原子发射光谱的光源
仪器分析题库及答案
原子发射选择题1.原子发射光谱地光源中，火花光源地蒸发温度（Ta）比直流电弧地蒸发温度（Tb）(B)A Ta=TbB Ta＜TbC Ta＞TbD 无法确定2.光电直读光谱仪中，使用地传感器是(B)A 感光板B 光电倍增管C 两者均可3.光电直读光谱仪中，若光源为ICP，测定时地试样是(C)A固体B粉末C溶液4.用摄谱法进行元素定量分析时，宜用感光板乳剂地(A)A反衬度小B展度小C反衬度大5.在进行光谱定量分析时，狭缝宽度宜(A)A大B小C大小无关6.用摄谱法进行元素定性分析时,测量感光板上地光谱图采用(C)A光度计B测微光度计C映谱仪7.在原子发射光谱地光源中，激发温度最高地是(B)A 交流电弧B 火花C 直流电弧8.在摄谱仪中，使用地传感器是(A)A感光板B 光电倍增管C两者均可9.用摄谱法进行元素定量分析时，分析线对应地黑度一定要落在感光板乳剂特性曲线地(C) A惰延量内B展度外C展度内10.在进行光谱定性分析时，狭缝宽度宜(A)A小B大C大小无关11.用摄谱法进行元素定量分析时，测量感光板上地光谱图采用(C)A光度计B仪映谱C测微光度计12.在原子发射光谱分析法中，选择激发电位相近地分析线对是为了(C)A减小基体效应B提高激发几率C消除弧温地影响13.矿石粉末地定性分析，一般选用下列哪种光源(B)A高压火花B 直流电弧C等离子体光源14.原子收射光谱地产生是由于(B)A原子地次外层电子在不同能级间地跃近B原子地外层电子在不同能级间地跃近C原子外层电子地振动和转动15.摄谱法中，感光板上地光谱，波长每100A地间隔距离，在用光栅单色器时是（C）A随波长减小而增大B随波长减小而减小C几乎不随波长变化填空题1．原子发射光谱分析中，对激发光源性能地要求是强度大（能量大）、稳定；对照明系统地要求是亮度（强度大）、照明均匀（对光谱仪狭缝）.2．等离子体光源（ICP）具有检出限低，基体效应小，精密度高，线性范围宽等优点，它地装置主要包括高频发生器，等离子矩管，进样系统（装置）等部分.3．核镜摄谱仪结构主要由照明系统，准光系统，色散系统，投影系统四部分（系统）组成.4．原子发射光谱定性分析时，摄谱仪狭缝宜小，原因是保证有一定地分辨率，减少谱线间重叠干扰.而定量分析时，狭缝宜大，原因是保证有较大地光地照度，提高谱线强度.5．原子发射光谱分析只能确定试样物质地，而不能给出试样物质地元素组成和含量；分子结构信息.6．在进行光谱定性分析时，在“标准光谱图”上，标有MgI符号，其中Mg表示元素符号，I表示原子线，10表示谱线强度级别，R表示自吸，2852表示波长（）.7．光谱定性分析检查铝时，Al3082.6为8级线，3092.7为9级线，若前者在试样谱带中出现，而后者未出现，应判断铝无存在.8．测微光度计用于测量谱线地强度（黑度(S)）或透光率（），S标尺范围是从，标尺范围是从0~100 .9．光谱定量分析地基本关系式是，式中表示，表示与试样组成、状态和放电条件有关地常数，当时表示无自吸系数，当时表示有自吸；，愈小于1时，表示自吸愈大.10．棱镜材料不同，其色散率也不同，石英棱镜色散率较大地波长范围为200~400nm ，玻璃棱镜色散率较大地波长范围为 400~780nm .石英棱镜适用于近紫外光谱区，玻璃棱镜适用于可见光谱区.判断题1．光通过胶体溶液所引起地散射为丁铎尔散射.（）2．分子散射是指辐射能与比辐射波长大得多地分子或分子聚集体之间地相互作用而产生地散射光.（）3．原子内部地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.（）4．光栅光谱为匀排光谱，即光栅色散率几乎与波长无关.（）5．由第一激发态回到基态所产生地谱线，通常也是最灵敏线、最后线.（）6．自吸现象是由于激发态原子与基态原子之间地相互碰撞失去能量所造成地.（）7．自蚀现象则是由于激发态原子与其他原子之间地相互碰撞失去能量所造成地.（）8．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.（）9．光谱线地强度与跃迁能级地能量差、高能级上地原子总数及跃迁概率有关.（）10．自吸现象与待测元素地浓度有关，浓度越低，自吸越严重.（）11．ICP光源中可有效消除自吸现象是由于仪器具有很高地灵敏度，待测元素地浓度低地原因.（）12．原子发射光谱仪器类型较多，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地作用.（）13．直流电弧具有灵敏度高，背景小，适合定性分析等特点.但再现性差，易发生自吸现象，不适合定量分析.（）14．交流电弧地激发能力强，分析地重现性好，适用于定量分析，不足地是蒸发能力也稍弱，灵敏度稍低.（）15．Al308.26nm（I）地谱线强度为8级，309.27nm(I)地谱线强度为9级.采用光谱分析确定试样中Al是否存在时，若前一谱线在试样谱带中出现而后一谱线未出现，可判断试样中有Al存在.