原子发射光谱分析法PPT课件.pptx

原子发射光谱分析法（AES）是一种基于元素在受到热或电激发时，从基态跃迁至激发态，然后返回基态时发射出特征光谱的分析技术。这一技术由基尔霍夫和本生在1859年通过分光镜首次实现，并在1930年后发展了定量分析方法。AES具有以下显著特点： 1. **多元素同时检测**：各元素在激发后会发射各自独特的特征光谱，允许同时分析多种元素。 2. **分析速度快**：样品无需特殊处理，光电直读仪可快速对数十种元素进行定量分析。 3. **选择性高**：由于每种元素的特征光谱不同，因此有很高的元素识别能力。 4. **检出限低**：通常在10到0.1μg/g之间，采用更先进的光源如ICP（等离子体质谱）可以达到ng/g的水平。 5. **准确度高**：一般光源下的准确度约为5%至10%，而ICP则可以小于1%。 6. **ICP-AES性能优异**：具有宽广的线性范围，可覆盖高、中、低含量样本的测定，但非金属元素的检测灵敏度较低。 **原子发射光谱的产生**涉及到原子在热（如火焰）或电（如电火花）激励下的状态变化。正常情况下，元素处于基态，当受到能量激发时，跃迁至激发态。当这些激发态的原子回到基态时，会释放出特定波长的光，形成线状光谱。这个过程可以用能量差（ΔE）来表示，其中激发态原子M在获得或释放能量后转变为基态M。 **谱线强度**与几个因素相关，包括： 1. **激发电位**：与谱线强度呈负指数关系，激发电位越高，强度越低。 2. **跃迁几率**：谱线强度与其正比，跃迁几率越大，强度越高。 3. **统计权重**：与能级的简并度有关，简并度越大，强度越高。 4. **激发温度**：温度升高会增加谱线强度，但过高的温度可能导致原子电离，减少中性原子，从而降低光谱强度。 **原子的共振线与离子的电离线**：原子由第一激发态跃迁到基态产生共振线，若获得足够的能量达到电离能，会丢失一个电子形成离子，产生离子线。每种离子线都有对应的激发电位，与电离电位大小无关。 AES广泛应用于地质、环境、生物和材料科学等领域，提供了一种有效、快速的元素定性和定量分析手段。不过，它在检测非金属元素或低灵敏度方面存在局限，这可以通过采用如ICP等先进光源来改善。