学法。而且可以在同一溶液中，不管是使用同时型或顺时型仪器，或含量高低进可同时测定。可以方便的产用常规化学标准样品绘制工作曲线，谱线强度与含量成简单的线性关系，无需采用其他矫正方法，即可直接测定。含量高于20%的元素，只要产用内标法消除物理化学因素的干扰，并用相近含量的控制样品进行单点校正，仍然可以达到与化学法相同的测定精度和准确性，可以应用高合金样品的分析。钢铁合金中那些在火焰中难以原子化的元素（如铌，钙。钼，钛，锆）在石墨炉中易生成难分解碳化物的元素（如铌，钨等），采用AAS法很难测定，而且ICP法很容易测定。。早期文献报道，仍为钢铁中微量硼，磷需要分离基体铁的干扰才能测定，而由于ICP性能的提高，现在产用高分辨率的仪器已可以直接测定。例如，使用高分辨率的中阶梯光栅仪器，不需分离铁，且不用扣除复杂背景，即可直接测定铁中低含量的硼，0.005%硼的测定精度RSD为5%，测定下线可达0.0002%RSD越10%。测定钢种微量的磷，采用分辨率优于0.010nm的仪器，仅需采用仪器的软件功能即干扰系数校正法，消除铜，钼的谱线干扰，无需分离，也可以测定0.005%的磷，RSD约为10%。

随着仪器性能的提高，一般认为ICP-AES法很难直接测定的钢铁中痕量硅，磷，硼，铝，钙，镁等元素，采用高分辨率的仪器，均可以得到很好的解决。

硅的测定采用基体匹配法经表样校正后，与硅212.412nm和硅251.612nm分析线，直接测定钢铁中硅的检出限可达0.0006%，比现行国家标准方法改善约两个数量级。

磷的测定采用178.211nm或213.617nm分析线，以多组分谱图拟合法（MSF）校正谱线干扰，无需分离，可以直接测定0.005%，

P66-67-68-69

以上的磷，检出限178.221nm为0.132ug／ml（纯水溶液）及0.243 ug／ml（铁基溶液），检出限213.617nm为0.015ug／ml（纯水溶液）及0.051 ug／ml（铁基溶液）

硼的测定可于249.678nm处直接测量，无须分离基体或进行干扰校正，测定0.0002%时,RSD 约为10%.

铝的测定采用394.401nm，以微波消解处理样品，测定下限为0.003%,方法检出限为0.0008%。

钙和钡的测定可分别在钙393.366nm和钡455.403nm分析线下，采用基体匹配法直接测定钢中痕量钙和钡，方法检出限分别为0.0002%和0.00015%。

这些元素的测定明显优于其他常规的分析手段。

ICP法属于发射光谱分析，所有元素都有特征谱线可供分析使用。它不同于AAS法需要有待测元素的空心阴极灯，也不同于光度法需要有该元素的特效试剂才能测定，因而成为分析实验室解决不常见元素的测定和特殊样品分析难题时非常有用的分析手段。特别是对化学性质极为相似的元素的分析，如铌和钽、锆与铪、镧与铈及其他稀土元素等，更显得有效。据不完全统计，使用ICP仪器作为常规分析手段，可完成实验室70%～80%的日常分析任务，充分显示出ICP分析方法在常规分析中的应用效率。

3.5.2 在原材料、铁合金分析中的应用

目前ICP法已经应用于冶金生产中原料辅料的质量检测。

孙哲平用Na2O2熔样，经HNO3酸化后，以ICP-AES法直接测定高碳铬铁中3.0%以下的硅，翟步英等用酸熔样，以ICP-AES法直接测定硒碲合金中5%以上的碲，刘毅生等采用Na

2O2熔样,经H2SO4酸化后, 以ICP-AES法测定稀土硅铁中硅、铁、镧、铈、镨、钕等主量成分及锰、铝、钛、钙等低含量元素；张建华等采用HCL＋HF＋HCLO4处理样品，并加钇做内标，以 ICP-AES法测定了炉渣中MgO. Al2O3、CaO、MnO、P2O5、SiO2、TFe、等主量成分；王英滨采用ICP-AES法测定氧化锆制品中的Y2O3；郝金女等用ICP-AES法测定低碳铬铁中钛、锰、铜、铝；郭汉文用离子交分离ICP-AES法测定高纯铁中痕量铝、镍、钙、镁；胥成民用等ICP-AES法测定氟石粉中杂质元素铝、镉、铬、铜、铁、钾、镁、锰、钠、磷、铅、钒、锌含量；曹孝先等用微波溶解-ICP法测定生铁中硅、锰、磷；陆勤月用ICP-AES法测定高纯铁中铝、磷、铜、镍、钙、镁、钛、锰、钒、铬含量；刘成花等用ICP-AES法测定铌铁铌，宋卫良等用ICP-AES法测定硅铁中锰、钛、铬、铜、镍、钼、钴、钒、钡、锆、镁等痕量元素。这些均取得了多元素同时测定、分析精度好的效果。

原材料、铁合金的分析与钢铁产品德常规分析相似。主要问题是样品溶解制备成待测溶液的问题，也是ICP法应用于原、燃、辅料分析中常常碰到的困难之一。除了能溶于酸中的样品外，其他通常要采用硫酸钠，焦硫酸钠熔融或碱融后酸化。这时除了考虑溶解效率外，还要考虑不同种类的溶剂可能带来的影响。TananKa和Fischer等曾分别研究了3g量的焦硫酸钠和1%硫酸氢钾对谱线强度的影响。采用氢氧化钠和氢氧化钾进行碱融，引入大量的

会产生离子化干扰。Ebdon对离子化干扰问题进行了研究。结果表明，易电离元

素对谱线强度无明显影响，即离子化干扰并不明显，但大量盐类的基体效应却不能不引起注意。当盐类的浓度并不太高（≤5%）时，只要校正溶液和试样溶液的熔剂种类及用量尽可能保持一致，对测定的影响不大，尽可能少用硫酸盐和磷酸盐，也可以通过加入内标元素予于校正。今年来由于微波溶样设备的普及，采用微波溶样技术处理原材料、铁合金样品，既可保存更多的待测成分又可简化溶样处理，最大限度减低引入酸类盐类的量，微波溶样与ICP-AES法测定相结合，将更充分发挥了ICP法在原材料、铁合金分析中的应用效率。

3.5.3 在钢铁合金中痕量分析的应用

ICP仪器的灵敏度不断提高，近十年来其灵敏度提高了1个数量级，如表3.1所示。很多元素的检出小于1 ug／l，不少元素的检出限已接近石墨炉AAS的水平。因此，ICP-AES 在钢铁合金中痕量分析的应用ICP法测定钢铁合金中痕量元素的实例。

应用ICP-AES法测定钢铁合金中痕量元素，一是提高方法的灵敏度，二是解决基体及共存元素的光谱干扰问题。表3.5列出的ICP-AES法直接测量痕量钙、锶、钡、镧、钪、钛、钒的方法，均为通过采取基体匹配法和干扰校正技术，解决钢铁合金基体的干扰:优化样品处理操作技术，降低并稳定了痕量分析的空白值，提高了测量精度，使测定下限比常规ICP 法降低了0.5～1个数量级。