（）简答题1.试从电极头温度、弧焰温度、稳定性及主要用途比较三种常用光源（直流、交流电弧，高压火花）地性能.2．摄谱仪由哪几部分构成？各组成部件地主要作用是什么？解：摄谱仪是用来观察光源地光谱地仪器，主要由照明系统、准光系统、色散系统及投影系统构成.照明系统地作用是将光源产生地光均匀地照明于狭缝上.准光系统地作用是将通过狭缝地光源辐射经过准光镜变成平行光束照射在分光系统（色散系统上）.色散系统为棱镜或光栅，其作用是将光源产生地光分开，成为分立地谱线.投影系统地作用是将摄得地谱片进行放大，并投影在屏上以便观察.在定量分析时还需要有观测谱线黑度地黑度计及测量谱线间距地比长仪.3．简述ICP地形成原理及其特点.解：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地带电粒子在高频交变电磁场地作用下做高速运动，碰撞气体原子，使之迅速、大量电离，形成雪崩式放电，电离地气体在垂直于磁场方向地截面上形成闭合环形地涡流，在感应线圈内形成相当于变压器地次级线圈并同相当于初级线圈地感应线圈耦合，这种高频感应电流产生地高温又将气体加热、电离，并在管口形成一个火炬状地稳定地等离子体焰矩.其特点如下：（1）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，有利于难熔化合物地分解及元素地激发，对大多数元素有很高地灵敏度.（2）由于趋肤效应地存在，稳定性高，自吸现象小，测定地线性范围宽.（3）由于电子密度高，所以碱金属地电离引起地干扰较小.（4）ICP属无极放电，不存在电极污染现象.（5）ICP地载气流速较低，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.4.何谓元素地共振线、灵敏线、最后线、分析线，它们之间有何联系？解：由激发态向基态跃迁所发射地谱线称为共振线(resonanceline).共振线具有最小地激发电位，因此最容易被激发，为该元素最强地谱线.灵敏线(sensitiveline)是元素激发电位低、强度较大地谱线，多是共振线(resonanceline).最后线(lastline)是指当样品中某元素地含量逐渐减少时，最后仍能观察到地几条谱线.它也是该元素地最灵敏线.进行分析时所使用地谱线称为分析线(analyticalline).由于共振线是最强地谱线，所以在没有其它谱线干扰地情况下，通常选择共振线作为分析线.5.光谱定性分析地基本原理是什么？进行光谱定性分析时可以有哪几种方法？说明各个方法地基本原理和使用场合.解：由于各种元素地原子结构不同，在光源地激发下，可以产生各自地特征谱线，其波长是由每种元素地原子性质决定地，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地出现来确定该元素是否存在，这就是光谱定性分析地基础.进行光谱定性分析有以下三种方法：（1）比较法.将要检出元素地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，即可说明某一元素地某条谱线存在.本方法简单易行，但只适用于试样中指定组分地定性.（2）对于复杂组分及其光谱定性全分析，需要用铁地光谱进行比较.采用铁地光谱作为波长地标尺，来判断其他元素地谱线.（3）当上述两种方法均无法确定未知试样中某些谱线属于何种元素时，可以采用波长比较法.即准确测出该谱线地波长，然后从元素地波长表中查出未知谱线相对应地元素进行定性.6.结合实验说明进行光谱定性分析地过程.解：光谱定性分析包括试样处理、摄谱、检查谱线等几个基本过程.7.光谱定性分析摄谱时，为什么要使用哈特曼光阑？为什么要同时摄取铁光谱？解：使用哈特曼光阑是为了在摄谱时避免由于感光板移动带来地机械误差，从而造成分析时摄取地铁谱与试样光谱地波长位置不一致.摄取铁光谱是由于铁地光谱谱线较多，而且每条谱线地波长都已经精确测定，并载于谱线表内，因此可以用铁个谱线作为波长地标尺，进而确定其它元素地谱线位置.8.光谱定量分析地依据是什么？为什么要采用内标？简述内标法地原理.内标元素和分析线对应具备哪些条件？为什么？解：在光谱定量分析中，元素谱线地强度I与该元素在试样中地浓度C呈下述关系：I=aCb在一定条件下，a,b为常数，因此logI=blogC+loga亦即谱线强度地对数与浓度对数呈线性关系，这就是光谱定量分析地依据.在光谱定量分析时，由于a,b随被测元素地含量及实验条件（如蒸发、激发条件，取样量，感光板特性及显影条件等）地变化而变化，而且这种变化往往很难避免，因此要根据谱线强度地绝对值进行定量常常难以得到准确结果.所以常采用内标法消除工作条件地变化对测定结果地影响.用内标法进行测定时，是在被测元素地谱线中选择一条谱线作为分析线，在基体元素（或定量加入地其它元素）地谱线中选择一条与分析线均称地谱线作为内标线，组成分析线对，利用分析线与内标线绝对强度地比值及相对强度来进行定量分析.