了解一下光譜分析儀的分析原理以及過(guò)程吧


光譜分析儀的分析原理是將光源輻射出的待測元素的特征光譜通過(guò)樣品的蒸汽中待測元素的基態(tài)原子所吸收,由發(fā)射光譜被減弱的程度,進(jìn)而求得樣品中待測元素的含量。
它符合郎珀-比爾定律 A= -lg I/I o= -LgT = KCL 式中I為透射光強度,I0為發(fā)射光強度,T為透射比,L為光通過(guò)原子化器光程由于L是不變值所以A=KC。
物理原理任何元素的原子都是由原子核和繞核運動(dòng)的電子組成的,原子核外電子按其能量的高低分層分布而形成不同的能級,因此,一個(gè)原子核可以具有多種能級狀態(tài)。能量低的能級狀態(tài)稱(chēng)為基態(tài)能級(E0=0),其余能級稱(chēng)為激發(fā)態(tài)能級,而能低的激發(fā)態(tài)則稱(chēng)為第一激發(fā)態(tài)。
正常情況下,原子處于基態(tài),核外電子在各自能量低的軌道上運動(dòng)。如果將一定外界能量如光能提供給該基態(tài)原子,當外界光能量E恰好等于該基態(tài)原子中基態(tài)和某一較高能級之間的能級差E時(shí),該原子將吸收這一特征波長(cháng)的光,外層電子由基態(tài)躍遷到相應的激發(fā)態(tài),而產(chǎn)生原子吸收光譜。
電子躍遷到較高能級以后處于激發(fā)態(tài),但激發(fā)態(tài)電子是不穩定的,大約經(jīng)過(guò)10^-8秒以后,激發(fā)態(tài)電子將返回基態(tài)或其它較低能級,并將電子躍遷時(shí)所吸收的能量以光的形式釋放出去,這個(gè)過(guò)程稱(chēng)原子發(fā)射光譜??梢?jiàn)原子吸收光譜過(guò)程吸收輻射能量,而原子發(fā)射光譜過(guò)程則釋放輻射能量。
發(fā)射光譜分析的過(guò)程
1.把試樣在能量的作用下蒸發(fā)、原子化(轉變成氣態(tài)原子),并使氣態(tài)原子的外層電子激發(fā)至高能態(tài)。當從較高的能級躍遷到較低的能級時(shí),原子將釋放出多余的能量而發(fā)射出特征譜線(xiàn)。這一過(guò)程稱(chēng)為蒸發(fā)、原子化和激發(fā),需借助于激發(fā)光源來(lái)實(shí)現。
2.把原子所產(chǎn)生的輻射進(jìn)行色散分光,按波長(cháng)順序記錄在感光板上,就可呈現出有規則的光譜線(xiàn)條,即光譜圖。系借助于攝譜儀器的分光和檢測裝置來(lái)實(shí)現。
3.根據所得光譜圖進(jìn)行定性鑒定或定量分析。由于不同元素的原子結構不同,當被激發(fā)后發(fā)射光譜線(xiàn)的波長(cháng)不盡相同,即每種元素都有其特征的波長(cháng),故根據這些元素的特征光譜就可以準確無(wú)誤的鑒別元素的存在(定性分析),而這些光譜線(xiàn)的強度與試樣中該元素的含量有關(guān),因此還可利用這些譜線(xiàn)的強度來(lái)測定元素的含量(定量分析)。