要用ICP-AES法直接测定钢铁合金，尤其是高温合金中的痕量元素，应采用高分辨率的仪器，这对于抑制光谱干扰更显重要。优选分析谱线，采用可靠有效的干扰校正方法，解决基体及共存元素对痕量成分测定的光谱干扰，提高痕量分析的准确性，时目前许多分析工作者已经进行和正在深入研究的课题。

采用超声雾化进样，可使检出限降低0.5～1个数量级。但超声雾化器的记忆效应问题必须注意，并加于解决，才可以应用于钢铁合金中痕量的分析。

采用氢化物发生进样，可使ICP法的灵敏度提高1个数量级以上。氢化物发生ICP法（HG-ICP-AES法）是集分离与富集于一体，以气态氢化物进样的方式，可以消除基体干扰和降低检出限是测定痕量砷、铋、铅、锑、锡、硒、碲、锗等元素的有效方法（表3.6）

表3.6 HG-ICP-AES法测定钢铁合金中的元素

已见报道的氢化物发生ICP-AES法测定钢铁及其合金中的元素有砷、锑铋

锡（67～68）硒（64）碲（64）等。

目前氢化物发生装置已成为ICP仪器的定型配件，可以自动操作，对多个能形成氢化物的元素一起测定。例如，张晓菊等（48）操作，，采用氢化物发生ICP-AES法测定钢铁中痕量砷，测定下限为0.00041%，RSD为1.90%，我们曾用HG-ICP-AES法同时测定合金中痕量砷、锑、铋，测定下限为0.00005%，RSD小于20%，取得很好的效果。

化学分离ICP=AES法对于成分复杂的合金或存在严重普线干扰元素的试样的分析也很有效。只要使用简单的分离富集后，再用ICP法可以很好的解决痕量成分的测定难题。因为用于ICP-AES分析的分离富集方法，可以将多个待测元素一起分离同时测定，或者仅需将大部分干扰成分除去，只要将其干扰程度降低到仪器可以准确校正的水平即可，不必完全分离，这是通常化学法所无法比拟的。

从近几年来冶金分析相关刊物上公开发表的情况可以看出，P70

表3-7 ICP-AES在冶金分析中的应用实例

;,

P71.72

可以看出， ICP-AES分析方法已经深入到冶金生产过程中原料、燃料、辅料、中间合金、各个工艺过程的产品你、废水、废料以及坏境监测等各个领域，取得很好的效果。

随着ICP仪器性能的提高，仪器的短期稳定性已经可保持在0.3%～0.5%，长期稳定性可以保持在1.0%～1.5%，可给高含量成分的测定带来优异的精密度，使得采用ICP-AES法可以准确地同时测定冶金样品中主、次、痕量成分，在同一个溶液中可以直接测定含量在0.001%～60%的所有元素。

3.5.4在标准物质定值分析中的应用

ICP法应用于冶金标准物质的研制，是ICP法具有优越分析性能的必然发展。

标准物质的定值分析通常采用湿式化学法或光度法等具有可

在1992年ISO/TC17/SCI 14次委员会上决定将制定常规方法9（routine methods）作为ISO任务之一，对日常应用的方法，主要是仪器分析方法进行标准化。已经纳标的有ISO 10278：1995（测钢铁中锰）、ISO 13898：1997测钢铁中镍、钴、铜）、ISO 11535：1998（测铁矿石中铝、钙、镁、锰、磷、硅、钛）；日本在JIS在1989年就制订了硅、磷、锰、铬等11个元素以钇作内标的ICP-AES方法标准，1997年又制订了在酒石酸介质中铌的ICP-AES 方法标准。近年来ISO正着手制订硅、钨、钼、铌的ICP-AES法。为规范各仪器分析方法，ISO已着手制订ICP-AES应用导则（ISO/CD12235）［100］。

我国GB借鉴ISO、JIS等国外标准，在制订ICP-AES分析方法标准中，通过验证、试验引用国际、国外先进标准为国家标准方法，碳钢、低合金钢11个元素的测定方法已经起草完毕，正在审批中。采用ICP-AES法可以将硅、磷、钒、钛、铝、硒、锡及无害元素等的测定范围下延至ug/g级，采用ICP-AES法也可以研究将钢铁合金中的银、铟、镓等元素的分析方法列入标准。研究和制订ICP-AES多元素测定、拓展仪器分析方法是制订国家标准方法的当务之急［101］。

3.5.5在稀土元素分析上的应用

ICP法应用于稀土元素分析，是ICP分析性能的又一优越表现。稀土元素的化学性质极为相似，其测定方法一直是分析化学上的难题。采用高分辨率的ICP-AES仪器进行测定，被认为是目前较简便和有效的手段。

稀土元素的光谱线比较复杂，相互间存在着不同程度的干扰。建立稀土元素的分析谱线的光谱图及其相互干扰的校正，人们已经做了大一般来说，高分辨率的ICP-AES仪器在分析稀土样品时，大多数稀土元素及其他元素的干扰较小工作［103.104］，校正因子K值很小［104.105］；但钕、钐、镨、铈等K值较大,须加以校正，如镝、钕、钬、铒、对铈（404.76nm）的干扰；铽对钐、铒、钬、的干扰；铥对铽（359.29nm）的干扰；镝、镱、钆对铽（350.92nm）的干扰等，钕、镨对许多稀土元素分析线有较严重的干扰。为解决稀土元素的光谱干扰问题，现有采用基体匹配法、校正因子法、迭代法、PLS法进行校正的［104.106.107］。倪敏等［108］研究了ICP-AES法中稀土元素的相互干扰，对稀土元素的37条分析谱线同时综合考察稀土元素间的相互干扰情况，并用几种校正方法进行了比较。认为基体匹配法不适宜大量实际样品的分析，采用校正因子可适用于大量样品的分析，但往往不能有效地扣除稀土元素间的交互影响。稀土元素的光谱干扰及其校正，仍是一个有待深入研究解决的课题。目前稀土合金及稀土产

品的分析和钢铁中微量稀土分量的测定仍然以高分辨率ICP仪器的ICP-AES分析方法最为有效［109］。表3.8为各个稀土元素的ICP-AES法检出限。

表3.8 稀土元素ICP-AES分析法的检出限（ug/L）

3.5.6冶金分析中ICP-AES法的干扰校准

ICP-AES法与其他光谱分析方法一样，也存在着物理化学干扰和光谱干扰，如溶液进样所带来的物理化学干扰、钢铁基体所造成的集体效应干扰、共存元素相互之间的谱线部分重叠和完全重叠的谱线干扰。各个元素的干扰程度与光谱仪的性能及操作条件有关，实际应用中出现的情况也有所不同。这些干扰问题的解决，是扩大ICP-AES法再冶金分析中应用的关键。ICP法在冶金分

原子发射光谱法及其应用

原子发射光谱法及其应用 摘要：本文介绍了原子发射光谱法的原理、特点及分析仪器。并对原子发射光谱法尤其是电感耦合等离子体原子发射光谱法在环境、冶炼、矿产开发、材料等领域的应用做了介绍。 关键词：原子发射、光谱法、应用 1.原子发射光谱法概述 1.1原子发射光谱法简介 原子发射光谱法（AES，atomic emission spectrometry），是依据各种元素的原子或离子在热激发或电激发下，发射特征的电磁辐射，而进行元素的定性与定量分析的方法，是光谱学各个分支中最为古老的一种。 原子发射光谱法的研究对象是被分析物质所发出的线光谱，利用待测物质的原子或离子所发射的特征光谱线的波长和强度来确定物质的元素种类及其含量。 原子发射光谱分析过程分为三步，即激发、发光和检测。第一步是利用激发光源使试样蒸发，解离成原子，或进一步解离成离子，最后使原子或离子得到激发，发射辐射；第二步是利用光谱仪把光源发射的光按波长展开，获得光谱；第三步是利用检测系统记录光谱，测量谱线波长、强度，根据谱线波长进行定性分析，根据谱线强度进行定量分析。 1.2原子发射光谱法发展概况 原子发射光谱法是光学分析法中产生和发展最早的一种。早在1860年，德