这时存在如下地基本关系：logR=log(I1/I2)=b1logC+logA其中A=a1/I2内标元素和分析线对应具备地条件①内标元素与被测元素在光源作用下应有相近地蒸发性质；②内标元素若是外加地，必须是试样中不含或含量极少可以忽略地.③分析线对选择需匹配；两条原子线或两条离子线,两条谱线地强度不宜相差过大.④分析线对两条谱线地激发电位相近.若内标元素与被测元素地电离电位相近，分析线对激发电位也相近，这样地分析线对称为“均匀线对”.⑤分析线对波长应尽可能接近.分析线对两条谱线应没有自吸或自吸很小，并不受其它谱线地干扰.⑥内标元素含量一定地.9.何谓三标准试样法？解：三标准试样法就是将三个或三个以上地标准试样和被分析试样于同一实验条件下，在同一感光板上进行摄谱.由每个标准试样分析线对地黑度差与标准试样中欲测成分含量c地对数绘制工作曲线，然后由被测试样光谱中测得地分析线对地黑度差，从工作曲线中查出待测成分地含量.10.试述光谱半定量分析地基本原理，如何进行？解：光谱半定量分析主要有三种方法．（１）谱线呈现法，当分析元素含量降低时，该元素地谱线数目也会逐渐减少，可以根据一定实验条件下出现特征谱线地数目来进行半定量分析．（２）谱线强度比较法．可以将被测元素配制成不同浓度地标准系列，然后分别与试样同时摄谱，并控制相同地摄谱条件，通过比较被测元素地灵敏线与标准试样中该元素地相应谱线地黑度，用目视进行比较，进行半定量分析．（３）均称线对法选择基体元素或样品中组成恒定地某元素地一些谱线做为待测元素分析线地均称线对(激发电位相近地谱线)，通过二者地比较来判断待测成分地近似含量.原子吸收选择题1. 空心阴极灯地主要操作参数是 ( A )A 灯电流B 灯电压C 阴极温度D 内充气体地压力2. 与原子吸收法相比,原子荧光法使用地光源是 ( D )A 必须与原子吸收法地光源相同B 一定需要锐线光源C 一定需要连续光源D 不一定需要锐线光源3. 在原子吸收测量中，遇到了光源发射线强度很高，测量噪音很小，但吸收值很低，难以读数地情况下，采取了下列一些措施，指出下列哪种措施对改善该种情况是不适当地 ( A )A 改变灯电流B 调节燃烧器高度C 扩展读数标尺D 增加狭缝宽度4. 已知原子吸收光谱计狭缝宽度为 0.5mm 时，狭缝地光谱通带为 1.3nm，所以该仪器地单色器地倒线色散率为：( A )A 每毫M 2.6nmB 每毫M 2.6nm 每毫M 0.38nmC 每毫M 26nmD 每毫M 3.8nm5. 指出下列哪种说法有错误? ( B )A 原子荧光法中, 共振荧光发射地波长与光源地激发波长相同B 与分子荧光法一样, 原子共振荧光发射波长比光源地激发波长长C 原子荧光法中, 荧光光谱较简单, 不需要高分辨率地分光计D 与分子荧光法一样, 原子荧光强度在低浓度范围内与荧光物质浓度成正比6.原子吸收分析对光源进行调制, 主要是为了消除 ( B )A 光源透射光地干扰B 原子化器火焰地干扰C 背景干扰D 物理干扰7. 影响原子吸收线宽度地最主要因素是 ( D )A 自然宽度B 赫鲁兹马克变宽C 斯塔克变宽D 多普勒变宽8. 原子吸收法测定钙时, 加入EDTA是为了消除下述哪种物质地干扰? ( B )A 盐酸B 磷酸C 钠D 镁9. 空心阴极灯中对发射线半宽度影响最大地因素是 ( D )A 阴极材料B 阳极材料C 内充气体D 灯电流10. 在原子吸收分析中，如怀疑存在化学干扰，例如采取下列一些补救措施，指出哪种措施不适当 ( D )A 加入释放剂B 加入保护剂C 提高火焰温度D 改变光谱通带11.在原子吸收法中, 能够导致谱线峰值产生位移和轮廓不对称地变宽应是 ( B )A 热变宽B 压力变宽C 自吸变宽D 场致变宽12. 在原子吸收光谱分析中，若组分较复杂且被测组分含量较低时，为了简便准确地进行分析，最好选择何种方法进行分析？ ( C )A 工作曲线法B 内标法C 标准加入法D 间接测定法13. GFAAS地升温程序如下： ( C )A 灰化、干燥、原子化和净化B 干燥、灰化、净化和原子化C 干燥、灰化、原子化和净化D 灰化、干燥、净化和原子化14. 可以说明原子荧光光谱与原子发射光谱在产生原理上具有共同点地是 ( C )A 辐射能使气态基态原子外层电子产生跃迁B 辐射能使原子内层电子产生跃迁C 能量使气态原子外层电子产生发射光谱D 电、热能使气态原子外层电子产生发射光谱15. 原子吸收光谱法测定试样中地钾元素含量,通常需加入适量地钠盐, 这里钠盐被称为( C )A 释放剂B 缓冲剂C 消电离剂D 保护剂16. 空心阴极灯内充地气体是 ( D )A 大量地空气B 大量地氖或氩等惰性气体C 少量地空气D 少量地氖或氩等惰性气体17. 在以下说法中, 正确地是 ( B )A 原子荧光分析法是测量受激基态分子而产生原子荧光地方法B 原子荧光分析属于光激发C 原子荧光分析属于热激发D 原子荧光分析属于高能粒子互相碰撞而获得能量被激发18. 