SJ Z 3206.11-1989 发射光谱定量分析方法通则.pdf

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1、中华人民共和国电子工业部指导性技术文件SJ/Z 3208.11 89 光分析方法通则本标准适用于光除等。分析技术，其内容包括基本原理、操作方法、光谱背景的扫1 引用GB 9259 88 友射光i曾分忻名词术语。2 基本2.1 每种元素的原子受外界能量激发后地于不稳定的激友态。当它重新回到基态或较低的能级时，以光波的形式辛辛放出多余的能量，光波的践民由(1 )式确定zhc .=一一一一一E1-1 王起中;-发射先i普线的波长，h一普朗克常数，c-一光速，E1、E2-分别为低能级如高能级电子的能量。不同元素的原子具有不同的能级，电子在能级间的跃迁就产生该元素的特征话线组。因此，特征光洁的出现就表明

2、该元素在分听试样中的存在，根据该谱线的强度就能进行光谱量分听。2.2 谱线强度与激发区夺离子体中的原子喷j吏有下述关系2对于原子线Ei 10 = K oNe T T . . (2) 对于离子线一旦_ F.:/KT I+=K+N (KT) 5/2e kT.e -, ( 3 ) 式I丰1:1 0、1+分别为原子线和离子线的谱线强度，,., 1980 -03 -01棋拖一1一SJjZ 3208.11 89 T一一激发温度，K, 川、Ej一一分别为原子线和离子线的激发电位.i昔线强度即为光谱定量分析的依据。在实际分析工作中，测量谱线相对强度的;的主来进行定量测定。在一定条件下，N正比于试样中分析元素的

3、含量C。如果T保持一定，(2)、( 3 )两式均可简化为s1 = aCb . . . . . ( 4 ) (4)式称为罗马金一赛伯公式，式中a、b为两个常数。对(4 )式取对数得zlogI = hlogC + loga ( 5 ) log1与logC为线性关系，即以logI与logC绘制的工作曲线为一直线。2.3 由于激发条件，特别是光源的波动会导致谱钱强度的变化，因此难于达到定量分析所要求的准踊庭。采用内标法可以使因光源波动而引起的语线强度变化得到补偿。一般以岳飞样基体元素或加入某种特起元素作为内标元素，由内标线与分析线组成分析线对。对于分析线，Il=alCbl1 . ( 6 ) 对于内标线

4、z12 =a2Cb2z( 7 ) 由于内标元素的浓度Cz可以看作常数，因此I2亦为常数，两式相除得zR=卡=A C b . 式中IR一-分析线对的相对强度或强度比pC一分析元素的含量，即(6 )式中的ClJA、b一常数。( 8 )式取川纵f守ZlogR = hlogC + logA . . ( 9 ) 2.4 在照相式光谱分析中对谱线进行测量时，极光线透挝感光板注明都分的光强为Io J透过谱线部分的光强为1，则谱线透过率T为2T=JJ . . . . (川谱线黑度S定义为ss = log卡=1ogp. .,. (11) 光谱感光板上ii?线黑度S与曝光量H之间的关系可用乳抓特性曲线表示f图1)

5、 ，曲线的AB段称为曝光不足部分，CD为曝光过度部分，BC为正常曝光部分。在BC段内的一2SJ/Z 3206.11 89 谱线黑度与的对数呈线性关系。即，E s A c logH 图1典型的乳剂特性曲线5 = y ( logH -logHi ) =logH - i (12 ) 式中，-一照相乳剂的反衬度，Hi惰延i-一常数，i=logHi。由(9 )和(12 )式可得z5 = 51 - 52 = ylogR = yblogC +logA( 13 ) 式中IS，-一耸听线和内标线的黑度差p51、5z一一分别为分析线黑度和内标i线黑度Fy JR相乳剂的反衬度。2.5 对于光电光谱分析，每一个接收器