国学者霍夫（Kirchhoff）和本生（Bunsen）把分光镜应用于化学分析，发现了光谱与物质组成之间的关系，确认和证实各种物质都具有其特征光谱，从而奠定了光谱定性分析的基础。 随着光谱仪器和光谱理论的发展，发射光谱分析进入了新的阶段。火焰、火花和弧光光源稳定性的提高，给定量分析的发展开辟了道路。20世纪20年代，W.Gerlach提出了内标原理，奠定了定量分析的基础；30年代，棱镜光谱仪形成了系列，促进了定量分析的发展，形成了定量分析的经验公式；40年代，棱镜光谱仪飞速发展，使发射光谱分析得到了广泛的应用；50年代，光栅光谱仪基本上形成系列；60年代，电感耦合等离子体（ICP）光源的引入，大大推动了发射光谱分析的发展。 近几十年来，中阶梯光栅光谱仪、干涉光谱仪等仪器的出现，加之电子计算机的应用，使发射光谱分析进入了自动化阶段。 原子发射光谱法不仅过去曾在原子结构理论的建立及元素周期表中某些元素的发现过程中对科学的发展起到重要推动作用，而且已经并将继续在各种材料的定性定量分析中占有重要地位。 1.3原子发射光谱法的特点 与其他分析方法相比，原子发射光谱法具有如下特点。 （1）灵敏度高。一般光源灵敏度可达0.1~10μg·g-1(或μg·ml-1），ICP 光源可达10-4~10-3μg·ml-1。 （2）选择性好。每种元素的原子被激发后，都产生一组特征光谱，根据这些特征光谱，便可以准确无误地确定该元素的存在，所以发射光谱分析至今仍是元素定性分析的最好方法。

元素分析知识总结

元素分析知识总结 第一章．原子吸收光谱 1·共振线，第一共振线 共振吸收线：原子由基态跃迁到激发态所吸收的谱线。 第一共振线：由基态跃迁到能量最低的激发态所吸收的谱线。这条谱线强度最大， 灵敏度最高。 2·原子吸收谱线的自然宽度、中心频率、半峰宽 原子吸收线并非是一条严格的几何线，而是占据着极窄的频率范围，具有一定 的自然宽度。原子吸收光谱的轮廓以原子吸收谱线的中心频率和半宽度来表征。 半宽度(Δv):是指在极大吸收系数一半处，吸收光谱线轮廓上两点之间的频率差。 海森堡测不准原理：当核外电子跃迁到激发态时，激发态的能级和电子在激发态 停留的时间是测不准的，具有不确定度。即： E1 :E1 ±ΔE t1 : t1 ±Δt ΔE·Δt≥h/2π 只有当Δt→∞，ΔE→0 ，此时激发态的能量E1 才有定值，但是电子在激发态的时间只有约10-8，所以激发态的能量E1 是测不准的，只能是一个范围。 而电子在基态是稳定的，所以电子在基态停留时间的Δt→∞，所以ΔE→0 ， 基态能量E0具有定值。所以V= (E1 - E0）/h 是测不准的，中心频率具有不 确定度，所以原子吸收线具有自然宽度。自然宽度（ΔυN)一般为10-5nm数量 级。 中心频率半峰宽 3·为什么原子吸收线具有自然宽度？ 根据海森堡测不准原理：ΔE·Δt≥h/2π 电子在基态是稳定的，所以电子在基态停留时间的Δt→∞，所以ΔE→0 ， 基态能量E0具有定值。而电子在激发态的时间只有约10-8，所以激发态的能量 E1 是测不准的，只能是一个范围。所以谱线的频率V= (E1 - E0）/h 是测不准 的，中心频率具有不确定度，所以原子吸收线具有自然宽度。自然宽度（Δυ N)一般为10-5nm数量级。

元素常用光谱特征线解析

元素常用光谱特征线

377.764 206.170 Bi 223.061 222.825 Hg 184.957* 253.652 227.658 306.772 239.356 405.393 Ca 422.673 272.164 Ho 410.384 410.109 393.367 412.716 396.847 417.323 242.4.93 256.015 Co 240.7.25 304.4.00 In 303.936 325.609 352.6.85 410.476 252.1.36 451.132 359.349 263.942 Cr 357.869 360.533 Ir 263.971 266.479 425.437 284.972 427.480 237.277 894.350 404.414 Cs 852.110 455.536 K 766.491 404.720 459.316 769.898 216.509 357.443 Cu 324.754 217.894 La 550.134 392.756 218.172 407.918 327.396 494.977 419.485 Dy 421.172 404.599 Li 670.784 274.120 394.541 323.261 394.470 279.553 308.147 Mg 385.213 202.580 Lu 335.956 328.174

283.306 244.791 319.990 Pd 247.642 276.309 340.458 Ti 364.268 363.546 365.350 399.864 491.403 231.598 Pr 495.136 504.553 513.342 Tl 276.787 237.969 258.014 377.572 214.423 355.082 Pt 265.945 248.717 283.030 U 351.463 358.488 394.382 306.471 415.400 420.185 382.856 Rb 789.023 421.556 V 318.398 318.540 794.760 437.924 345.188 265.654 Re 346.046 242.836 W 255.135 268.141 346.473 294.740 339.685 410.238 Rh 343.489 350.252 369.236 370.091 Y 407.738 412.831 414.285 372.803 266.449 Ru 349.894 379.940 Yb 398.799 267.198 346.437 206.833 202.551 Sb 217.581 212.739 Zn 213.856 206.191 231.147 307.590

