用高壓放電、等離子焰炬、激光等手段可將原子或離子激活成激發態。激發態是不穩定的,容易發射出相應特征頻率的光子返回到基態或低(亞)激(ji)發(fa)態(tai)而(er)呈(cheng)現(xian)一(yi)係(xi)列(lie)特(te)征(zheng)光(guang)譜(pu)線(xian)。這(zhe)些(xie)特(te)征(zheng)光(guang)譜(pu)線(xian)經(jing)過(guo)光(guang)學(xue)色(se)散(san)係(xi)統(tong)分(fen)別(bie)被(bei)會(hui)聚(ju)在(zai)感(gan)光(guang)板(ban)上(shang)或(huo)被(bei)光(guang)電(dian)器(qi)件(jian)所(suo)接(jie)收(shou),根(gen)據(ju)特(te)征(zheng)譜(pu)線(xian)的(de)波(bo)長(chang)及(ji)強(qiang)度(du)對(dui)元(yuan)素(su)進(jin)行(xing)定(ding)性(xing)或(huo)定(ding)量(liang)分(fen)析(xi),這(zhe)便(bian)是(shi)原(yuan)子(zi)發(fa)射(she)光(guang)譜(pu)法(fa)。最(zui)低(di)激(ji)發(fa)態(tai)返(fan)回(hui)到(dao)基(ji)態(tai)所(suo)發(fa)射(she)的(de)譜(pu)線(xian)常(chang)稱(cheng)為(wei)第(di)一(yi)共(gong)振(zhen)線(xian),它(ta)是(shi)眾(zhong)多(duo)光(guang)譜(pu)線(xian)中(zhong)最(zui)強(qiang)的(de),一(yi)般(ban)也(ye)是(shi)元(yuan)素(su)分(fen)析(xi)中(zhong)最(zui)靈(ling)敏(min)的(de)譜(pu)線(xian)。通(tong)常(chang)將(jiang)它(ta)作(zuo)為(wei)元(yuan)素(su)定(ding)性(xing)、定量分析的主要分析線。鈉原子的D1,D2雙shuang線xian就jiu是shi其qi最zui強qiang的de譜pu線xian。若ruo這zhe最zui強qiang譜pu線xian受shou到dao試shi樣yang中zhong某mou些xie因yin素su幹gan擾rao而er不bu便bian識shi別bie時shi,常chang常chang還hai同tong時shi選xuan用yong次ci靈ling敏min的de特te征zheng譜pu一yi起qi來lai判pan定ding某mou元yuan素su的de存cun在zai。光guang譜pu的de定ding量liang分fen析xi主zhu要yao是shi根gen據ju試shi樣yang光guang譜pu中zhong已yi確que定ding存cun在zai的de某mou元yuan素su的de特te征zheng譜pu線xian的de強qiang度du來lai確que定ding。經jing驗yan表biao明ming該gai譜pu線xian的de強qiang度duI與該元素在試樣中的濃度(百分含量)c(在較低濃度下)成正比:
I=Ac
其中A是與實驗測試條件,如激發條件、被bei測ce元yuan素su的de性xing質zhi等deng因yin素su有you關guan的de常chang數shu。分fen析xi時shi人ren為wei地di配pei製zhi一yi係xi列lie含han被bei測ce元yuan素su的de已yi知zhi不bu同tong濃nong度du的de模mo擬ni被bei測ce體ti係xi標biao準zhun試shi樣yang。在zai相xiang同tong試shi驗yan條tiao件jian下xia,測ce定ding相xiang應ying元yuan素su的de譜pu線xian強qiang度du,可ke獲huo得de類lei似si於yu圖tu14-6的I-c的工作曲線,便可確定常數A。由測得的未知物的I即可推算出該元素的含量。
原子發射光譜法特點及適用範圍是:
(1)操作簡單、分析快速
通常無需對試樣進行處理(如,化學轉化等操作),而可直接測量。對礦物、岩石等試樣,可同時進行幾十種金屬元素的定性、半定量分析測定。利用光電光譜可在煉鋼爐前1~2min內同時測定鋼中20多種元素。用等離子體發射光譜甚至可在1min內同時測定水中48個元素,且靈敏度可達ng/g數量級。
(2)靈敏度高
相對靈敏度可達 0.1~10μg/g,絕對靈敏度可達10-9g甚至更小。但對非金屬元素、鹵素、氧族等元素測定靈敏度稍差。
(3)選擇性好
不需經化學分離,隻要選擇合適條件,可同時測定幾十種元素。對於化學性質相近的元素,如Nb與Ta,Zr與Hf,特別是稀土元素,一般化學方法隻能測定其總量,難以分別測定,而光譜分析卻較易進行各元素的單獨測定。
(4)試樣用量較少
一般隻需幾毫克至數十毫克。有時可在基本不損壞試樣的情況下作全分析。用激光光源可進行直徑在10~300μm的微區分析。
(5)微量分析準確度高
通常情況下相對誤差僅為5%~20%,但在含量<0.1%時,準確度優於化學分析法。含量越低,其優越性越突出,因此非常適用於微量及痕量元素的分析,而廣泛應用於原子能、國防工業、半導體材料、高純材料的分析中。
(6)隻能確定物質的元素組成與含量,不能給出物質分子及其結構的信息。
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