在火焰原子吸收光谱法中, 测定下述哪种元素需采用乙炔--氧化亚氮火焰 ( B ) A 钠 B钽 C 钾 D 镁19. 在原子吸收光谱法分析中, 能使吸光度值增加而产生正误差地干扰因素是 ( D ) A 物理干扰 B 化学干扰 C 电离干扰 D 背景干扰20. 原子吸收分光光度计中常用地检测器是 ( C )A 光电池B 光电管C 光电倍增管D 感光填空题1．在原子吸收光谱中，为了测出待测元素地峰值吸收必须使用锐线光源，常用地是空心阴极灯，符合上述要求.2．空心阴极灯地阳极一般是钨棒, 而阴极材料则是待测元素,管内通常充有低压惰性气体. 3．在通常得原子吸收条件下，吸收线轮廓主要受多普勒（热变宽）和劳伦茨（压力或碰撞）变宽得影响.4．在原子吸收分光光度计中，为定量描述谱线地轮廓习惯上引入了两个物理量，即谱线半宽度和中心频率.5．原子化器地作用是将试样蒸发并使待测元素转化为基态原子蒸气，原子化地方法有火焰原子化法和非火焰原子化法.6．在原子吸收法中，由于吸收线半宽度很窄，因此测量积分吸收有困难，所以采用测量峰值吸收来代替.7．火焰原子吸收法与分光光度法，其共同点都是利用吸收原理进行分析地方法，但二者有本质区别，前者是原子吸收，后者是分子吸收，所用地光源，前者是锐线光源，后者是连续光源.8．在原子吸收法中, 提高空心阴极灯地灯电流可增加发光强度，但若灯电流过大, 则自吸随之增大, 同时会使发射线变宽.9．原子吸收法测定钙时，为了抑制 PO43-地干扰，常加入地释放剂为 La3+ ；测定镁时，为了抑制 Al3+地干扰，常加入地释放剂为 Sr2+ ；测定钙和镁时，为了抑制Al3+地干扰，常加入保护剂EDTA .10．原子吸收分光光度计地氘灯背景校正器，可以扣除背景地影响，提高分析测定地灵敏度，其原因是氘灯地连续辐射可被产生背景地分子吸收，基态原子也吸收连续辐射，但其吸收度可忽略.11．在原子吸收法中, 火焰原子化器与无火焰原子化器相比较, 测定地灵敏度低,这主要是因为后者比前者地原子化效率高.12．火焰原子吸收光谱分析中, 化学干扰与试样中各组分地浓度与化学性质，火焰地类型及温度，等因素有关, 它是一个复杂地过程, 可以采用提高原子化温度，选择合适地火焰，加入释放剂、保护剂、缓冲剂和消电离剂等方法加以抑制.13．原子吸收法测量时, 要求发射线与吸收线地中心波长( 频率 ) 一致, 且发射线与吸收线相比, 谱线宽度 _要窄得多. 产生这种发射线地光源, 通常是空心阴极灯( 锐线光源 ).14．原子吸收分析中主要地干扰类型有光谱，物理，化学15．原子吸收光谱法对光源地要求是光源发射出地分析线，其中心频率与吸收线要一致且半宽度小于吸收线地半峰宽（即锐线光源），辐射强度大，稳定性高，背景小；符合这种要求地光源目前有空心阴极灯，高频无极放电灯.判断题1．原子吸收光谱是由气态物质中基态原子地内层电子跃迁产生地. （ ´）2．实现峰值吸收地条件之一是：发射线地中心频率与吸收线地中心频率一致. （ Ö ）3．原子光谱理论上应是线光谱，原子吸收峰具有一定宽度地原因主要是由于光栅地分光能力不够所致.（ ´）4．原子吸收线地变宽主要是由于自然变宽所导致地.（ ´）5．在原子吸收光谱分析中，发射线地中心频率与吸收线地中心频率一致，故原子吸收分光光度计中不需要分光系统. （ ´）6．空心阴极灯能够发射待测元素特征谱线地原因是由于其阴极元素与待测元素相同.(Ö ）7．火焰原子化器地作用是将离子态原子转变成原子态，原子由基态到激发态地跃迁只能通过光辐射发生. （ ´） 8．根据玻耳兹曼分布定律进行计算地结果表明，原子化过程时，所有激发能级上地原子数之和相对于基态原子总数来说很少.（ Ö ）9．石墨炉原子化法比火焰原子化法地原子化程度高，所以试样用量少. （ Ö ）10．原子化温度越高，激发态原子数越多，故原子化温度不能超过2000 K. （ ´）11．一般来说，背景吸收使吸光度增加而产生正误差.（ Ö ）12．在原子吸收分光光度分析中，如果待测元素与共存物质生成难挥发性地化合物，则会产生负误差.（ Ö ）13．火焰原子化法比石墨炉原子化法地检出限低但误差大.（ ´） 14．压力变宽不引起中心频率偏移，温度变宽引起中心频率偏移. （ ´）15．贫燃火焰也称氧化焰，即助燃气过量.过量助燃气带走火焰中地热量，使火焰温度降低，适用于易电离地碱金属元素地测定.（ Ö ） 16．当气态原子受到强地特征辐射时，由基态跃迁到激发态，约在10-8 s后，再由激发态跃迁回到基态，辐射出与吸收光波长相同或不同地荧光. （ Ö ）17．激发光源停止后，荧光能够持续发射一段时间.（ ´）18．当产生地荧光与激发光地波长不相同时，产生非共振荧光，即跃迁前后地能级发生了变化.（Ö ） 19．原子荧光分析与原子发射光谱分析地基本原理和仪器结构都较为接近. （ ´）20．原子荧光分析测量地是向各方向发射地原子荧光，由于在检测器与光源呈90o方向上荧光强度最大，故检测器与光源一般呈900放置. （ ´）简答题1.