第7章 原子发射光谱法

原子发射光谱法

一、简答题

⒈ 原子发射光谱是怎样产生的?为什么各种元素的原子都有其特征的谱线? ⒉ 光谱仪的意义是什么?如何写出Mg285.2nm共振线的光谱线跃迁表达式? ⒊ 试比较原子发射光谱中几种常用激发光源的工作原理、特性及适用范围。 ⒋ 简述ICP光源的工作原理及其优点?

⒌ 光谱仪的主要部件可分为几个部分?各部件的作用如何?

⒍ 棱镜摄谱仪和光栅摄谱仪的性能各用哪些指标表示?各性能指标的意义是什么?

⒎ 比较摄谱仪及光电直读光谱仪的异同点? ⒏ 分析下列试样时应选用何种激发光源? ⑴ 矿石的定性、半定量分析; ⑵ 合金中铜的定量分析(~x%); ⑶ 钢中锰的定量分析(0.0x~0.x%); ⑷ 头发中各元素的定量分析;

⑸ 水质调查中Cr、Mn、Cu、Fe、Zn、Pb的定量分析。

⒐ 影响原子发射光谱的谱线强度的因素是什么?产生谱线自吸及自蚀的原因是什么?

⒑ 解释下列名词: ⑴ 激发电位和电离电位;

⑵ 共振线、原子线、离子线、灵敏线、最后线; ⑶ 等离子线、激发光源中的三大平衡。

⒒ 什么是感光板的乳剂特性曲线?其直线部分的关系式如何表示?何谓反衬度、惰延量、雾翳黑度?在分析上有何意义?

⒓ 光谱定量分析为何经常采用内标法?其基本公式及各项的物理意义是什么? ⒔ 选择内标元素及内标线的原则是什么?说明理由。 ⒕ 何谓基体效应?为何消除或降低其对光谱分析的影响? 二、选择题

1. 某光栅的适用波长范围为600~200nm,因此中心波长为460nm的一级光谱线。

将与其发生重叠的光谱线是( )。

A.230 nm的二级线 B.460 nm的二级线 C.115 nm的四级线

D.除460 nm的一级线外该范围内所有谱线

2. 用发射光谱法测定某材料中的Cu元素时,得铜的某谱线的黑度值(以毫米标 尺表示)为SCu = 612,而铁的某谱线的黑度值SFe = 609,其时谱线反衬度是2.0, 由此可知该分析线对的强度比是( )。

A.31.6 B.1.01 C.500 D.25.4

3. 摄谱法中,感光板上的光谱、波长每间隔100?在用光栅单色器时是( )。

A. 随波长减少而增大 B. 随波长增大而增加 C. 随波长减少而减少 D. 几乎不随波长变化 4. 上题中,如改用石英棱镜为单色器,则( )。 5. 用摄谱法进行光谱定性分析时应选用的条件是( )。

A. 大电流,试样烧完 B. 大电流,试样不烧完

C. 小电流,试样烧完 D. 先小电流,后大电流至试样烧完 A .要判断某元素是否存在,至少应有2~3条灵敏线出现 B.光谱线的自吸现象对发射光谱定量分析影响很大 C.分析线中必须包含着最后线

D.谱线的灵敏度标记数字越大,说明谱线越灵敏 A. R = ACb

B. lgR = blgC + lgA

D. ΔS = r(blgC + lgA)

。6. 下列有关原子发射光谱分析法的叙述不正确的是( )。

7. 下列这些光谱定量分析的公式中,使内标法能在实际中得到应用的是( )。

C. S = r(lgA-lgHi)

8. 当光速α射出谱线时,如果透过未受光作用部分的光强为I0,透过变黑部分 (谱线)的光强为I,谱线变黑处,透光度T = I/I0,则其黑度值相当于光电比 色剂上的( )。

A. I0/I

B. lg(I0/I)

C. lg(I/I0)

D. A

三、填空题

1. 将试样进行发射光谱分析的过程有A.激发;B.复合光分解;C.跃迁;D.检测;E.蒸发,按先后次序排列应为反对感反对感。

2. 发射光谱定量分析最基本的方法是反对感反对感,当标准样品与被测试样组成相差较大时,为得到更好的分析结果,可采用反对感反对感。

3. 棱镜摄谱仪,结构主要有反对感、反对感、反对感、反对感四部分(系统)组成。

4. 原子发射光谱定量分析时,摄谱仪狭缝宜反对感,原因是反对感反对感。而定量分析时,狭缝宜反对感,原因是反对感反对感。

5. 以铁的光谱线作为波长的标尺是很适宜的,一般将元素的灵敏线按波长位置标插在铁光谱图的相应位置上。这样制备的图谱,称为反对感反对感;此图谱上,标有MⅡⅠ或MⅠⅡ等符号,其中罗马字Ⅰ表示反对感,Ⅱ表示反对感。