光谱分析知识点

原子发射光谱分析 1、原子发射光谱分析的基本原理（依据） 2、ICP光源形成的原理及特点（习题2） ：ICP是利用高频加热原理。 当在感应线圈上施加高频电场时，由于某种原因（如电火花等）在等离子体工作气体中部分电离产生的带电粒子在高频交变电磁场的作用下做高速运动，碰撞气体原子，使之迅速、大量电离，形成雪崩式放电，电离的气体在垂直于磁场方向的截面上形成闭合环形的涡流，在感应线圈内形成相当于变压器的次级线圈并同相当于初级线圈的感应线圈耦合，这种高频感应电流产生的高温又将气体加热、电离，并在管口形成一个火炬状的稳定的等离子体焰矩。 其特点如下： 工作温度高、同时工作气体为惰性气体，因此原子化条件良好，有利于难熔化合物的分解及元素的激发，对大多数元素有很高的灵敏度。 （2）由于趋肤效应的存在，稳定性高，自吸现象小，测定的线性范围宽。（3）由于电子密度高，所以碱金属的电离引起的干扰较小。 （4）ICP属无极放电，不存在电极污染现象。 （5）ICP的载气流速较低，有利于试样在中央通道中充分激发，而且耗样量也较少。 （6）采用惰性气体作工作气体，因而光谱背景干扰少。 3、掌握特征谱线、共振线、灵敏线、最后线、分析线的含义及其它们之间的内 在联系。（习题3） 4、：由激发态向基态跃迁所发射的谱线称为共振线(resonance line)。共振线 具有最小的激发电位，因此最容易被激发，为该元素最强的谱线。 5、灵敏线(sensitive line) 是元素激发电位低、强度较大的谱线，多是共振 线(resonance line)。 最后线(last line) 是指当样品中某元素的含量逐渐减少时，最后仍能观察到的几条谱线。它也是该元素的最灵敏线。 进行分析时所使用的谱线称为分析线(analytical line)。 由于共振线是最强的谱线，所以在没有其它谱线干扰的情况下，通常选择共振线作为分析线。 发射光谱定性分析的基本原理和常用方法。（习题5 由于各种元素的原子结构不同，在光源的激发下，可以产生各自的特征谱线，其波长是由每种元素的原子性质决定的，具有特征性和唯一性，因此可以通过检查谱片上有无特征谱线的出现来确定该元素是否存在，这就是光谱定性分析的基础。 进行光谱定性分析有以下三种方法： （1）比较法。将要检出元素的纯物质或纯化合物与试样并列摄谱于同一感光板上，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线存在。本方法简单易行，但只适用于试样中指定组分的定性。

元素常用光谱特征线(绝大部分元素)

原子吸收光谱各元素常用谱线 元素常用光谱特征线 元素灵敏线次灵敏线元素灵敏线次灵敏线 Ag328.068338.289Er400.797415.110 381.033 393.702 397.360 Al309.271308.216 309.284 394.403 396153 Eu459.403 311.143 321.057 462.722 466.188 As188.990193.696 197.197 Fe248.327 208.412 248.637 252.285 302.064 Au242.795267.595 274.826 312.278 Ga287.424 294.418 403.298 417.206 B249.678249.773Gd368.413371.357 371.748 378.305 407.870 Ba553.548270.263 307.158 350.111 388.933 Ge265.158 259.254 270.963 275.459 Be234.861313.042 313.107 Hf307.288 286.637 290.441 302.053 377.764 Bi223.061206.170 222.825 227.658 306.772 Hg184.957*253.652 Ca422.673239.356 272.164 393.367 396.847 Ho410.384 405.393 410.109 412.716 417.323

Co240.7.25242.4.93 304.4.00 352.6.85 252.1.36 In303.936 256.015 325.609 410.476 451.132 Cr357.869359.349 360.533 425.437 427.480 Ir263.971 263.942 266.479 284.972 237.277 Cs852.110894.350 455.536 459.316 K766.491 404.414 404.720 769.898 Cu324.754216.509 217.894 218.172 327.396 La550.134 357.443 392.756 407.918 494.977 Dy421.172419.485 404.599 394.541 394.470 Li670.784 274.120 323.261 Mg385.213279.553 202.580 230.270 Lu335.956 308.147 328.174 331.211 356.784 Mn279.482222.183 280.106 403.307 403.449 Se196.090 203.985 206.219 207.479 Mo313.259317.035 319.400 386.411 390.296 Si 251.612 250.690 251.433 252.412 252.852 Na588.995330.232 330.299 589.592 Sm429.674 476.027 520.059 528.291 Nb334.371334.906 358.027 407.973 412.381 Sn224.605 235.443 286.333 Nd463.424 468.35 489.693 492.453 562.054 Sr460.733 242.810 256.947 293.183 407.771 Ni232.003231.096Ta271.467255.943

第一章原子发射光谱法解读

第一章、原子发射光谱法 一、选择题 1.闪耀光栅的特点之一是要使入射角α、衍射角β和闪耀角θ之间满足下列条件( ) (1) α=β(2) α=θ(3) β=θ(4) α=β=θ 2光栅公式[nλ= b(Sinα+ Sinβ)]中的b值与下列哪种因素有关？( ) (1) 闪耀角(2) 衍射角(3) 谱级(4) 刻痕数(mm-1) 3. 原子发射光谱是由下列哪种跃迁产生的？( ) (1) 辐射能使气态原子外层电子激发(2) 辐射能使气态原子内层电子激发 (3) 电热能使气态原子内层电子激发(4) 电热能使气态原子外层电子激发 4. 摄谱法原子光谱定量分析是根据下列哪种关系建立的(I——光强, N基——基态原子数, ?S——分析线对黑度差, c——浓度, I——分析线强度, S——黑度)？( ) (1) I－N基(2) ?S－lg c(3) I－lg c(4) S－lg N基 5. 下述哪种光谱法是基于发射原理？( ) (1) 红外光谱法(2) 荧光光度法(3) 分光光度法(4) 核磁共振波谱法 6. 当不考虑光源的影响时，下列元素中发射光谱谱线最为复杂的是( ) (1) K(2) Ca(3) Zn(4) Fe 7. 以光栅作单色器的色散元件，若工艺精度好，光栅上单位距离的刻痕线数越多，则( ) (1) 光栅色散率变大，分辨率增高(2) 光栅色散率变大，分辨率降低 (3) 光栅色散率变小，分辨率降低(4) 光栅色散率变小，分辨率增高 8. 发射光谱定量分析选用的“分析线对”应是这样的一对线( ) (1) 波长不一定接近，但激发电位要相近(2) 波长要接近，激发电位可以不接近 (3) 波长和激发电位都应接近(4) 波长和激发电位都不一定接近 9. 以光栅作单色器的色散元件，光栅面上单位距离内的刻痕线越少，则( ) (1) 光谱色散率变大，分辨率增高(2) 光谱色散率变大，分辨率降低 (3) 光谱色散率变小，分辨率增高(4) 光谱色散率变小，分辨率亦降低 10. 在下列激发光源中,何种光源要求试样制成溶液？( ) (1)火焰(2)交流电弧(3)激光微探针(4)辉光放电 11. 用发射光谱进行定性分析时,作为谱线波长的比较标尺的元素是( ) (1)钠(2)碳(3)铁(4)硅 12. 基于发射原理的分析方法是( ) (1) 光电比色法(2) 荧光光度法(3) 紫外及可见分光光度法(4) 红外光谱法 13. 发射光谱法用的摄谱仪与原子荧光分光光度计相同的部件是( ) (1)光源(2)原子化器(3)单色器(4)检测器 14. 下面哪些光源要求试样为溶液, 并经喷雾成气溶胶后引入光源激发？( ) (1) 火焰(2) 辉光放电(3) 激光微探针(4) 交流电弧 15. 发射光谱分析中, 具有低干扰、高精度、高灵敏度和宽线性范围的激发光源是( ) (1) 直流电弧(2) 低压交流电弧(3) 电火花(4) 高频电感耦合等离子体 16. 电子能级差愈小, 跃迁时发射光子的( ) (1) 能量越大(2) 波长越长(3) 波数越大(4) 频率越高 17. 光量子的能量正比于辐射的( ) (1)频率(2)波长(3)传播速度(4)周期 18. 下面哪种光源, 不但能激发产生原子光谱和离子光谱, 而且许多元素的离子线强度大于原子线强度？( )

光谱分析-原子发射光谱仪-ICP-iCAP7000-Qtegra软件操作规程

iCAP 7000 Qtegra 软件操作规程 1.确认实验条件准备 1.1室内湿度达到22~25度，湿度为40~65%,且保持恒定。 1.2打开排风设备, 确认稳压器供电稳定，零地电压<５v 1.3确认氩气供应充足，分压调至0.6Ｍpa. 钢瓶内总压不小于1.5Ｍpa。开大量 流吹扫仪器半小时（若仪器长是间未开，建议大流量吹扫2小时以上） 1.4确认冷却循环水水量充足，打开冷却循环水（确保仪器大量吹扫后开水机）， 查看水压，未点火之前为85psi. 点火后约为75psi。水温是否设定在20度 1.5 安装好蠕动泵管，开泵，设定雾化器流量0.5l/min. 检查进样排废情况。 2.点燃等离子体 2.1 打开仪器主机左侧电源开关, 双击仪器控制软件, 打开软件控制界面板. 如下图所示. 2.2 确认所有联锁正常,如下图所示, 全部亮绿灯后, 方可以点燃等离子体.