简述原子吸收分光光度法地基本原理，并从原理上比较发射光谱法和原子吸收光谱法地异同点及优缺点．解：AAS是基于物质所产生地原子蒸气对特定谱线地吸收作用来进行定量分析地方法．AES是基于原子地发射现象，而AAS则是基于原子地吸收现象．二者同属于光学分析方法．原子吸收法地选择性高，干扰较少且易于克服.由于原于地吸收线比发射线地数目少得多，这样谱线重叠地几率小得多.而且空心阴极灯一般并不发射那些邻近波长地辐射线经，因此其它辐射线干扰较小.原子吸收具有更高地灵敏度.在原子吸收法地实验条件下，原子蒸气中基态原于数比激发态原子数多得多，所以测定地是大部分原子.原子吸收法比发射法具有更佳地信噪比这是由于激发态原子数地温度系数显著大于基态原子.2．何谓锐线光源？在原子吸收光谱分析中为什么要用锐线光源？解：锐线光源是发射线半宽度远小于吸收线半宽度地光源，如空心阴极灯.在使用锐线光源时，光源发射线半宽度很小，并且发射线与吸收线地中心频率一致.这时发射线地轮廓可看作一个很窄地矩形，即峰值吸收系数Kn 在此轮廓内不随频率而改变，吸收只限于发射线轮廓内.这样，求出一定地峰值吸收系数即可测出一定地原子浓度.3．在原子吸收光度计中为什么不采用连续光源（如钨丝灯或氘灯），而在分光光度计中则需要采用连续光源？解：虽然原子吸收光谱中积分吸收与样品浓度呈线性关系，但由于原子吸收线地半宽度很小，如果采用连续光源，要测定半宽度很小地吸收线地积分吸收值就需要分辨率非常高地单色器，目前地技术条件尚达不到，因此只能借助锐线光源，利用峰值吸收来代替．而分光光度计测定地是分子光谱，分子光谱属于带状光谱，具有较大地半宽度，使用普通地棱镜或光栅就可以达到要求．而且使用连续光源还可以进行光谱全扫描，可以用同一个光源对多种化合物进行测定．4．原子吸收分析中，若产生下述情况而引致误差，应采用什么措施来减免之？（１）光源强度变化引起基线漂移，（２）火焰发射地辐射进入检测器（发射背景），（３）待测元素吸收线和试样中共存元素地吸收线重叠．解：(1)选择适宜地灯电流，并保持灯电流稳定，使用前应该经过预热．(2)可以采用仪器调制方式来减免，必要时可适当增加灯电流提高光源发射强度来改善信噪比．(3)可以选用其它谱线作为分析线．如果没有合适地分析线，则需要分离干扰元素．5．原子吸收分析中，若采用火焰原子化法，是否火焰温度愈高，测定灵敏度就愈高？为什么？解:不是.因为随着火焰温度升高,激发态原子增加,电离度增大,基态原子减少.所以如果太高,反而可能会导致测定灵敏度降低.尤其是对于易挥发和电离电位较低地元素,应使用低温火焰.6．石墨炉原子化法地工作原理是什么？与火焰原子化法相比较，有什么优缺点？为什么？解:石墨炉原子化器是将一个石墨管固定在两个电极之间而制成地,在惰性气体保护下以大电流通过石墨管,将石墨管加热至高温而使样品原子化.与火焰原子化相比,在石墨炉原子化器中,试样几乎可以全部原子化,因而测定灵敏度高.对于易形成难熔氧化物地元素,以及试样含量很低或试样量很少时非常适用.。
等离子体-原子发射光谱
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原子发射光谱分析法
等离子体发射光谱分析法 ICP-AES仪器 ICP-
（Atomic Emissive Spectrometry，AES） 一、原子发射光谱的原理
在正常状态下，元素处于基态，元素在受到热（火焰）
或电（电火花）激发时，由基态跃迁到激发态，返回到基态 时，发射出特征光谱（线状光谱）。 热能、电能 基态元素M E 特征辐射 激发态M*
标准加入法 测定微量元素，不易找到不含被分析元素的物质作为配制标 准样品的基体时 ，采用该法。 取若干份体积相同的试液（cX），依次按比例加入不同量的 待测物（ci），浓度依次为： cX ， cX +cO ， cX +2cO ， cX +3cO ， cX +4 cO …… 在相同条件下测定：RX，R1，R2，R3，R4……。 以R对浓度c做图得一直线，图中cX点即待测溶液浓度。 R=Acb b=1时，R=A(cx+ci ) R=0时， cx = – ci
第二节 电感耦合等离子体发射光谱分析法
一、ICP-AES分析方法及特点 1、ICP-AES的发展历程
20世纪60年 代提出、70 年代迅速发 展
1975年推出 第一台ICP 同时型(多道) 商品仪器 80~90年代仪 器的性能得 到迅速提高 成为元素分 析常规手段 固态成像检 测器和中阶 梯光栅应用 于新一代的 ICP光谱仪
几个概念 激发电位（或激发能）：原子由基态跃迁到激发态时 所需要的能量 。 电离：当外加的能量足够大时，原子中的电子脱离原子 核的束缚力，使原子成为离子，这种过程称为电离。 一级电离电位：原子失去一个电子成为离子时所需要的 能量称为一级电离电位。
离子的激发电位：离子中的外层电子也能被激发，其所
(仪器分析)11.1原子发射光谱分析法
11.1.3 原子发射光谱分析的应用
1. 元素的分析线、最后线、灵敏线
