Chương 8 Các Phương Pháp Phân Tích Quang Học.pdf

CHƯƠNG 8 CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH QUANG HỌC CHƯƠNG 8 CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH QUANG HỌC 8 1 PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ PHÂN TỬ UV VIS 8 1 1 Định luật BOUGHE LAMBERT – BEER (Định luật Beer) 8 1 1[.]

CHƯƠNG CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH QUANG HỌC 8.1 PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HẤP THỤ PHÂN TỬ UV-VIS 8.1.1 Định luật BOUGHE - LAMBERT – BEER (Định luật Beer) 8.1.1.1 Biểu thức định luật Chiếu chùm sáng có bước sóng xác định qua b lớp dung dịch Do hấp thụ, sau lớp dung dịch, ánh sáng giảm n lần Gọi cường độ ánh sáng ban đầu Io, sau qua lớp thứ I1 ta có: I1 = lần, ta có I = Io Khi qua lớp thứ hai, ánh sáng giảm n2 n Io I I , tiếp tục với b lớp ta có I n = ob = I hay o = n b I n n Hình 8.1 Thí nghiệm đo quang a)Sự hấp thụ ánh sáng qua dung dịch b) Hai cuvet chứa lượng chất màu quan sát từ xuống Lấy logarit hai vế, ta có: log I o = b.log n = k b Đại lượng log I o ta gọi độ hấp thụ I I quang A, k hệ số, ta có: A= k.b (8.1) Mặt khác, làm thí nghiệm với hai ống hình trụ có đường kính nhau, quan sát dung dịch từ xuống (hình 8.1b) Trong ống nghiệm chứa lượng chất màu nhau, loại, nhiên thể tích dung dịch khác nhau: dung dịch có chiều cao h1, dung dịch có chiều cao h2; h1>h2 Như vậy, nồng độ dung dịch nhỏ dung dịch 2, ta có: K C b1 = K C2 b2 C1, C2 nồng độ dung dịch 2; b1, b2 số lớp dung dịch Do chất màu nên hệ số phụ thuộc chất chất màu K hai dung dịch Tiến hành với nồng độ dung dịch C1 nhỏ C2 n lần, nhiên số lớp chất màu lại tăng n lần nên tích số K.C.b khơng đổi Khi thay dung dịch thứ hai chất màu khác, cho hai dung dịch có nồng độ, số lớp chất màu, C1= C2 b1= b2 Tuy nhiên, lúc K1 khác K2 độ hấp thụ quang khác nhau, ta có phương trình: K1 C b ¹ K2 C b Như độ hấp thụ quang chất màu phụ thuộc vào: • Bản chất chất màu với hệ số K tương ứng • Nồng độ chất màu, C (8.2) • Chiều dày lớp hấp thụ, b Kết hợp (8.1) (8.2), hệ số k 8.1 số phụ thuộc hai yếu tố nồng độ chất chất, ta có biểu thức: (8.3) A=εbC Đây biểu thức định luật Boughe Lambe Beer, thường gọi tắt định luật Beer Hệ số k hay e đại lượng phụ thuộc chất chất hấp thụ quang, gọi hệ số hấp thụ phân tử C nồng độ dung dịch chất hấp thụ quang, b chiều dày lớp hấp thụ; phát biểu: “Độ hấp thụ quang (A) chất dung dịch phụ thuộc vào hệ số hấp thụ phân tử e chất đó, phụ thuộc nồng độ chất chiều dày lớp hấp thụ dung dịch” Một khái niệm khác độ truyền qua, T: -logT = log I0 = ε.C.b hay T I T= I Io = 10 - εCb ; A = log T Thí dụ 8.1 Một mẫu dung dịch chứa cuvet 1cm đo độ truyền qua đạt 80% ánh sáng bước sóng định Nếu độ hấp thụ quang chất bước sóng 2,0 nồng độ chất Giải: Độ truyền qua 0,8 hay phần trăm truyền qua đạt 80% nên T = 0,8 Theo định nghĩa: log T = - ε.b.C hay log 1/T = ε.b.C, theo đầu ta có Log 1/T = 2,0 cm-1mol-1 l cm.C hay Log 1/0,8 = log 1,25 = mol-1 l.C C = 0,10/2,0 = 0,05M/l Thí dụ 8.2 Một dung dịch chứa 1,00mg