原子吸收与原子荧光光谱法

《原子吸收与原子荧光光谱法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、仪器分析第四章原子吸收与原子荧光光谱法(AAS与AFS)1主要内容§4-1概述§4-2原子吸收光谱法的原理§4-3原子吸收光谱仪§4-4原子吸收光谱法的干扰及抑制§4-5原子吸收光谱定量分析§4-6原子荧光光谱法简介2§4-1概述一、原子吸收光谱法（原子吸收分光光度法）它是利用待测元素所产生的基态原子对其特征谱线的吸收程度来进行定量分析的方法。原子吸收分光光度计装置示意图Iν原子蒸气I0ν原子吸收示意图L3二、原子吸收光谱特点：2.精密度高，准确度高。原子吸收程度受温度变化影响较小。重现性好，稳定性好。3.选择性好，干扰少。干扰易排除。4.应用范围广。可测70多种元素，既可测

2、低含量和主含量元素，又可测微量、痕量和超痕量元素。可测金属，还可间接测非金属元素S、P、N等。1.灵敏度高，比原子发射光谱高几个数量级，绝对灵敏度达10-13-10-15g。原子发射光谱以Ni为依据，测定的是占原子总数不到1%的激发态原子。原子吸收光谱以N0为依据，测定的是占原子总数99%以上的基态原子。4§4-2原子吸收光谱法的原理一、原子吸收线（一）原子吸收线的产生当通过基态原子的光辐射具有的能量h，恰好等于原子由基态→激发态所需要的能量ΔE时，基态原子吸收光辐射，产生原子吸收光谱（线）。ΔE=h=hc/h△E=hMM*原子吸收线的产生不同元素原子结构不同，由基

3、态→激发态所需的能量差不同，吸收的光辐射的频率或波长不同。Na（基态）吸收波长为589.0nmMg（基态）吸收波长为285.2nm5一般由基态跃迁至第一激发态所需能量最低，吸收谱线称为第一共振吸收谱线——主共振线。——灵敏线，干扰小。通常测量基态原子对特征谱线的吸收程度进行定量分析。主共振线6当强度为I0的不同频率的光，通过原子蒸气时，透过光的强度I与频率关系可用朗伯定律表示：L原子蒸气I0Iν原子吸收示意图I—透射光强度；I0—入射光强度；K—吸收系数；L—原子蒸汽厚度注意：教材上关于朗伯定律的叙述有误。（二）吸收线的轮廓与变宽7理想的原子吸收光谱应该是一条几何线，

4、实际上原子吸收光谱并不是一条几何线，而是具有一定宽度的。如下图：νν0Iνν0Iνν81.吸收线轮廓吸收光谱不是严格直线，吸收线的宽度通常以半宽度∆ν表示。∆ν数量级10-3~10-2nm。Iννν0Iν与ν的关系K0ν0△νKνK0/2Kν与ν的关系K为吸收系数，吸收线最高点对应的吸收系数叫峰值吸收系数或极大吸收系数K0，最大吸收对应的频率叫中心频率或特征频率0，极大吸收系数一半K0/2处的宽度叫半宽度用Δ表示。9吸收线的宽度受多种因素影响，一类是由原子性质所决定，另一类是外界因素。（1）自然宽度∆νN无外界因素影响时，谱线仍有一定宽度叫自然宽度。自然宽度与激发态原子

5、的寿命有关。寿命越短，自然宽度越宽，谱线宽度越大。一般约10-5nm。自然变宽一般可以忽略。2.谱线的变宽10又称热变宽，由原子无规则热运动引起的变宽。是谱线变宽的一种主要因素。热变宽引起的宽度在一般在10-3nm。变宽程度：（2）多普勒变宽∆νD从上式看出，多普勒变宽与吸收原子自身的相对原子质量的平方根成反比，与火焰的温度平方根成正比，与吸收谱线频率成正比。T↓，ν↓，M↑：多普勒变宽↓。11（3）压力变宽（碰撞变宽）吸光原子与同类粒子或其他粒子碰撞引起的变宽。洛伦兹变宽∆νL——非同类粒子间碰撞所产生的谱线变宽。一般在10-3nm(与多普勒变宽同数量级)。赫尔兹马克变宽∆

6、νR——共振变宽，同类粒子间碰撞所产生的谱线变宽，只有在待测元素浓度很高时才出现。压力变宽主要是洛伦兹变宽。洛伦兹变宽随有效截面积2、气体压力p增大而增大，随温度、粒子相对质量增大而减小。温度对多普勒变宽的影响正好相反。12原子吸收光谱法测定的是基态原子对特征谱线的吸收。二、原子吸收定量基础达到热平衡时，Ni与N0的比值服从波尔兹曼定律：对一定波长的原子谱线，gi/go和Ei都是定值，只要火焰的温度一定，可求出Ni/No比值。13例：计算2000K和3000K时，Na589.0nm的激发态与基态原子数比各是多少？已知gi/g0=2解：14共振线nmgi/go激发能/eVNi

7、/NoT=2000KT=2500KT=3000KNa589.022.1049.9×10-61.14×10-45.83×10-4Sr460.732.6904.99×10-71.13×10-69.07×10-5Ca422.6732.9321.22×10-73.67×10-63.55×10-5Mg285.234.3463.35×10-115.02×10-91.50×10-7Pb283.334.3752.83×10-114.55×10-91.34×10-7Zn213.935.7966.22×10-156.22×