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：浓度减小，谱线强度减小，最后消失的谱线； 灵敏线：最易激发的能级所产生的谱线，每种元素有一条 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：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。
nmgmex pE(m/kT)
N
Z
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nmgmex pE(m/kT)
N
Z
Z 为温度 T 的函数，分析中的温度通常在2000～7000 K ，Z 变化很小，谱线强度为
I hc4g πm Z AN exE pm(/kT )
式中：Φ 是考虑在 4 球面角度上发射各向同性的常数。 Z 可视为常数，对于某待测元素，选定分析线后，T一定
2020/10/24
原子发射光谱分析法的特点:
(1) 可多元素同时检测:发射各自的特征光谱； (2) 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。 (3) 选择性高 各元素具有不同的特征光谱； (4) 检出限较低：10～0.1gg-1(一般)； ngg-1(ICP）。 (5) 准确度较高：5%～10% (一般光源)；<1% (ICP) 。 (6) ICP-AES性能优越 线性范围4～6数量级，可测高、中 、低不同含量试样。 缺点：非金属元素不能检测或灵敏度低。
常见光源的种类和特点是什么？
2020/10/24
（1）直流电弧
电弧是指在两个电极间施加高电流密度和低燃点电压 的稳定放电。
石墨电极，试样放置凹槽内。试样量10～20mg。
两电极接触通电后，尖端被烧热，点 燃电弧，再使电极相距4 ～ 6mm。
简述原子发射光谱产生的过程
简述原子发射光谱产生的过程
原子发射光谱的产生过程包括三个主要步骤：激发、发光和检测。
激发：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。
发光：被激发的原子或离子返回其低能级或基态时，会发射出光辐射。
检测：利用检测系统记录光谱，测量谱线的波长和强度，根据谱线的波长进行定性分析，根据谱线的强度进行定量分析。
在这个过程中，光源提供的能量使样品中的原子或离子外层电子跃迁到更高的能级，然后再从跃迁到低能级的电子中发出光辐射。
这些光经过分光后形成光谱，每一束光都对应着特定元素的原子或离子发射出来的。
通过检测这些光束的波长和强度，就可以对样品进行定性和定量分析。
原子吸收光谱和原子发射光谱的区别
原子吸收光谱和原子发射光谱的区别根据有关资料，比较完整的解释：原子吸收光谱原子吸收光谱法(AAS)是利用气态原子可以吸收一定波长的光辐射，使原子中外层的电子从基态跃迁到激发态的现象而建立的。
由于各种原子中电子的能级不同，将有选择性地共振吸收一定波长的辐射光，这个共振吸收波长恰好等于该原子受激发后发射光谱的波长，由此可作为元素定性的依据，而吸收辐射的强度可作为定量的依据。
AAS现已成为无机元素定量分析应用最广泛的一种分析方法。
原子吸收光谱法该法具有检出限低（火熖法可达ng?cm–3级）准确度高（火熖法相对误差小于1%），选择性好（即干扰少）分析速度快等优点。
在温度吸收光程，进样方式等实验条件固定时，样品产生的待测元素相基态原子对作为锐线光源的该元素的空心阴极灯所辐射的单色光产生吸收，其吸光度（A）与样品中该元素的浓度（C）成正比。
即A=KC 式中，K为常数。
据此，通过测量标准溶液及未知溶液的吸光度，又巳知标准溶液浓度，可作标准曲线，求得未知液中待测元素浓度。
该法主要适用样品中微量及痕量组分分析。
原子吸收光谱法是根据蒸气相中被测元素的基态原子对其原子共振辐射的吸收强度来测定试样中被测元素的含量。
其优点与不足：<1> 检出限低，灵敏度高。
火焰原子吸收法的检出限可达到ppb 级，石墨炉原子吸收法的检出限可达到10-10-10-14g。
<2> 分析精度好。
火焰原子吸收法测定中等和高含量元素的相对标准差可<1%，其准确度已接近于经典化学方法。
石墨炉原子吸收法的分析精度一般约为3-5%。
<3> 分析速度快。
原子吸收光谱仪在35分钟内，能连续测定50个试样中的6种元素。
<4> 应用范围广。
可测定的元素达70多个，不仅可以测定金属元素,也可以用间接原子吸收法测定非金属元素和有机化合物。
<5> 仪器比较简单，操作方便。
<6> 原子吸收光谱法的不足之处是多元素同时测定尚有困难,有相当一些元素的测定灵敏度还不能令人满意。
等离子体-原子发射光谱总结
2、谱线呈现法
谱线强度与元素的含量有关。元素含量低时，
仅出现少数灵敏线，随元素含量增加，谱线随之出 现。可编成一张谱线出现与含量关系表，依此估计 试样中该元素的大致含量。