2.3 点击控制面板上的, 弹出如下对话框,按实际需要设定点火后的参数. Warm up仪器预热时间, 通常设定为15~20 minutes. Spectrometer Optimization 光谱仪优化,建议勾选, Run performance Check 及 perform Detection Limit Check 为仪器性能检查, 日常测试可不勾选. 若使用手动进样, 则将Use Manual Sampling 勾选上. 并设定wash time通常都设定为30s, 若测定样品比较容易残留管路, 可将值设大些, Uptake time 表示样品提升时间,根据进样管路长度设定,通常设定为30s. 设置完成后,点击OK, 仪器开始自动预热,按软件提示,将样品管放出纯水中.约20min分钟后,仪器预热及光谱仪优化成功.软件提示success.如下图所示. 检查log view （下图红框）中的光谱仪优化后的x,y 值, 要求分别控制在±3以内.

ICP发射光谱法的特点

ICP发射光谱法的特点 ICP光谱法是上世纪60年代提出、70年代迅速发展起来的一种分析方法，它的迅速发展和广泛应用是与其克服了经典光源和原子化器的局限性分不开的，与经典光谱法相比它具有如下优点： 1. 因为ICP光源具有良好的原子化、激发和电离能力，所以它具有很好的检出限。对于多数元素，其检出限一般为0.1～100ng/ml。 2. 因为ICP光源具有良好的稳定性，所以它具有很好的精密度，当分析物含量不是很低即明显高于检出限时，其RSD一般可在1%以下，好时可在0.5%以下。 3. 因为ICP发射光谱法受样品基体的影响很小，所以参比样品无须进行严格的基体匹配，同时在一般情况下亦可不用内标，也不必采用添加剂，因此它具有良好的准确度。这是ICP光谱法最主要的优点之一。 4. ICP发射光谱法的分析校正曲线具有很宽的线性范围，在一般场合为5个数量级，好时可达6个数量级。 5. ICP发射光谱法具有同时或顺序多元素测定能力，特别是固体成像检测器的开发和使用及全谱直读光谱仪的商品化更增强了它的多元素同时分析的能力。 6. 由于ICP发射光谱法在一般情况下无须进行基体匹配且分析校正曲线具有很宽的线性范围，所以它操作简便易于掌握，特别是对于液体样品的分析。 ICP发射光谱法除具有上述主要优点外目前尚有一些局限性，主要体现在以下几个方面： 1. 对于固体样品一般需预先转化为溶液，而这一过程往往使检出限变坏。 2. 因为工作时需要消耗大量Ar气，所以运转费用高。 3. 因目前的仪器价格尚比较高，所以前期投入比较大。 4. ICP 发射光谱法如果不与其他技术联用，它测出的只是样品中元素的总量，不能进行价态分析。 ICP发射光谱法测定的是样品中的多种元素，它可以进行定性分析、半定量分析和定量分析，它的定性分析通常准确可靠，而且在原子光谱法中它是唯一一种可以进行定性分析的方法。 ICP发射光谱法的应用领域广泛，现在已普遍用于水质、环境、冶金、地质、化学制剂、石油化工、食品以及实验室服务等的样品分析中。截止到上世纪80年代初，用ICP发射光谱法就已测定过多达78种元素，目前除惰性气体不能进行检测和元素周期表的右上方的那些难激发的非金属元素如C、N、O、F、Cl及元素周期表中碱金属族的H、Rb、Cs的测定结果不好外，它可以分析元素周期表中的绝大多数元素。 ICP发射光谱法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。 ICP发射光谱法包括了三个主要的过程，即： 由plasma提供能量使样品溶液蒸发、形成气态原子、并进一步使气态原子激发而产生光辐射； 将光源发出的复合光经单色器分解成按波长顺序排列的谱线，形成光谱； 用检测器检测光谱中谱线的波长和强度。 由于待测元素原子的能级结构不同，因此发射谱线的特征不同，据此可对样品进行定性分析；而根据待测元素原子的浓度不同，因此发射强度不同，可实现元素的定量测定。 优点： 1. 多元素同时检出能力。 可同时检测一个样品中的多种元素。一个样品一经激发，样品中各元素都各自发射出其特征

ICP发射光谱常见问题

ICP发射光谱常见问题 １、影响等离子体温度的因素有： 载气流量：流量增大，中心部位温度下降； 载气的压力：激发温度随载气压力的降低而增加； 频率和输入功率：激发温度随功率增大而增高，近似线性关系，在其他条件相同时，增加频率，放电温度降低； 第三元素的影响：引入低电离电位的释放剂（如T1）的等离子体，电子温度将增加。 ２、电离干扰的消除和抑制 原子在火焰或等离子体的蒸气相中电离而产生的干扰。它使火焰中分析元素的中性原子数减少，因而降低分析信号。在标准和分析试样中加入过量的易电离元素，使火焰或等离子体中的自由电子浓度稳定在相当高的水平上，从而抑制或消除分析元素的电离。此外，由于温度愈高，电离度愈大，因此，降低温度也可减少电离干扰。 ３、试剂酸度对ICP-AES法的干扰效应主要表现在哪些方面？ 提升率及其中元素的谱线强度均低于水溶液；随着酸度增加，谱线强度显著降低；各种无机酸的影响并不相同，按下列顺序递增：HCl HNO3 HClO4 H3PO4 H2SO4；谱线强度的变化与提升率的变化成正比例。 ４、ICP-AES法中的光谱干扰主要存在的类型 谱线干扰；谱带系对分析谱线的干扰； 连续背景对分析谱线的干扰； 杂散光引起的干扰。 ５、ICP-AES法分析中灵敏度漂移的校正 在测定过程中，气体压力改变会影响到原子化效率和基态原子的分布；另外，毛细管阻塞、废液排泄不畅，会使溶液提升量和雾化效率受到影响；以及电压变化等诸多因素都会使灵敏度发生漂移，其校正方法可每测１０个样品加测一个与样品组成接近的质控样，并根据所用仪器的新旧程度适当缩短标准化的时间间隔。 ６、ICP分析中如何避免样品间的互相沾污？ 测量时，不要依次测量浓度悬殊很大的样品，可把浓度相近的样品放在一起测定，测定样品之间，应用蒸馏水或溶剂冲洗之。 ７、ICP-AES法中，用来分解样品的酸，必须满足的条件 尽可能使各种元素迅速、完全分解；所含待测元素的量可忽略不计；分解样品时，待测元素不应损失；与待测元素间不形成不溶性物质；测定时共存元素的影响要小；不损伤雾化器、炬管等。 ８、在ICP-AES法中，为什么必须特别重视标准溶液的配置？ 不正确的配置方法将导致系统偏差的产生；介质和酸度不合适，会产生沉淀和浑浊；元素分组不当，会引起元素间谱线干扰；试剂和溶剂纯度不够，会引起空白值增加、检测限变差和误差增大。 ９、配制ICP分析用的多元素贮备标准溶液的注意事项 溶剂用高纯酸或超纯酸；用重蒸的离子交换水；使用光谱纯、高纯或基准物质； 把元素分成几组配制，避免谱线干扰或形成沉淀。 １０、当采用有机试剂进行ICP分析时，有哪些特殊要求？ 高频功率一般应高于水溶液试样；冷却气流量要增高，载气流量要减少，同时应通入较高流量的辅助气；对炬管的结构和安装也有某些特殊要求；多采用链状结构的有机溶剂作稀释剂。 １１、什么叫稀释剂？ICP-AES法用的稀释剂有哪些要求？ 一般粘度大的试样，用气动雾化进样较难，常用低粘度的有机溶剂去稀释试样，这种有机溶剂称为稀释剂。对其要求有：①粘度较低； ②分子中的碳原子数较少；③有中等的挥发性；④不产生或少产生有毒气体；⑤允许有较高的进样量而不致使等离子体熄灭；⑥在炬管口产生的碳沉积较少。 12、稀释剂对ICP分析有哪些影响？ 稀释剂的粘度对雾化进样、速率产生影响；密度、粘度和表面张力影响形成雾滴的初始致敬；沸点影响雾滴的挥发及进入ICP通道的有机溶剂蒸发量，从而影响ICP的稳定性。

