ICP-AES

1 inductively coupled plasma torch- atomic emission spectrophotometry ICP-AES 2 第一节 概述 光谱分析法历史悠久 的不足之处 新光源的发展 的特点 发射光谱法 吸收光谱法 p p p p AES ICP 3 原子发射光谱法（ ） 是将试样用热或电能激发，测量被激发试样所 发射的光辐射。根据它发射的谱线的波长可以进行 定性分析，测量谱线的强度可以进行定量分析。 当原子从较高能级跃迁到基态或其它较低的能级的 过程中，将释放多余的能量，这种能量是以一定波 长的电磁波的形式辐射出去的。 发射的光谱来测定物质的化学组成 atomic emmission spectroscopy, AES AESp p D n lE E2 E1 h hc/~10-8s ＝ － ＝ ＝ 4 AAS AES和 仪器 单色器 检测器 显示和 处理 光源 样品 光源 单色器 检测器 显示和 处理 样品 AES 5 1~10ppm RSD 20~30% 历史悠久历史悠久 年代测定微 量元素和痕量元 素的主要手段 年代测定微 量元素和痕量元 素的主要手段 年代以后一度停滞不前 年代以后一 度停滞不前 的不足之处 检出能力差 精密度差 5050 6060 AES 6 新光源 检测限低 精密度好 动态范围宽 基体效应小 可进行多元素的同时测定 ICP p p p p p 7 第二节 基本原理 等离子体 源于拉丁语 在发射光谱中，通常是指氩气或氦气等稀有 气体中发生的火焰状放电。 如氩等离子体中： 一、一、 光源的形成和特点光源的形成和特点 ＋＋ 1. Plasma ICPICP Ar Ar e p p 8 2. inductively coupled plasma (Ar ) ICP ICP ICP AES 电感偶合等离子体 感应线圈 高频电场 感应磁场 感应电场 点火 电离 焰矩 以 为光源，试样导入等离子体中进行激 发和测定。 － 9 冷却氩气载气氩和 样品气溶胶 辅助氩气 典型的典型的 光源光源 炬管炬管 的形成 ICPICP -- 3.ICP H H H 10 二、谱线强度和含量的关系 或 激发系数 与试样中元素含量 浓度及试样的雾化效率 （进入 的原子数）有关 )/exp()/( )/exp()/( kTEAhZgNI nn kTEAhZgNI nn caI c N a c N a -= +++ -= = = + = n n b b - / ICP a 11 1.1.定量分析方法定量分析方法 标准曲线法 ～ 内标法 选择合适的内标元素 p p I c )exp( ~ kT EE N N K I I s ss c I I s - = 12 2.影响谱线强度的因素 高频功率 水溶液样品 含有机试剂或有机溶剂的样品 易激发又易电离的碱金属元素 较难激发的 、 、 等元素 几乎所有的谱线强度都随功率的增加而增加。但功率过大 也会带来背景辐射增强，检出限反而不能降低。 p p p 气体流量 观察高度 950~1350w 1350~1550w 750~950w As Sb Bi 1350w 13 影响谱线强度的因素 气体流量 谱 线 强 度 气体流量 p p p 高频功率 观察高度 14 影响谱线强度的因素 观察高度 谱 线 强 度 观察高度 焰的结构和曝光高度 p p p 高频功率 气体流量 ICP 15 第三节第三节 发射光谱分析装置发射光谱分析装置 光源光源 样品导入系统样品导入系统 色散系统色散系统 检测系统检测系统 等离子体光源 有效引入分析试样 用于等离子体发射光谱分析的光学系统 通过发射光谱进行定性和定量分析的信号处 理系统 ICPICP p p p p 16 一、光源 原子发射光谱的光源应有两个作用： 能使待测物质充分原子化，以便获得自由原子 （通常指基态）； 能使原子激发到较高的能态。最适宜用于溶液分 析的光源有火焰和等离子体光源 。 p 1. 