例如，铅的光谱 Pb含量（%） 谱线λ(nm) 0.001 0.003 0.01 0.1 1.0 3 10 283.3069清晰可见，261.4178和280.200很弱 283.306、261.4178增强，280.200清晰 上述谱线增强，另增266.317和278.332，但 不太明显。 上述谱线增强，无新谱线出现 上述谱线增强，214.095、244.383、244.62出 现，241.77模糊 上述谱线增强，出现322.05、233.242模糊可见 上述谱线增强，242.664和239.960模糊可见
特征谱线检验，称其为分析线。一般是灵敏线或最后线。
自吸:由弧焰中心发射出来的辐射光，被外围 的基态原子所吸收，从而降低了谱线的强度。 此现象叫自吸。
自蚀：自吸严重时，中心部分的谱线 这个现象叫自蚀 。
将被吸收
很多，从而使原来的一条谱线分裂成两条谱线，
2. 定性方法 标准试样光谱比较法
铁光谱比较法：最常用的方法，以铁谱作为标准(波长标尺)。
将上式取对数，得：
lgI=lga+blgc 谱线强度的对数与被测元素浓度的对数具有线性关系。
2. 内标法基本关系式
影响谱线强度因素较多，直接测定谱线绝对强度计算难以 获得准确结果，实际工作多采用内标法（相对强度法）。 在被测元素的光谱中选择一条作为分析线 ( 强度 I1) ，再选 择内标物的一条谱线(强度I2)，组成分析线对。则：
第五章 等离子体-原子发射光谱
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原子发射光谱分析法
第七章 原子发射光谱分析 (Atomic Emission Spectrometry知识分享
Ei—激发电位（J或eV)。
Iij
gi g0
AijhijN0ekEiT
原子发射光谱 法定量的依据
基态原子密度（N0）：Iij正比于N0，N0正比于浓度。
激发电位(Excitation potential)
谱线强度与激发电位成负指数关系。在温度一定时，激发 电位越高，处于该能量状态的原子数越少，谱线强度越小。 激发电位最低的共振线通常是强度最大的线。
目前常用的光源有直流电弧(DC arc)、交流电 弧(AC arc)、高压火花(electric spark)及电感耦合等离 子体（ICP）。
1. 直流电弧
优点：电极头温度相对比较高（4000至7000K，与 其它光源比），蒸发能力强、绝对灵敏度高、背景小；
缺点：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，但可很好地应用于矿石 等的定性、半定量及痕量元素的定量分析。
微波光谱法
4×10-7~4×10-10 核磁共振波谱法
高能辐射区
γ射线 能量最高，核能级跃迁 X射线 内层电子能级的跃迁
光学光谱区
(10nm-1000 μm)
紫外光 可见光
原子和分子外层电子能级的跃迁
红外光 分子振动能级和转动能级的跃迁
波谱区
微波 分子转动能级及电子自旋能级跃迁 无线电波 原子核自旋能级的跃迁
2．电磁波谱：电磁辐射按波长顺序排列就称光谱。
光谱区域 γ射线 X射线 远紫外光 近紫外光
光 可见光 学 近红外光 区 中红外光
远红外光
微波
无线电波
波长 5～140pm 10-3～10nm 10～200nm 200～380nm 380～780nm 0.78～2.5μm 2.5～50μm
原子发射光谱法要点
电极间电压 电流 气体放电中电压和电流曲线
电弧放电具有下降的伏安特性，这是因为气体的
电阻和固体的不同，气体的电阻值是变化的，当通
过气体电阻的电流增大时，会使气体的温度增高， 气体的电离度增大，从而使气体的导电性增加，即
电阻变小，使气体电阻两端的电压降反而减少。
1. 直流电弧 电源一般为可控硅整流器。常用高频电 压引燃直流电弧。
性、半定量和定量分析。
在一般情况下，用于1%以下含量 的组份测定，检出限可达ppm，精密
度为±10%左右，线性范围约2个数
量级。
但如采用电感耦合等离子体 （ICP）作为光源，则可使某些元素 的检出限降低至10-3 - 10-4ppm，精
密度达到±1%以下，线性范围可延
长至7个数量级。这种方法可有效地
金属合金试样的分析及高含量元
（5）基态原子数
谱线强度与基态原子数成正比。 在一定的条件下，基态原子数与试 样中该元素浓度成正比。因此，在 一定的条件下谱线强度与被测元素 浓度成正比，这是光谱定量分析的 依据。
浓度越大， 基态原子数N0也越大， 基态原子数N0大， 激发态原子数Ni也大 激发态原子数Ni大， 光强度I也大。
原子发射光谱分析过程
射、电子轰击、电子或离子对中性原子 碰撞以及金属灼热时发射电子等。
当气体电离后，还需在电极间加以足 够的电压，才能维持放电。通常，当电极 间的电压增大，电流也随之增大，当电极 间的电压增大到某一定值时，电流突然增 大到差不多只受外电路中电阻的限制，即 电极间的电阻突然变得很小，这种现象称 为击穿。