ion (SCN-) 100 ml có độ truyền qua 70% tia tới so với mẫu trắng a) Độ hấp thụ quang (A) dung dịch bước sóng b) Độ truyền qua nồng độ dung dịch tăng lần Giải: T = 0,70 a) A = log 1/T = log 1/0,70= log 1,43 = 0,155 b) 0,155 = εb (0,010g/l) εb = 15,5l/g; A = 15,5 l/g (4 x 0,010g/l) = 0,620 Log 1/T = 0,620 Þ T = 0,240 8.1.1.2 Tính chất hệ số hấp thụ phân tử, e Trong biểu thức A = ebC, C biểu diễn mol/l b tính cm e hệ số hấp thụ phân tử gam Biểu thức cho thấy e có giá trị A dung dịch có nồng độ 1M đo với cuvét có bề dày b = 1cm • Hệ số hấp thụ phân tử gam e đặc trưng cho chất hấp thụ ánh sáng khơng phụ thuộc vào thể tích dung dịch, bề dày lớp dung dịch phụ thuộc vào l dịng sáng tới (I0) Do đại lượng e thường coi tiêu chuẩn khách quan quan trọng để đánh giá độ nhạy phép định lượng trắc quang, e = f(l) • Thứ nguyên e: e= Ta có: e= A bC (8.4) A = l /cm-1M-1 b(cm).C(M/l) 8.1.1.3 Tính chất độ hấp thụ quang A áp dụng a) Phổ hấp thụ quang A phụ thuộc bước sóng ánh sáng tới Nếu chiếu chùm sáng có bước sóng khác qua dung dịch hấp thụ, độ hấp thụ dung dịch phụ thuộc nhiều vào bước sóng (hệ số hấp thụ phân tử e phụ thuộc chất chất hấp thụ quang bước sóng hấp thụ) Hình 8.2 Phổ hấp thụ quang phụ thuộc bước sóng ℇmax ℇ l (nm) Λmax Chiếu chùm sáng có bước sóng thay đổi cách liên tục từ bước sóng dài đến bước sóng ngắn hơn, gọi quét phổ, ta thu phổ hấp thụ dải liên tục, có cực đại hấp thụ, vị trí lmax khác tuỳ thuộc chất phân tích (hình 8.2) b) Độ hấp thụ quang A phụ thuộc nồng độ chất Lập dãy chuẩn chất hấp thụ quang có nồng độ khác điều kiện phù hợp chiếu chùm sáng có bước sóng cố định ứng với cực đại phổ hấp thụ chất qua dung dịch, thu dãy số liệu độ hấp thụ quang dung dịch A Ax Cx C Hình 8.3 Đường chuẩn biểu diễn phụ thuộc A vào nồng độ C Biểu diễn phụ thuộc độ hấp thụ quang vào nồng độ chất, A=f(C), thu đồ thị hình 8.3 c) Độ hấp thụ quang A có tính chất cộng tính Nếu dung dịch có nhiều chất hấp thụ, chất có hệ số hấp thụ phân tử riêng, có nồng độ riêng, trộn dung dịch chiều dày lớp hấp thụ b độ hấp thụ quang dung dịch bước sóng định tổng độ hấp thụ quang thành phần (hình 8.4): A= e1C1b + e2 C2 b +…+ enCnb d) Áp dụng định luật Beer xác định đồng thời chất dung dịch Hai chất P Q có hai cực đại hấp thụ hai bước sóng l1max l2max Đo độ hấp thụ quang hai bước sóng trên, thu hai đại lượng hấp thụ A1 A2, A1 A2 tổng đại lượng hấp thụ thành phần bước sóng Hình 8.4 Phổ hấp thụ P Q dung dịch Từ biểu thức định luật Beer, ta có: A1 = (eP, l1.CP + eQ, l1.CQ ) ℓ A2 = (eP, l2.CP + eQ, l2.CQ ) ℓ Do chiều dài lớp hấp thụ ℓ giống nhau, giá trị eP, l1 ; eP, l2 ; eQ, l1 ; eQ, l2 xác định nghiên cứu chất chuẩn nên biết Hai phương trình cịn lại có hai ẩn số (CP CQ) nên dễ dàng tìm Thí dụ 8.3: P Q tạo phức với thuốc thử X, tạo thành PX QX có hai cực đại hấp thụ 400nm 500 nm, e tương ứng với nguyên tố sau: 400 nm 500 nm e phức PX 1.104 l /cm-1M-1 1.103 l /cm-1M-1 e phức QX 1.103 l /cm-1M-1 1.104 l /cm-1M-1 Hoà tan hoàn toàn 0,10g mẫu, thêm chất che thuốc thử định mức đến 100 ml