6、将接收谱线强度的光讯号转变为电讯号，输入相应的测光读l数系统中，即由光电倍增管输出的光电流向识分电容器充电，由职分电容器上的电压来表示i普钱强度sE=1;山=LIj;idt. ( 14 : 或中.E-一在曝Yt时l司(g累J普线啤/支，队l璋仪豆u均能量st-一曝光时间，1-谱线强度，i-光电流，KI一一常数。设在时间t后电容器上积累的电荷沟Q，则Q = I tidt( 15 ) 。一3一SJjZ 3206.11 89 电容器充电达到的电压V为zv一Q-t山K2E-一一一=K1E ( 16 ) c . C- C 式中:C-一电容器的电容盟K1一一常数，K1 = Kz/C。由(16 )式可知，积

7、分电容器在曝光时间t内充电达到的电压V与接收到的谱线能量E成正比，亦即与i普线强度成正比假定在曝光时间内i普线强度保持不变。光电元i苦仪曝光的截止有定、时曝光和自动曝光两种方式。定时曝光由程序控制系统rj1预先调节好的时间继电器来完成F白动曝光是当接收内标线的积分电容器达到预定值时，触去;程序控制系搅动作iid截止。3 操作方法光谱定量分析的基本j立起就是将试样在一定，条件下边行撤丘，然后测量去射光谱中分析元素的语统强度与该兀亲含量之间的关系，绘制工作曲线。由于语线相对强度的副主革和灶理方式各不相il.Jj，因而有下列儿种主要的分析方法。8.1 三标准试样证t、三标准试梓沾juki普定量分析中

8、展基本、最常用的方法。其主要特点是在同一块光板上，除了拍摄被分析试样的光谱外，还必须同时拍摄标准试样的光谱。标准试样的数量不得少于3个，并且每个样品拍摄的谱线不少于3条q用三标准试样法选行定量分析的操作步骤如F:3.1.1 根据分析对;衷的样品状态、含量范国泣分析要求，选取一组合适的标准试样，其数量不得少于3个一般用56个。每个试样平行取3份选行光谱测定。3.1.2 标J古以丘;电挝、参款、光以条件、摄i普条件和曝光时间不变，即在同一条件下将标准试样和分析试样的兀谱同时摄于同一块感郑板上。3.1.3 按照)jtiJ与立的以相处理条件，对光谱感亢板边行显影、定影、干燥等操作，然后在光谱投影仪上找

9、出所需的分析钱对。3.1.4 调节以1战;Yt度计的工作参数。训量听边定的分析线和内标线的黑度，并取平均值，然后本tij分析线对黑度差S。如将S除以感光板的丘，则可求得分析线对相对姐度的对数值logR。3.1.5 在半对均应标纸上，以logC为横庄村，S或logR为纵座标，绘制工作曲线。比出钱仅远)M:f气标准试样摄于国一快感光板上的分忻试样的训定。3.136 ;if据分盯i耐手中被测元素介折线对的黑度茬，从一Cff出线上查出试样中该元素的含量，丹:jj(.tj+手:边行计算。3.2 1-J久曲线法将(TJi主试样反复多次选jf摄谱，作出一条固定的工作曲线，在以后的样品分析中就不再作工作山;f

10、lfi是直拉摄取样品的先谱，并本人固寇的工作出线上盔，出分析结呆。指久一4一SJ/Z 3206.11 89 曲线法能缩短分析时间，节省标准样品，但不易控制各种条件的变化。为了校正乳剂反衬度的影响，需采用换算国数进行I异将一标准试样分别摄于两块感光板上，选择一定的分析i线对进行测量。对两块感觉板分别有，两式相除后得，. Sl = Yt10gR .S2=210gR . s 11 :r, ark=LHH-MUUMUU-HM-UH-HH- 式中a. S 1一一标样在第一块感亢板上的黑度差p.S2-一标样在第二块感元板上的黑度差，r一第一块感光板的照相乳剂反衬度，z第二块感觉板的照捆乳剂反衬度。式中:K