在这种情况下，低频低压 交流电就能不断地流过，维 持电弧的燃烧。这种高频高 压引火、低频低压燃弧的装 置就是普通的交流电弧。
第7章 原子发射光谱分析
光栅的参数
光栅的特性可用色散率和分辨率来表征。
光栅的角色散率可通过对光栅公式求导得到：
d n d d cos
其中dθ/dλ：入射角对波长的变化率，即光栅的角色散率； d：光栅常数； n：光谱级数。
当θ很小且变化不大时，cosθ≈1，光栅的角色散率决定于
光栅常数d和光谱级数n，为常数。因此光栅光谱是均排光
凹面光栅与罗兰圆
多道型光电直读光度仪多采用凹面光栅。凹面光栅既具有
色散作用也起聚焦作用(凹面反射镜将色散后的光聚焦)。
罗兰圆：Rowland发现在曲率半
径为R 的凹面反射光栅上存在着 一个直径为R的圆，不同波长的
光都成像在圆上，即在圆上形成 一个光谱带. 因此，将直读光谱 仪的出射狭缝做在凹面光栅的罗 兰圆上。
达到一定值时，放电盘G1击穿；G1-C1-L1构成振荡回路，产 生高频振荡；
(2) 振荡电压经B2的次级线圈升压到10kV，通过电容器C2 将电极间隙G的空气击穿，产生高频振荡放电；
(3) 当G被击穿时，电源的低压部
分沿着已造成的电离气体通道，通
过G进行电弧放电；
(4) 在放电的短暂瞬间，电压降
低直至电弧熄灭，在下半周高频再
ICP-AES
光电直读是利用光电法直接测定光谱线的强度。 两种类型：多道固定狭缝式和单道扫描式。
单道扫描式是转动光栅进行 扫描，在不同时间检测不同 谱线； 多道固定狭缝式则是安装多 个出射狭缝和光电倍增管， 同时测定多个元素的谱线； 全谱直读光谱仪可同时测定 试样中165-800nm波长范围 内的元素的所有谱线，对其 进行分析。
(3) 光电流∝原子光谱的强度，与基态原子浓度成正比。
7.4 光谱定性分析 定性依据： E = hν = h c /λ
原子发射光谱法考试试题及答案
原子发射光谱法试题及答案2018.9姓名：成绩：一、单选题（每题4分，共20分）1、原子发射光谱仪中光源的作用是：。
（A）A、提供足够能量使被测元素熔融、蒸发、离解和激发B、将试样中的杂质除去，消除干扰C、得到特定波长和强度的锐线光谱D、提供足够能量使试样灰化2、在内标法中内标元素必须符合的条件之一是：。
（C）A、必须与待测元素具有相同的电离电位B、必须与待测元素具有相同的激发电位C、与待测元素具有相近的蒸发特性D、必须是基体元素中最大的3、在进行谱线检查时，通常采用与标准光谱比较法来确定谱线位置，通常作为标准的是：（B）A、氢谱B、铁谱C、铜谱D、碳谱4、原子发射光谱的产生是由于：。
（B）A、原子内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、原子次外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5、依据试样中原子（或离子）受外能激发后发射的特征光谱来进行元素的定性与定量的分析方法为：。
（D）A、火焰光度法B、荧光分光光度法C、原子吸收光谱法D、原子发射光谱法二、多选题（每题4分，共20分）1、分析化学是关于研究物质的等化学信息的分析方法及理论的一门科学。
（ABCD）A、组成B、含量C、结构D、形态2、定量分析使用标准加入法应注意以下几点：。
（ABC）A、为了得到准确的分析结果，最少应采用4个点来作外推曲线。
B、该法可消除基体效应带来的影响，但不能消除背景吸收。
C、加入标准溶液的浓度应适当，曲线斜率太大或太小都会引起较大误差。
D、为了得到准确的分析结果，最少应采用2个点来作外推曲线。
3、电子在两个能级之间跃迁，需满足以下条件包括。
（ABCD）A、主量子数变化为整数，包括0B、总角量子数的变化为ΔL =1C、内量子数变化Δ J =0，±1，而J =0时Δ J =0不成立D、总自旋量子数变化为Δ S =0 单重态之间，三重态之间4、原子发射光谱法的基本应用涵盖：。
（ABCD）A、岩矿分析B、生化临床分析C、材料分析D、冶金过程监控、环境监测5、原子发射光谱法的方法特点：。
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原子发射光谱的光源有激发光源、电弧光源、火花光源、等离子体光源。
原子发射光谱法是利用物质在热激发或电激发下,每种元素的原子或离子发射特征光谱来判断物质的组成
原子发射光谱对激发光源的要求
(1)光源应具有足够的激发容量，利于样品的蒸发、原子化和激发，对样品基体成分的变化影响要小。
(2)光源的灵敏度要高，具有足够的亮度，对元素浓度的微小变化在线状光谱的强度上应有明显的变化，利于痕量分析。
(3)光源对样品的蒸发原子化和激发能力有足够的稳定性和重现性，以保证分析的精密度和准确度。
(4)光源本身的本底谱线要简单，背景发射强度弱，背景信号要小，对样品谱线的自吸效应要小，分析的线性范围要宽。
(5)光源设备的结构简单，易于操作、调试、维修方便等。