最常用的表面分析技术-电子能谱思考题

《电子能谱思考题》 1. 最常用的表面分析技术有哪些? 它们各自可测的元素有哪些？它们可获得哪些表面信息？它们各有何优点？ XPS、AES和SIMS是目前广泛使用的三种最常用的表面分析技术。XPS和AES 可检测原子序数>2的所有元素；而SIMS可检测所有的元素。XPS主要获取表面元素和化学键信息，此外还可得到元素深度分布和价带结构等信息；AES主要获取表面元素信息，此外还可得到元素深度分布和表面成像以及化学键等信息；SIMS主要获取表面元素和同位素信息，此外还可得到元素深度分布和表面成像以及化合物等信息。XPS的最大特色在于能获取丰富的化学信息，定量分析好，对样品表面的损伤最轻微；AES的最大特色是空间分辨力非常好，具有很高的微区分析能力，可进行表面分布成像。SIMS的最大特色是检测灵敏度非常高，并可分析H和He以及同位素，可作微区、微量分析以及有机化学分析。 2. 用电子能谱进行表面分析对样品有何一般要求？有哪些清洁表面的常用制备方法？ 由于电子能谱测量要在超高真空中进行，测量从样品表面出射的光电子或俄歇电子。所以对检测的试样有一定的要求：即样品在超高真空下必须稳定，无腐蚀性，无磁性，无挥发性。另外在样品的保存和传送过程中应尽量避免样品表面被污染。在任何时候，对被分析样品的表面都应尽量少地接触和处理。 常用清洁表面的制备方法有：真空解理、断裂，稀有气体离子溅射，真空刮削，高温蒸发，真空制备薄膜等。 3. 什么是化学位移和终态效应？它们有何实际应用？ 原子因所处化学环境不同而引起的内壳层电子结合能变化，在谱图上表现为谱峰的位移，这种现象称为化学位移。所谓某原子所处化学环境不同有两方面的含义：一是指与它相结合的元素种类和数量不同；二是指原子具有不同的价态。 电子的结合能与体系的终态密切相关。由电离过程中引起的各种激发产生的不同体系终态对电子结合能的影响称为终态效应。电离过程中除了驰豫现象外，还会出现诸如多重分裂，电子的震激(Shake up)和震离(Shake off)等激发状态。这些复杂现象的出现同体系的电子结构密切相关，它们在XPS谱图上表现为除正常光电子主峰外，还会出现若干伴峰。 化学位移和终态效应常用来作元素化学态的识别，并可以推知原子结合状态和电子分布状态。此外它们还可以给出某些体系的结构信息。它们可提供材料表面丰富的物理和化学信息。 4. 在XPS谱图中可观察到几种类型的峰？从XPS谱图中可得到哪些表面有关的物理和化学信息？

仪器分析总习题及参考答案

1、试述“仪器分析”是怎样的一类分析方法？有何特点？大致分哪几类？具体应用最广的 是哪两类？ 2、光谱法的仪器通常由哪几部分组成？它们的作用是什么？ 光谱法的仪器由光源、单色器、样品容器、检测器和读出器件五部分组成。作用略。 3、请按照能量递增和波长递增的顺序，分别排列下列电磁辐射区：红外线，无线电波，可 见光，紫外光，X射线，微波。 能量递增顺序：无线电波、微波、红外线、可见光、紫外光、X射线。 波长递增顺序：X射线、紫外光、可见光、红外线、微波、无线电波。 4、解释名词电磁辐射电磁波谱发射光谱吸收光谱荧光光谱原子光谱 分子光谱特征谱线 电磁辐射――电磁辐射是一种以巨大速度通过空间传播的光量子流，它即有波动性，又具有粒子性． 电磁波谱――将电磁辐射按波长顺序排列，便得到电子波谱．电子波谱无确定的上下限，实际上它包括了波长或能量的无限范围． 发射光谱――原来处于激发态的粒子回到低能级或基态时，往往会发射电磁辐射，这样产生的光谱为发射光谱． 吸收光谱――物质对辐射选择性吸收而得到的原子或分子光谱称为吸收光谱． 荧光光谱――在某些情形下，激发态原子或分子可能先通过无辐射跃迁过渡到较低激发态，然后再以辐射跃迁的形式过渡到基态，或者直接以辐射跃迁的形式过渡到基态。通过这种方式获得的光谱，称为荧光光谱． 原子光谱――由原子能级之间跃迁产生的光谱称为原子光谱． 分子光谱――由分子能级跃迁产生的光谱称为分子光谱． 特征谱线――由于不同元素的原子结构不同（核外电子能级不同），其共振线也因此各有其特征。元素的共振线，亦称为特征谱线。 5、解释名词：灵敏线共振线第一共振线 共振线――由任何激发态跃迁到基态的谱线称为共振线． 主共振线――由第一激发态回到基态所产生的谱线；通常是最灵敏线、最后线 灵敏线――元素的灵敏线一般是指强度较大的谱线，通常具有较低的激发电位和较大的跃迁几率。 AAS 解释下列名词：多普勒变宽、谱线轮廓、光谱通带、释放剂、峰值吸收积分吸收锐线光源多普勒变宽――又称为热变宽，它是发射原子热运动的结果，主要是发射体朝向或背向观察器运动时，观测器所接收到的频率变高或变低，于是出现谱线变宽。 谱线轮廓――是谱线强度随波长（或频率）分布的曲线。 光谱通带――仪器出射狭缝所能通过的谱线宽度。 释放剂――当欲测元素和干扰元素在火焰中形成稳定的化合物时，加入另一种物质，使与干扰元素化合，生成更稳定或更难挥发的化合物，从而使待测元素从干扰元素的化合物中释放出来，这种加入的物质称为释放剂。