2. ICP 17 Ge Sn Pb As Sb Bi Se Te Hg 二、进样系统 进样系统 雾化器 去溶剂装置 气动式 超声波式 挥发性氢化物或金属进样 p l NaBH4+3H2O +HCl+ M n+ H3BO3 +NaCl+MHn + H2® - - 、 、 、 、 、 、 、 和 18 三、分光系统 狭缝、准直镜、光栅（中阶梯） 四、检测系统 照相 光电倍增管 光电二极管阵列 p p p p 19 第四节、实验条件的选择 参数选择 试样制备 固体样品 有机样品 分离和富集 稀 （金属、金属氧化物） 稀 （一般合金、金属氧化物，有机物） 浓 或浓 （矿物、矿石） 发烟 （硫化矿等） （岩石、陶瓷） 混合酸（矿石、贵金属合金、碳钢、土壤、沉 积物等） 1. 2. HCl HNO3 HCl HNO3 HNO3 HF 20 分离和富集 蒸发浓缩 气化分离 溶剂萃取 离子交换 共沉淀法 色谱分离 检测 检测 色谱分离 和 检出分析核酸成分 p p p p p p UV ICP UV ICP 21 3. 干扰及其校正 电离干扰 化学干扰 物理干扰 光谱干扰 由于原子的电离，使中性原子数增多，使 原子线 离子线 试样物理性质的改变，引起进气速度、雾 化过程、气溶胶和溶剂输送等一系列过程 的变化 其他元素与被测元素生成化合物，引起被 测元素的谱线发生变化 待测元素的谱线和其他元素的谱线重叠 p p p p - ¯ 22 干扰及其校正 控制实验条件 使样品与标样的组成基本一致 采用标准加入法 选择合适的分析线 使用高分辨率的光谱仪 p p p p 23 分析生物试样时应注意的问题 在许多情况下，分析前必须对生物试样进行硝化 处理，使样品转化成溶液。应用最广的分解试剂 是硝酸与高氯酸的混合液； 为了得到准确的分析结果，要求分析时的标准溶 液与试样溶液进行基体与酸度的匹配； 生物体的干灰中含有大量的 和 ，由它们引 起的散射光的影响应加以考虑。 p p p Ca Mg 24 应用 中草药中微量元素 食品分析 儿童血铅 烟草分析 大气污染 毒品 p p p p p p 25 试样 四苯硼钠（过量） 产生沉淀 硫酸阿托品 盐酸普鲁卡因 甲基硫酸新斯的明 测定滤液中 的四苯硼钠 药物含量测定 ¯ pH5 ICPp p p 26 靛蓝 蓝色 黄色 黄色 蓝色 紫色 蓝色 紫色 紫色 红色 紫色 黄色 （黑线） 黄色 （黑线） 靛蓝 紫色 绿色 红色 蓝色 镥（ ） 钇（ ） 氦（ ） 氮（ ） 钐（ ） 钋（ ） 镨（ ） 铥（ ） 钾（ ） 镓（ ） 氮（ ） 氦（ ） 铟（ ） 铊（ ） 铷（ ） 铯（ ） 颜色颜色 时间 元素 波长 （ ） 波长 （ ） 元素时间 1907 1907 1895 1894 1886 1886 1885 1879 Lu Lutecium Y Yttrium He Helium N Nitrogeuiu m Sm Samarium Po Polonium Pr Prasecdymi um Tm Thulium 45187698 7665 K Potassium 1875 4675 4644 4172 4033 Ga Gallium 1875 58755679 5666 5676 N Nifrogeniu m 1869 5679 5676 5666 5875He Helium 1868 4434 4424 4511 4101 In Indium 1868 4493 4302 4170 5350Tl Thallium 1861 4225 4220 4179 7947 7800 Rb Rubidium 1861 4105 4095 4593 4555 Cs Cesium 1860 ÅÅ Page 1 Page 2 Page 3 Page 4 Page 5 Page 6 Page 7 Page 8 Page 9 Page 10 Page 11 Page 12 Page 13 Page 14 Page 15 Page 16 Page 17 Page 18 Page 19 Page 20 Page 21 Page 22 Page 23 Page 24 Page 25 Page 26