Đo độ hấp thụ quang (A) hai bước sóng 400 nm 500 nm, số liệu sau: A400 = 1.104 CP + 1.103 CQ = 0,500 (8.5) A500 = 1.10 CP + 1.10 CQ = 0,300 (8.6) Tính hàm lượng P, Q mẫu biết MP = 65, MQ = 60 Giải: Nhân hai vế phương trình (8.6) với 10 ta có 1.104 CP + 1.103 CQ = 0,500 (8.7) 1.104 CP + 10.104 CQ Lấy 8.8 trừ 8.7 ta có 9,9.104CQ Tính CQ = 2,50 =2,525.10-5M 9,9.10 -5 CP = 4,75.10 M/l 8.1.2 = = 3,00 2.50 Þ %Q = (8.8) 2,525.10 -5.60.100 = 0,00152% 1000 x0,1 4,75.10 -5.65.100 Þ %P = = 0,00308% 1000 x0,1 Những sai lệch định luật BEER a) Những dấu hiệu sai lệch Độ hấp thụ quang A hàm bậc bước sóng, nồng độ C chiều dày lớp dung dịch đo b: A = f(l, C, b) Khi cố định điều kiện đo bước sóng, chiều dày lớp dung dịch (thường đo với cuvet 1cm) A=f(C), phụ thuộc tuyến tính (hình 8.2) Khi phụ thuộc khơng tuyến tính điều có nghĩa có sai lệch Đây dấu hiệu thứ sai lệch khỏi định luật Beer Dấu hiệu thứ hai phổ hấp thụ dung dịch chất hấp thụ quang nồng độ khác phải có cực đại bước sóng (các điều kiện khác pH, thành phần dung giống nhau) Các dung dịch có thành phần giống trừ chất hấp thụ quang có thành phần khác cực đại hấp thụ lệch dấu hiệu không tuân theo định luật Beer b) Nguyên nhân • Do ánh sáng không đơn sắc Khi ánh sáng không đơn sắc chiếu qua chất hấp thụ quang, có nghĩa dịng sáng tới có nhiều tia sáng với bước sóng khác nhau, chất phân tích hấp thụ số tia sáng định, tỷ lệ hấp thụ không đồng Khi tăng nồng độ chất phân tích, số tia sáng bị hấp thụ hồn tồn số tia sáng bị hấp thụ ít, chí khơng hấp thụ Kết thu đường biểu diễn khơng tăng tuyến tính độ hấp thụ quang theo nồng độ (do tia sáng không bị hấp thụ có cường độ (I) khơng giảm tăng nồng độ) • Chất hấp thụ quang có thành phần thay đổi Chất hấp thụ quang không bền, thành phần thay đổi pha loãng dung dịch Giả sử phức kim loại M thuốc thử X tạo thành phức hấp thụ quang MX, có nồng độ C Khi pha loãng dung dịch n lần, MX có nồng độ C/n Đo hấp thụ quang A dung dịch ban đầu ống nghiệm theo chiều từ xuống, A1, sau pha loãng, đo A ống nghiệm có đường kính ống nghiệm ban đầu quan sát từ xuống, tất nhiên chiều cao dung dịch tăng lên lúc dung dịch đo có chiều dày gấp n lần ống nghiệm ban đầu, An Nếu chất màu bền, độ hấp thụ quang A1= An, (do e.C1V1 = e.CnVn) Trường hợp A1 > An chứng tỏ chất màu bị phân ly pha loãng Gọi a độ phân ly phức màu MX, phương trình phân ly sau: MX M (1-a)C K = + aC X aC [M][X] = a2C ® K = a2C ® a = 1- a [MX] Vậy chưa pha loãng độ phân li a1 = Khi pha loãng n lần, độ phân li an = K C/ n K C (8.9) K C = nK C (8.10) Do độ sai lệch S hiệu số độ phân ly lần thứ n ban đầu: S = an - a1 = K ( n - 1) C (8.11) Biểu thức cho thấy độ sai lệch S tỷ lệ thuận với K n , tỷ lệ nghịch với C Do muốn bị sai lệch phức phải bền số phân ly K =0 Để tránh phân ly phức MX, biện pháp hiệu cao giữ nồng độ thuốc thử X khơng đổi trước sau pha lỗng dung dịch Thông thường, nồng độ thuốc thử lớn nồng độ kim loại M nhiều lần giữ không đổi, an = a1, S =0 Ảnh hưởng ion H+ (pH) tới hình thành phức màu Đa số thuốc thử dùng