原子发射光谱试题

一、判断题 1. 原子内部的电子跃迁可以在任意两个能级之间进行，所以原子光谱是由众多条光谱线按一定顺序组成。（） 2. 光栅光谱为匀排光谱，即光栅色散率几乎与波长无关。（） 3. 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。（） 4. 自吸现象是由于激发态原子与基态原子之间的相互碰撞失去能量所造成的。（） 5. 自蚀现象则是由于激发态原子与其他原子之间的相互碰撞失去能量所造成的。（） 6. 在原子发射光谱分析中，自吸现象与自蚀现象是客观存在且无法消除。（） 7. 光谱线的强度与跃迁能级的能量差、高能级上的原子总数及跃迁概率有关。（） 8. 自吸现象与待测元素的浓度有关，浓度越低，自吸越严重。（） 9. 原子发射光谱仪器的类型较多，但都可分为光源、分光、检测三大部分，其中光源起着十分关键的作用。（）10. ICP光源中可有效消除自吸现象是由于仪器具有很高的灵敏度，待测元素的浓度低的原因。（）11. Al 308.26nm，（I）的谱线强度为8级，309.27nm（I）的谱线强度为9级。采用光谱分析确定试样中铝是否存在时，若前一谱线在试样谱带中出现而后一谱带未出现，可判断试样中有铝存在。（）12. 交流电弧的激发能力强，分析的重现性好，适于定量分析，不足的是蒸发能力也稍弱，灵敏度稍低。 （） 二、选择题 1. 在用光栅单色器分光后的光谱中，每10nm波长间隔距离——（） A. 随波长减少而增加； B. 随波长增加而增加； C. 随波长减少而减少； D. 几乎不随波长变化 2. 原子发射光谱的产生是由——（） A. 原子次外层电子在不同能级间的跃迁； B. 原子外层电子在不同能级间的跃迁； C. 原子内层电子在不同能级间的跃迁； D. 原子外层电子的振动和转动。 3. 光栅的分辨率取决于——（） A. 刻线宽度； B. 总刻线数； C. 波长； D. 入射角 4. 光电直读光谱仪中，采用——光源时，测定试样为溶液？（） A. 电火花； B. ICP； C. 直流电弧； D. 交流电弧 5. 在原子发射光谱的光源中，激发温度最高的光源是——（） A. 电火花； B. ICP； C. 直流电弧； D. 交流电弧 6. 与光谱强度无关的因素是——（） A. 跃迁能级间的能量差； B. 高能级上的原子数； C. 跃迁概率； D. 蒸发温度。 7. ICP光源高温的产生是由于——( ） A. 气体燃烧； B. 气体放电； C. 电极放电； D.电火花 8. 进行谱线检查时，通常采取与标准光谱比较法来确定谱线位置，通常作为标准的是（） A. 铁谱； B. 铜谱； C. 碳谱； D.氢谱 9. 元素的发射光谱具有特征性和唯一性，这是定性的依据，判断元素是否存在的条件是（） A. 必须将该元素的所有谱线全部检出；

电感耦合等离子体发射光谱法在化学分析中的应用&ICP发射光谱仪特点

ICP发射光谱仪特点 ICP光谱法是上世纪60年代提出、70年代迅速发展起来的一种分析方法，它的迅速发展和广泛应用是与其克服了经典光源和原子化器的局限性分不开的，与经典光谱法相比它具有如下优点： 1. 因为ICP光源具有良好的原子化、激发和电离能力，所以它具有很好的检出限。对于多数元素，其检出限一般为0.1～100ng/ml。 2. 因为ICP光源具有良好的稳定性，所以它具有很好的精密度，当分析物含量不是很低即明显高于检出限时，其RSD一般可在1%以下，好时可在0.5%以下。 3. 因为ICP发射光谱法受样品基体的影响很小，所以参比样品无须进行严格的基体匹配，同时在一般情况下亦可不用内标，也不必采用添加剂，因此它具有良好的准确度。这是ICP 光谱法最主要的优点之一。 4. ICP发射光谱法的分析校正曲线具有很宽的线性范围，在一般场合为5个数量级，好时可达6个数量级。 5. ICP发射光谱法具有同时或顺序多元素测定能力，特别是固体成像检测器的开发和使用及全谱直读光谱仪的商品化更增强了它的多元素同时分析的能力。 6. 由于ICP发射光谱法在一般情况下无须进行基体匹配且分析校正曲线具有很宽的线性范围，所以它操作简便易于掌握，特别是对于液体样品的分析。 ICP发射光谱法除具有上述主要优点外目前尚有一些局限性，主要体现在以下几个方面： 1. 对于固体样品一般需预先转化为溶液，而这一过程往往使检出限变坏。 2. 因为工作时需要消耗大量Ar气，所以运转费用高。 3. 因目前的仪器价格尚比较高，所以前期投入比较大。 4. ICP 发射光谱法如果不与其他技术联用，它测出的只是样品中元素的总量，不能进行价态分析。 ICP发射光谱法测定的是样品中的多种元素，它可以进行定性分析、半定量分析和定量分析，它的定性分析通常准确可靠，而且在原子光谱法中它是唯一一种可以进行定性分析的方法。 ICP发射光谱法的应用领域广泛，现在已普遍用于水质、环境、冶金、地质、化学制剂、石油化工、食品以及实验室服务等的样品分析中。截止到上世纪80年代初，用ICP发射光谱法就已测定过多达78种元素，目前除惰性气体不能进行检测和元素周期表的右上方的那些难激发的非金属元素如C、N、O、F、Cl及元素周期表中碱金属族的H、Rb、Cs的测定结果不好外，它可以分析元素周期表中的绝大多数元素。 ICP发射光谱法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。 ICP发射光谱法包括了三个主要的过程，即： 由plasma提供能量使样品溶液蒸发、形成气态原子、并进一步使气态原子激发而产生光辐射； 将光源发出的复合光经单色器分解成按波长顺序排列的谱线，形成光谱； 用检测器检测光谱中谱线的波长和强度。 由于待测元素原子的能级结构不同，因此发射谱线的特征不同，据此可对样品进行定性分析；而根据待测元素原子的浓度不同，因此发射强度不同，可实现元素的定量测定。 优点： 1. 多元素同时检出能力。 可同时检测一个样品中的多种元素。一个样品一经激发，样品中各元素都各自发射出其特征