6. 等离子体光源(ICP)具有反对感、反对感、反对感等优点,它的装置主要包括反对感、反对感、反对感等部分。 四、计算题

1. 计算Cu327.4nm和Na589.6nm谱线的激发电位(eV表示)

2. 下标中列出Pb的某些分析线及激发电位,若测定水中痕量Pb应选用那条谱线?当某试样中Pb含量谓0.1%左右时,是否仍选用此谱线,说明理由。

谱线波长/nm 激发电位/eV 283.31 280.20 4.37 5.74 287.32 5.63 266.32 5.97 239.38 6.50 3. 当一级光谱波长为500.0nm时,其入射角为60o,反射角(衍射角)为-40o,此光栅的刻痕数为多少条/mm?

4. 有一块光栅的宽度为5.00mm,每mm的刻痕数为720条,那么该光栅第一级光谱分辨率是多少?对波数为1000cm-1的红外线,光栅能分辨的最靠近的两条谱线的波长差为多少? 5. 用

(折射率对波长的变化率)的60o熔融石英棱镜和刻

有1200条/mm的光栅来色散Li的400.20nm及400.30nm两条谱线。试计算⑴ 分辨率;⑵ 棱镜和光栅的大小。

6. 在原子发射光谱图中,未知元素的谱线λx位于两条铁谱线λ1=486.37nm和λ2=487.12nm之间。在波长测量仪(也称比长仪)上测得λ1和λ2之间距离为14.2mm(经放大),λ1和λx之间距离为12.3mm,试算λx为多少?

7. 用原子发射光谱法测定Zr含量中的Ti,选用的分析线对为Ti334.9nm/Zr332.7nm。测定含Ti=0.0045%的标样时,强度比为0.126;测定含Ti=0.070%的标样时,强度比为1.29;测定某试样时,强度比为0.598,求试样中Ti%。

8. 用原子发射光谱法测定锡合金中铅的含量,以基体锡作为内标元素,分析线对为Pb283.3/Sn276.1nm,每个样品平行摄谱三次,测得黑度平均值列于下表,求未知试样中铅的百分含量(作图法)

样品号 试样1 2 3 4 5 未知样 %Pb 0.126 0.316 0.706 1.334 2.512 x 黑度 Sn276.1nm 1.567 1.571 1.443 0.825 0.793 0.920 Pb283.3nm 0.259 1.013 1.541 1.427 1.927 0.669

9. 用标准加入法测定硅酸岩矿中Fe的质量分数,Fe302.06nm为分析线,Si302.00nm为内标线。已知分析线在乳剂特性曲线直线部分,反衬度1.05,测得数据列于下表。试求未知样中Fe的质量分数(作图法)

Fe加入量(%) 0 0.001 0.002 0.003 ΔS(谱线黑度差) -0.441 -0.150 0.030 0.153

10. 有一3cm底边的棱镜,在可见光区(450nm)的色散率dn/d?为2.7×10-4nm-1 试计算在此波长下的分辨率。

11. 今有光栅刻线为每毫米1200条的光栅,当其闪耀角为10.37?时,其一级闪 耀波长和二级闪耀波长为多少?

12. 某光栅光谱仪,光栅刻数为600条?mm?1,光栅面积为5×5cm2,试问: (1)光栅的理论分辨率是多少(一级光谱)?

(2)一级光谱中波长为3100.30A和3100.66A的双线是否能分开?

13. 若某摄谱仪刚刚可以分辨310.0305nm和309.9970nm的两条谱线,则用该摄 谱仪可以分辨下列哪组谱线组?

(1)Si251.61nm Zn251.58nm (2)Ni337.56nm Fe337.57nm (3)Mn325.40nm Fe325.395nm (4)Cr301.82nm Ce301.88nm

14. 在ICP光源中,La的检测限可采用浓度为3?g?ml?1的溶液摄谱20次,测出La分析线及其附近背景的黑度,若背景的标准偏差为0.01,La线的黑度为5.97,背景黑度为1.76时,试计算La的检测限。

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