phân tích phổ hấp thụ phân tử muối axit hay bazơ: M + HX MX + H+ Khi tăng giảm nồng độ H+, làm cân tạo MX thay đổi Trường hợp pH cao, kim loại M bị thuỷ phân kết tủa, mặt khác X trạng thái X-, vậy, phức trang thái đa phối tử (thí dụ phức Fe(III)- salixilic pH 1-3 hình thành phức 1:1 FeSal+ có màu tím, tăng pH lên 4, nửa phức có phối tử, FeSal2- có màu đỏ; Đến pH 9, phức chuyển sang dạng phối tử, FeSal3 có màu vàng) Trường hợp nồng độ H+ cao, pH thấp, HX tồn nhiều, phức màu MX hình thành Người phân tích cần chọn pH phù hợp cho việc hình thành phức màu vừa đảm bảo phức MX hình thành tốt, độ xác độ lặp lại cao Ảnh hưởng cấu tử lạ Các cấu tử lạ cation Kí hiệu cấu tử lạ ion kim loại M’, tác dụng với thuốc thử X tạo hợp chất màu M’X tương tự MX Như vậy, hợp chất hấp thụ quang, làm sai lệch kết đo Để tránh tượng này, phải chọn thuốc thử X có số bền với M cao với M’ (hằng số bền lớn 104 lần khơng ảnh hưởng) Trường hợp thuốc thử anion axit yếu, cần sử dụng nồng độ H+ làm phương tiện để che Cấu tử lạ anion Khi có anion (A) phản ứng với kim loại M cần phân tích, làm cho phức màu MX hình thành khơng hồn tồn, đơi nồng độ anion lạ lớn, bền phức MX khơng hình thành Để loại trừ ảnh hưởng anion có khả chính: + Chọn thuốc thử X tạo phức tốt với M (có thể áp dụng kỹ thuật che, pH…) để phức MA khơng hình thành + Thêm vào dung dịch chất chuẩn lượng anion lạ tương đương Trường hợp ảnh hưởng cấu tử lạ đến chất phân tích chất chuẩn nhau, kết đo so sánh với nồng độ chất có mẫu chuẩn, từ tính nồng độ + Tách loại anion trước cho thuốc thử X vào mẫu 8.1.2.1 Phân tích định lượng phương pháp UV-VIS a) Phương pháp đường chuẩn Để phân tích định lượng chất, trước hết người phân tích phải chuẩn bị chất chuẩn, thí dụ để phân tích Ni mẫu nước, phải chuẩn bị dung dịch Ni có nồng độ xác pha chế từ muối Ni tinh khiết Thực phương pháp đường chuẩn cách lập dãy dung dịch chuẩn chất phân tích (Ni) có nồng độ phù hợp với điều kiện cần thiết pH, chất tạo phức v.v Đo độ hấp thụ quang dãy dung dịch dựng đường chuẩn Tiếp theo, đưa mẫu phân tích điều kiện với dãy chuẩn thiết lập đo độ hấp thụ quang Từ số liệu độ hấp thụ quang mẫu, áp vào đường chuẩn để tìm nồng độ chất phân tích Phương pháp đường chuẩn có ưu điểm tiện lợi, dễ sử dụng, kinh tế, áp dụng cho hàng loạt mẫu Tuy nhiên phương pháp gặp khó khăn thiết lập dãy chuẩn có điều kiện hồn tồn giống mẫu thực tế A, S Hình 8.5 Đường chuẩn xác định mẫu phân tích A x = C x tgα Ax a Þ Cx = Ax tgα Cx C b) Phương pháp thêm chuẩn Phương pháp thêm chuẩn phương pháp thêm lượng xác chất chuẩn vào mẫu phân tích Để thực phương pháp này, từ đầu sau lấy mẫu, chia mẫu làm hai phần, phần thêm lượng chất chuẩn định cịn phần cịn lại khơng thêm chuẩn Tiến hành bước xử lý mẫu đo hai mẫu song song, sau so sánh với kết hai phép đo để tính nồng độ chất phân tích S,h Hình 8.6 Phương pháp thêm chuẩn ΔA Ax A Ax+Ast = Þ C = x Δ ΔC DA Ax Cx x ΔA C DA hiệu độ hấp thụ quang mẫu thêm chuẩn DC không thêm, DC nồng độ chất chuẩn Cx Cx+Cst C thêm vào Do mẫu thêm chuẩn