11、即为换算;国款，它等于两感光板反衬度之比。利用K值即可将摄于某一片上的分析线对黑度差换算成在基本语片上比线对应有的黑度差。3.2.1 应用持久曲线法逃行样品分析的条件是sa. 工作条件力求保持不变，特别是激友光源应严恪保持稳定，否则工作曲线会发生变化。b. 均称线对的.S值应在0.3-0.6之间，最好在0.5丘右，并且llS应取多次测的平均值。C. 选用质量较好的感无板和严指的显影条件，希望K值保持在0.9-1.0之间。3.3 撞制试样法持久曲线法虽然利用换算国数捎除了因工作出线斜卒变化而造成的影响，但不能消除国北町、激呆条件的变化市ii引起的工作曲线平行移动。在持久由线捷的基础上，在每次分析

12、时，将一个成分和结构与朵折试样融为榈近的标准试样与分析试佯同时摄谱，用它来j缸片。工作曲线的新位置，即为撞倒试样法。对于控制试样和分析试样，分别有z 君主譬虑到. Sk =blogCK +loga . Sk =blogCx +loga 因数，则有z. ( 18 ) logCx=_K又Sx号J15年logCk. . (1 g ) 00 根据持久工作曲线的斜率Yoh、换算因数K:)之控制试样!-1分析元素的浓度CK，不必绘制工作曲线就可用(19 )式计算出分析试样中被测元素的浓度CXo5一SJjZ 8206.11 89 8.4增量陆增量法主要用于粉末和液体样品中痕量杂质的测定，也可用来校正合成标准

13、中被测元素的用待分析样品作为基体，加入不同量即不同增孟的被测元素，配制成组标准样品。按规定条件摄谱，将所得各样品的分析统对相对强度的对数logR对增量K的对数作图，绘制工作曲线，以曲线逼近法求得样品中被测元素的含量。也可以以R为纵座标，K6为战座标绘制工作曲线，延长比直线与横座标相交，其截距即为被削元素的含量。3.4.1 应用增量法进行样品分析时应注意下列各点，以避兔产生较大的误差sa. 加入被削元素的化学状态应与试样中该元素实际存在的化学状态一致或相近pb. 分析谱线上无干扰钱或较深的背景，否则必须先进行扣除，c-Hd制的标准系列应有较多的个数，以使工作曲线的直线部分和弯曲部分都能准确无误地

14、绘制，d. 分析线应无自吸现象，e. 加入量的范围与被测量元素同。4光4.1 光谱背景的影在很多情况下，特别是在测定低含量元素和康量元素时，由于谱线强度很弱，的谱线黑度阳鼠，jjlj同时摄碍的背景黑度却叠加在谱线上，造成分析结果有较大的误。注s产生背景的主要原因有谱线扩散、带状光谱、连续光谱及光学系统的杂散光等.采用遮光板、控制气氛、选碎合适的挟缝宽度等可使背景降低，但不能完全清除，所以必须用计算方洁将背景扣除。4.2 背康扣除方法在扣除背景时，只指按强度相减，而不能接黑度相减，这是因为乳剂特惶曲线的光量取对敖形式，用黑度相减时，就等于把i普线加背景的强度被背景强度来除，必然会导致较大的误差。

15、4.3 背景扣除的步部/J.4.3.1 绘制乳剂特性曲线。4.3.2 利m乳剂恃性曲线，将测得的i普线加背景的黑度值SI叶和在此分析线近旁的背景黑度值鼠，分别换算成强度值Il+b和h。4.3.3 列出基本关系式，并选行运算，求出背景扣除校正值D.L = Ii+b- h . . ( 20 ) 泣.logL = log1问b-D.( 21 ) 则有zDzlogIr-一1ogt=logJi;L-1叫ItL13川一6一SJ/Z 32例.1189 令士bT-A-K D = logK -log ( K -1 )叫. . ( 23 ) 出附录A，扫-wJ聋I:l:r有:fK(卓!hN司D崖，耳D盒、log1