第六章原子发射光谱法

第六章 原子发射光谱法 一、选择题 1、下列各种说法中错误的是（ ） A 、原子发射光谱分析是靠识别元素特征谱线来鉴别元素的存在 B 、对于复杂组分的分析我们通常以铁光谱为标准，采用元素光谱图比较法 C 、原子发射光谱是线状光谱 D 、原子发射光谱主要依据元素特征谱线的高度进行定量分析 2、原子发射光谱中，常用的光源有（ ） A 、空心阴极灯 B 、电弧、电火花、电感耦合等离子炬等 C 、棱镜和光栅 D 、钨灯、氢灯和氘灯 3、谱线强度与下列哪些因素有关：①激发电位与电离电位；②跃迁几率与统计权重；③激发温度；④试样中元素浓度；⑤电离度；⑥自发发射谱线的频率（ ） A 、①，②，③，④ B 、①，②，③，④，⑤ C 、①，②，③，④，⑥ D 、①，②，③，④，⑤，⑥ 4、用原子发射光谱分析法分析污水中的Cr 、Mn 、Cu 、Fe 等（含量为10-6数量级），应选用下列哪种激发光源（ ） A 、火焰 B 、直流电弧 C 、高压火花 D 、电感耦合等离子炬 5、原子发射光谱的产生是由于：( ) A 、原子的次外层电子在不同能态间跃迁 B 、原子的外层电子在不同能态间跃迁 C 、原子外层电子的振动和转动 D 、原子核的振动 6、矿石粉未的定性分析，一般选用下列那种光源为好( ) A 、交流电弧 B 、直流电弧 C 、高压火花 D 、等离子体光源 二、填空题： 1、原子发射光谱分析中，对激发光源性能的要求是 ， 。对照明系统的要求是 ， 。 2、等离子体光源(ICP)具有 ， ， ， 等优点，它的装置主要包括 ， ， 等部分。 3、在进行光谱定性分析时，在“标准光谱图上”，标有102852M g r ，符号，其中Mg 表 示 ，I 表示 ，10表示 ，r 表示 ，2852表示 。 4、原子发射光谱定量分析的基本关系是 。 三、解释术语 1、激发电位和电离电位 2、共振线、灵敏线和最后线

ICP实验报告

电感耦合等离子体原子发射光谱法测定Hg2+的含量 分析化学20114209033 饶海英 实验目的： 1、巩固电感耦合等离子体原子发射光谱分析法的理论知识 2、掌握ICP-AES光谱仪的基本构成及使用方法 3、掌握用ICP-AES法测定样品中Hg2+的方法 实验原理： ICP发射光谱分析是将试样在等离子体中激发，使待测元素发 射出特有波长的光，经分光后测量其强度而进行的定量测定分析 方法。ICP具有高温、环状结构、惰性气氛、自吸现象小等特点， 因而具有基体效应小、检出限低、线性范围宽等优点，是分析液 体试样的最佳光源。目前，此光源可用于分析周期表中绝大多数 元素(约70多种)，检出限可达10-3～10-4ng/g-1级，精密度在1%左 右，并可对百分之几十的高含量元素进行测定。 ICP发射光谱法（ICP-AES）分析是将试样在等离子光源中激 发，使待测元素发射出特征波长的辐射，经过分光，测量其强度 而进行定量分析的方法。ICP光源直读光谱仪做原子发射光谱分析 使用的仪器设备包括激发光源和光谱仪两个部分。当高频发生器 接通电源后，高频电流I通过感应线圈产生交变磁场(绿色)。 开始时，管内为Ar气，不导电，需要用高压电火花触发，使气体电离后，在高频交流电场的作用下，带电粒子高速运动，碰撞，形成“雪崩”式放电，产生等离子体气流。在垂直于磁场方向将产生感应电流（涡电流，粉色），其电阻很小，电流很大(数百安)，产生高温。又将气体加热、电离，在管口形成稳定的等离子体焰炬。 实验步骤： 1．仪器条件 根据实验要求设定好仪器的各个参数，包括ICP高频发生器、感应线圈、等离子体焰炬观察高度、氩气流量、积分时间、分析线波长。 2．配制标准溶液系列

ICP电感耦合等离子体发射光谱仪ICAP6300光谱仪原理解析

ICP电感耦合等离子休发射光谱仪 -ICAP6300光谱仪原理及使用说明书 赞（1 发布人：上海铸金分析仪器有限公司2014-11-08 11:32:48 ICP电感耦合等离子体发射光谱仪-ICAP6300光谱仪原理及使用说明书 一、ICP电感耦合等离子体发射光谱仪-ICAP6300光谱仪工作原理和结构 （一）、ICP电感耦合等离子体发射光谱仪-ICAP6300光谱仪工作原理：ICP （即电感耦合等离子体）是由高频电流经感应线圈产生高频电磁场，使工作气体（Ar）电离形成火焰状放电高温等离子体，等离子体的最高温度10000K。试样溶液通过进样毛细管经蠕动泵作用进入雾化器雾化形成气溶胶，由载气引入高温等离子体，进行蒸发、原子化、激发、电离，并产生辐射，光源经过采光管进入狭缝、反光镜、棱镜、中阶梯光栅、准直镜形成二维光谱，谱线以光斑形式落在540X 540个像素的CID检测器上，每个光斑覆盖几个像素，光谱仪通过测量落在像素上的光量子数来测量元素浓度。光量子数信号通过电路转换为数字信号通过电脑显示和打印机打印出结果。 （二八ICP电感耦合等离子体发射光谱仪-ICAP6300光谱仪的结构ICP-AES由高频发生器、蠕动泵进样系统、光源、分光系统、检测器（CID）、冷却系统、数据处理等组成。 ICP光谱仪结构示意图：

二、ICP电感耦合等离子体发射光谱仪-ICAP6300光谱仪操作规程 （一）.开机预热 （若仪器一直处于开机状态，应保持计算机同时处于开机状态） 1. 确认有足够的氩气用于连续工作（储量》1瓶）。 2. 确认废液收集桶有足够的空间用于收集废液。 3. 打开稳压电源开关，检查电源是否稳定，观察约1分钟。 4. 打开氩气并调节分压在0.60—0.65Mpa之间。保证仪器驱气1小时以上。 5. 打开计算机。 6. 若仪器处于停机状态，打开主机电源。仪器开始预热。 7. 待仪器自检完成后，启动iTEVA软件，双击“ iTEVA”图标，进入操作软件主界面，仪器开始初始化。检查联机通讯情况。 （二）.编辑分析方法 新建方法 点击桌面快捷图标TEVA -输入用户名：Admin，Ok，点击应用栏中“分析” 出现方法列表（最后使用的方法显示在最前面），不选择其中的方法点击取消。 进入分析界面后，点击任务栏中“方法”下拉菜单，选择“新建”，或者点击图标栏第二组第一个“新建方法”图标，进行新方法编辑。 1选择元素及谱线 点击元素变成绿色，并出现谱线列表（列表显示谱线（级次）、相对强度、状态），点击谱线可以看到干扰元素及谱线，双击该谱线即可选定，此时，该谱线前会出现蓝色“V”，点击“确定”完成谱线选择。建议初建方法时多选择几条谱线进行比较。 2设置参数 点击左下角“方法”，在第二项“分析参数”中设置测定重复次数、样品冲洗时间、等离子观测、积分时间等参数。 1）重复次数、样品冲洗时间和积分时间均可改变 2）等离子观测一般选择水平观测 水平观测一一短波、长波都是水平观测 垂直观测——短波、长波都是垂直观测 自动一一短波水平观测，长波垂直观测 谱线选择一一对同一元素中不同谱线设置不同观测方式 3设置工作曲线 点击第九项“标准”，选中“高标”删除，依次“添加”标准，更改标准名称，输入标准浓度，完成工作曲线设置。（注；各种元素都是同一浓度）方法参数设置完成后点击任务栏中“方法”下拉菜单选择“保存”以保存方法。 （三）?点火操作 1. 再次确认氩气储量和压力，并确保驱气时间大于1小时，以防止CID检测器结霜，造成CID检测器损坏。 2. 光室温度稳定在38± 0.2C。CID温度小于-40C。 3. 检查并确认进样系统（炬管、雾化室、雾化器、泵管等）是否正确安装。 4. 夹好蠕动泵夹，把样品管放入蒸馏水中。