không thêm chuẩn xử lý đo điều kiện, có thành phần đồng nên tránh sai số Để tính kết theo phương pháp này, biểu diễn kết đo đồ thị hình 8.7 Nếu thêm lượng khác vào dãy chất phân tích sau dựng đường chuẩn tính nồng độ chất phân tích theo phương pháp ngoại suy 8.1.3 Máy quang phổ hấp thụ phân tử UV-VIS 8.1.3.1 Các loai cấu hình máy đo UV-VIS Phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV-VIS có ưu điểm rõ nét so với phương pháp phân tích cơng cụ khác chỗ thiết bị gọn, dễ trang bị cho phòng thí nghiệm Tuy nhiên hạn chế phýõng pháp giới hạn phát ðạt khoảng 10-6M chất có hệ số hấp thụ phân tử cỡ 104 Phương pháp gặp khó khăn xác định đồng thời nhiều chất, đặc biệt trường hợp mẫu có nhiều tạp chất khơng kiểm sốt Nếu phân loại theo khả phân tích máy, có chia máy đo quang phổ hấp thụ phân tử UV-VIS thành hai loại theo thứ tự đặt cuvet máy Loại thứ sử dụng từ nửa đầu kỷ 20 có đơn sắc đặt trước cuvet đường chùm sáng tới; loại thứ hai sử dụng cuối kỷ 20, loại có đơn sắc mà ngày chủ yếu cách tử đặt sau cuvet Điểm khác biệt loại máy khả phân tích Loại thứ phân tích đơn chất, có đa chất hạn chế, loại thứ có khả phân tích lúc nhiều chất Hình 8.7 Sơ đồ chức máy UV-VIS Loại máy thứ hai có lực làm việc lớn sử dụng hàng ngàn diode sau cách tử nên theo dõi lúc nhiều chất nhiều bước sóng khác Để thuận tiện cho việc sử dụng, người ta cịn chế tạo máy có chùm tia, chùm hoàn toàn giống sơ đồ trên, chùm thứ hai tách từ chùm để tới cuvet so sánh Năng lực máy UV-VIS thể khả phân giải phổ, máy phân giải phổ tốt, lực phân tích cao Bởi lẽ tia sáng đơn sắc, khả phân biệt chất tốt hay tính chọn lọc cao, đồng thời độ nhạy cao Chúng ta trở lại vấn đề máy đo UV-VIS phần detector máy sắc ký lỏng hiệu cao 8.1.3.2 Máy đo UV-VIS hai chùm tia Nguồn sáng Để phép đo có độ nhạy độ chọn lọc cao, nguồn sáng cần chon phù hợp cường độ vùng phổ Đối với phép đo UV-VIS, sử dụng nguồn liên tục, phép đo UV sử dụng đèn Dơteri, đèn khí Ar, Xe hay đèn Hg (180-320nm) phép đo VIS sử dụng đèn sợi đốt W (320-1000nm) Hình 8.8 Sơ đồ chức máy đo UV-VIS hai chùm tia 1- Nguồn sáng ; 2- Bộ phận đơn sắc; 3- Bán gương; Gương; 5- Cuvet mẫu; 6- Dung dịch so sánh; 7,8 - Nhân Quang- Điện; Xử lý tín hiệu Khe sáng thường đặt đầu vào đầu đường quang học, có tác dụng tăng cường tính chọn lọc độ nhạy phép đo Trong phép phân tích vào vùng phổ (λ) chất phân tích mà chọn đèn khe sáng Do tiêu cự thấu kính cố định n ĝên độ rộng khe đo tỷ lệ thuận với bước sóng, λ chùm sáng hấp thụ; w = k λ Cách đo phổ Mỗi loại máy đo UV-VIS, có phần cấu tạo chức riêng từ vận hành loại máy khác nhau, điều thể hiên phần điều khiển máy (phần mềm) hãng chế tạo đặt Với máy hai chùm tia, dung dịch mẫu đo (5) dung dịch chứa chất phân tích tất các hóa chất khác cần thiết cho phép đo dung dịch đệm, thuốc thử, dung môi ; dung dịch so sánh chứa tất hóa chất cần thiết dung dịch mẫu đo, nhiên khơng có chất phân tích Như vào độ lệch hai tín hiệu đo, từ máy cho ta trị số tín hiệu chất phân tích Hai phương pháp thông thường để xác định thành