16、i+ bb之I.，恨蜡(21 )式，出11可求得log11和log( 11 /h )值。在作痕量元素的定量分析时，往往以背景作为内标。这种背景是很均匀的，其扣除方法比较简便sM=log t=log IYIbzl叫-It根据测得的Si+ b反Sb从附录A中查出log( L+ b/ I., ) ，再将比值减去1，即为R，再悔R求对数得logR。-1 ( 24 ) ., 、.，也OT-A t LT -a TA ，、一7一SJ/Z 8206.11 89 A 光的按E值Dxl0-a(补充件1ogIa+b 1 。1 2 3 4 5 6 7 8 9 。.99047 047 047 047 046 046 0

17、46 046 046 046 0.98 048 048 048 048 048 047 047 047 047 047 0.97 049 049 019 019 049 049 049 048 048 048 。.%050 0i0 050 。当。050 050 050 050 049 049 0.9雪052 052 。当1051 051 051 051 051 051 050 0.94 。雪3053 053 053 。雪2052 052 052 052 。520.93 054 054 054 054 054 054 053 053 053 053 。.92056 055 055 。当当055

18、055 055 055 055 054 。.91057 057 057 057 056 056 056 056 056 056 0.90 058 058 058 058 。雪8058 058 057 057 057 0.89 060 060 060 059 059 059 059 059 059 059 0.88 061 061 061 061 061 061 060 060 060 060 0.87 063 063 063 062 062 062 062 062 062 061 0.86 065 064 064 064 064 064 064 063 063 063 0.85 066 。66

19、066 。66065 06号065 065 065 065 。.84068 068 067 067 067 067 067 067 066 066 。.83070 069 069 069 069 069 068 068 068 068 。.82。71071 071 071 071 。70070 。70070 070 。.81。73。73073 072 072 072 072 。72。72。710.80 075 075 075 074 074 074 074 。74。73。73。.79077 077 076 。76076 076 076 076 。75。7号0.78 。79。79078 。78。

20、78。78078 077 077 。770.77 081 081 080 080 080 080 080 079 。79079 。.76083 083 082 082 082 082 082 081 081 081 0.75 085 085 085 084 084 084 084 083 083 -_. 一8一SJ/Z 3206.11 89 l一续表毡+-Eb -+-A YE-一es o -A 9 8 哼, 6 4 4 当2 1 。一一一一一+一-一- 。.74087 087 087 087 086 086 086 086 085 08 。.73089 089 089 089 089 088

21、。88088 088 08 。.72092 092 091 091 091 091 090 090 090 09 0.71 094 094 094 093 093 093 093 092 092 09 095 I 。.70097 096 096 096 096 095 09雪09当09 。.69099 099 999 098 098 098 098 097 097 09 。.68102 101 101 101 101 100 100 100 100 09 0.67 104 104 104 104 103 103 103 103 102 10 。.66107 107 107 106 105 10

22、6 10雪10号105 10 。.65110 110 109 109 109 109 108 108 108 10 0.64 113 113 112 112 112 111 111 111 111 11 0.6贯116 115 115 115 114 114 114 114 11 0.62 118 118 119 119 118 117 J 17 1 J 7 117 I 11 0.61 122 122 122 121 121 121 120 120 120 11 。.60126 125 125 125 124 124 124 123 123 12 唱0.59 129 129 128 128 1

23、28 127 127 127 126 12 。.5813 132 132 131 131 131 130 130 130 12 0.57 136 U6 135 135 135 134 134 134 133 13 。.56140 140 139 139 138 138 138 137 137 13 。.55141 143 143 143 142 142 141 J 41 141 14 。.54148 147 147 147 146 146 145 145 145 14 0.53 152 151 151 151 150 150 149 149 149 14 。.52156 156 15雪155

