《原子吸收光谱法S》PPT课件

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1、第四章原子吸收光谱分析4-1概述4-2原子吸收光谱法的基本原理4-3原子吸收分光光度计4-4原子吸收光谱法的分析方法4-5干扰与消除方法2021/9/2014-1概述一、定义基于待测元素的基态原子蒸气对其特征谱线的吸收作用来进行定量分析的一种方法。二、原子吸收光谱法的特点1.灵敏度高：可达10-15～10-13g。2.选择性好，干扰少，易消除。3.精密度和准确度高。4.测定元素多：70多种（主要指阳离子）5.样品用量少，分析速度快。2021/9/202WFX-120原子吸收分光光度计2021/9/203

2、4-2原子吸收光谱法的基本原理一、原子吸收光谱的产生1.原子的能级与跃迁（1）基态第一激发态,吸收一定频率的辐射能量，产生共振吸收线[简称（主或第一）共振线]—“吸收光谱”（2）激发态基态，发射出一定频率的辐射，产生共振发射线[也简称共振线]—“发射光谱”基态与第一激发态之间能级差最低；跃迁最容易—主或第一共振吸收（或发射）线。2021/9/2042.元素的特征谱线（1）各种元素的原子结构和外层电子排布不同，基态第一激发态，跃迁吸收能量不同（量子化能级）—具有特征性。（2）各种元素的基态第一激发态最易发

3、生，吸收最强，最灵敏线，特征谱线，最主要的分析线。（3）利用特征谱线可以进行定量分析。如：Naλ=589.0nmMgλ=285.2nm2021/9/2053.吸收峰形状（轮廓）用特征吸收频率左右范围的辐射光照射时，获得一峰形吸收（具有一定宽度）。由：It=I0e-KvL，透射光强度It和吸收系数Kγ及辐射频率有关。表征吸收线轮廓（峰）的参数：①特征频率0（峰值频率）：最大吸收系数对应的频率或波长。特征波长λ0(nm)②半宽度：Δ02021/9/2064.吸收峰变宽原因（1）自然宽度△γN在无外界影响下，谱

4、线具有一定的宽度。多数情况下约为10-5～10-4nm。（2）多普勒（热）变宽△γD由于辐射原子处于无规则的热运动状态，这一不规则的热运动与观测器两者间形成相对位移运动，从而发生多普勒效应，使谱线变宽，一般可达10-3nm。紫移：原子向光源方向运动，吸收频率高的波。红移：原子背离光源方向运动，吸收频率低的光波。2021/9/207（3）压力（碰撞）变宽①劳伦兹变宽△γL待测原子和其它原子碰撞。②赫尔兹马克变宽△γH同种原子碰撞。当待测组分浓度较高时，才会发生赫尔兹马克变宽△γH。火焰原子吸收变宽主要取决于△γL

5、石墨炉法原子吸收主要是△γD△γL和△γD具有相同的数量级，为10-3nm2021/9/2085.积分吸收和峰值吸收■钨灯光源和氘灯经分光后，光谱通带为0.2nm。而原子吸收线的半宽度为10-3nm。若用一般光源照射时，吸收光的强度变化仅为0.5%（0.001/0.2×100%），灵敏度极差。■基态原子对共振吸收线全部能量的吸收，即谱线下所围面积测量（积分吸收），则是一种绝对测量方法，现在的分光装置无法实现。2021/9/209★极大（峰）值吸收法（锐线光源）基态原子对入射光中心波长的吸收—峰值吸收。必须使用锐

6、线光源方可实现（1955年澳大利亚物理学家Walsh提出）何为锐线光源？（1）光源的发射线与吸收线的ν0一致。（2）发射线的Δν1/2小于吸收线的Δν1/2。空心阴极灯（HCL）可发射锐线光源。△γe=0.0005~0.002nm△γa=0.001~0.005nm2021/9/2010二、基态原子数与原子化温度■原子吸收光谱是利用待测元素的原子蒸气中基态原子与共振线吸收之间的关系来测定的。■需要考虑原子化过程中，原子蒸气中基态原子与待测元素原子总数之间的定量关系。热力学平衡时服从玻耳兹曼(Boltzmann)分

7、布定律：式中gq、g0分别为激发态和基态的统计权重。（粒子在某一能级下的不同状态数）2021/9/2011在原子吸收条件下：激发态原子数Nq与基态原子数N0之比较小（10-3），不足<0.1%。可以用基态原子数代表待测元素的原子总数。公式右边除温度T外，都是常数。T一定，比值一定。三、定量基础当使用锐线光源时，可用K0代替Kv，则：2021/9/2012A=kN0LN0∝N∝CA∝C，A∝1/△vDN0基态原子数，N原子总数，C待测元素浓度所以：A=lg(I0/I)=K'c2021/9/20134-3原子吸收分

8、光光度计原子吸收仪器（1）2021/9/2014一、流程2021/9/2015二、光源1.作用提供待测元素的特征谱线。获得较高的灵敏度和准确度。光源应满足如下要求：(1)能发射待测元素的共振线。(2)能发射锐线。(3)辐射光强度大。(4)稳定性好。2.空心阴极灯(HCL)2021/9/20163.空心阴极灯的原理施加适当电压(300~500V)时，电子将从空心阴极内壁流向阳极，与低压惰