phần phức (kim loại thuốc thử) đồng phân tử gam biến thiên thành phần Tuy nhiên biết thành phần phức, người phân tích ln pha chế dung dịch đo có nồng độ thuốc thử cao so với yêu cầu phản ứng để hạn chế phân ly phức, giảm sai số 8.2 PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ PHÁT XẠ NGUYÊN TỬ 8.2.1 Sự xuất phổ phát xạ nguyên tử Chúng ta biết nguyên tử bao gồm hạt nhân mang điện tích dương lớp vỏ electron mang điện tích âm bao quanh chuyển động orbital khác Hạt nhân nguyên tử tích nhỏ (khoảng phần vạn thể tích nguyên tử) chiếm toàn khối lượng ngun tử Electron hạt vi mơ, có mặt ngun tử để trung hịa điện tích hạt nhân, chịu sức hút hạt nhân Tuy nhiên vai trò electron tham gia lai hóa, tạo liên kết nguyên tử Sự chuyển động electron quanh hạt nhân lai hóa tuân theo quy luật hạt vi mơ Ngun tố hóa học bao gồm nhiều ngun tử loại hạt nhân nguyên tử hệ electron làm nên khác biệt nguyên tố hóa học hợp chất chúng Trên hình 8.9 biểu diễn mức lượng khác nguyên tử Na Electron hóa trị 3s chuyển lên mức lượng cao bị kích thích Sự chênh lệch lượng mức cao thấp (thí dụ 3s 3p) phần lượng hấp thụ kích thích hay giải tỏa trở lại trạng thái Hình 8.9 Các mức lượng Na Bình thường, nguyên tử trạng thái bản, cho lượng nguyên tử trang thái thấp Nếu cung cấp cho nguyên tử lượng nhiệt độ hay xạ điện từ, kích thích đám nguyên tử (ở trạng thái hơi, nguyên tử tự cách xa nhau) nguyên tử chuyển sang trạng thái kích thích Ở trạng thái này, electron chuyển lên orbital phù hợp có lượng cao nguyên tử tồn trạng thái thời gian ngắn cỡ 10-6- 10-9 giây, sau Hình 8.10 Quá trình tạo phổ phát xạ 8.2.4 Các nguồn kích thích phổ Ngọn lửa đèn khí STT Hỗn hợp khí cháy Nhiệt độ tối đa Tính chất 2500oC 2300oC ổn định ổn định Hỗn hợp khí H2 + O2 Hỗn hợp khí C2H2 + khơng khí Hỗn hợp khí C2H2 + O2 2900oC ổn định Hỗn hợp khí dixianogen + O2 3000oC ổn định Dùng nguồn kích thích lửa đèn khí có ưu điểm cho phép ta chọn nhiệt độ kích thích tuỳ ý nhiệt độ ổn định; song có nhược điểm cường độ vạch phổ thay đổi nhiều thay đổi thành phần hỗn hợp mẫu phân tích ảnh hưởng (matrix) Hình 8.11 Nguồn kích thích phổ phát xạ F-AES lửa đèn khí Hồ quang điện Đặt điện áp cao khoảng 220V vào hai cực than đối diện nhau, cách khoảng mm xuất phóng điện hai cực, với dịng điện 1-30 ampe Đây tượng hồ quang điện, đồng thời với việc tăng nhiệt độ vùng hồ quang lên cao (4000-6000oC) Tại đây, mẫu phân tích thường chứa phía điện cực, chuyển thành bị kích thích quang phổ Vùng người ta gọi plasma gồm nguyên tử, ion, electron phân tử, môi trường phát xạ Có hai loại hồ quang điện thường dùng là: Hồ quang điện chiều Hồ quang điện xoay chiều Về chất hai loại nhau, nhiên điều khác biệt bên dùng điện áp phân cực, chiều bên điện áp xoay chiều Hồ quang điện chiều đảm bảo độ nhạy tốt; nhiệt độ cao nên cực làm than bị ăn mòn nhanh Hồ quang điện xoay chiều có vạch phổ tạo chủ yếu vạch phổ nguyên tử độ lặp lại tốt, ln dùng phân tích định lượng Tia lửa điện Tia lửa điện phóng điện hai điện cực hiệu cao (10000-50000V) có dịng nhỏ (