24、1雪4154 154 1号3153 15 。.51161 160 160 159 159 158 158 157 157 15 0.50 165 165 164 161 163 163 162 162 161 16 5 7 。2 7 9 4 2 5 9一一SJjZ3208.11 89 续表1ogh+b 。1 2 3 4 5 6 7 8 9 0.49 170 169 169 168 168 167 167 166 166 166 。.48175 174 174 173 173 172 172 171 171 170 0.47 180 179 179 178 178 177 177 176 176

25、 175 。.46185 184 184 183 183 182 182 181 181 180 0.45 190 190 189 189 188 188 187 187 186 185 0.44 196 195 195 194 194 193 193 192 192 191 。.43202 201 201 200 199 199 198 198 197 196 。.42208 207 207 206 205 205 204 203 203 202 。.41214 213 213 212 211 211 210 210 209 208 0.40 220 219 219 219 218 217

26、217 216 215 215 。.39227 226 226 225 224 224 224 222 222 221 。.38234 233 233 232 231 231 230 229 229 228 0.37 242 240 240 239 239 238 237 236 236 235 0.36 249 248 248 247 246 245 245 244 243 242 0.35 257 255 255 255 254 253 252 251 251 250 。.34265 264 264 263 262 261 260 259 259 258 0.33 274 273 272

27、271 270 270 269 268 267 266 0.32 283 282 281 280 279 278 277 277 276 275 0.31 292 291 290 289 288 288 287 286 285 284 0.30 302 301 300 299 298 297 296 295 294 293 0.29 312 311 310 309 308 307 306 305 304 303 0.28 323 322 .!21 320 319 318 317 316 314 313 0.27 334 333 332 331 330 329 328 326 325 324 0

28、.26 346 345 344 343 342 340 339 333 337 335 0.25 359 358 356 355 3王4353 351 350 349 318 -10-101与量-111 0.24 。.230.22 0.21 0.20 。.19。.180.17 0.16 。.150.14 0.13 0.12 0.11 0.10 。.09。.080.07 0.06 0.05 0.04 0.03 0.02 0.01 0.00 。372 386 401 416 433 451 469 490 511 535 560 587 647 650 687 728 774 827 889 96

29、4 1056 1176 1347 1643 8 1 2 371 369 385 383 399 398 415 413 431 430 449 447 467 466 487 485 509 507 532 530 557 555 584 582 614 611 647 643 683 679 723 719 769 764 822 816 883 876 955 948 1045 1035 1162 1149 1326 1306 1602 1565 2638 2338 SJ/Z 3206.11 89 续表3 4 5 6 7 8 一一一一一一一一一一-_一_.卢_-一368 367 365 3

30、64 363 360 382 380 379 378 376 375 373 396 395 393 392 390 389 387 412 410 408 407 405 402 428 426 425 423 421 420 418 445 443 442l 440 438 436 435 464 462 460 458 456 454 452 483 481 479 477 475 473 471 505 502 500 498 496 494 492 527 525 523 520 518 516 513 552 549 547 544 542 539 当37579 当76573 57

31、0 568 565 562 608 605 602 599 596 593 590 640 637 633 630 627 624 620 675 672 668 664 661 657 654 715 711 707 703 699 695 1 691 760 755 750 746 741 737 732 810 805 800 794 789 784 779 870 863 857 851 845 839 I 833 940 932 925 917 910 903 896 1026 1016 1007 998 989 980 972 1136 1123 1111 1099 1088 10

32、771 1066 1287 1269 12雪21236 1220 12051 1190 1530 1499 1469 1442 1416 1391 1369 2162 2037 1941 1863 1796 1739 1688 一11一SJjZ 8208.11 89 续表logI a tt D 1ogJ ES+b D 1 108+b lb lb lb 2.00 0.004 1. 60 。.0111. 20 1. 90 0.006 1. 50 0.014 1.10 1. 80 0.007 1. 40 0.018 1.00 1. 70 0.009 1.30 0.022 附nUI:响E本通则由机械电子工业部标准化研究所提出。本通则由机械电子工业部第五十五研究所和电于标准化研究所负责起本通则主要起草人黄文裕、赵长春和方志贤。-12-D 0.028 。.036。.046