儀器分析 原子吸收光譜法.ppt

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1、第八章原子吸收與原子熒光光譜法AtomicAbsorptionSpectrometry(AAS)AtomicFluorescenceSpectrometry(AFS)本章基本要求①掌握原子吸收光譜測量的必要條件；了解原子吸收光譜儀的基本組成部件；③了解原子吸收光譜法的干擾及消除；④掌握原子吸收光譜法的實(shí)驗條件；⑤了解原子熒光光譜儀的基本原理及組成部件。一、概述北京普析，TAS-990F原子吸收分光光度計8.1原子吸收光譜法上世紀(jì)50年代中期出現(xiàn)。根據(jù)氣相中被測元素的基態(tài)原子對其原子共振輻射的吸收強(qiáng)度測定被測元素含量。日本島津，AA-6300CF原子吸收光譜儀⒈靈敏度高，檢出限低；火焰原

2、子吸收法的檢出限可達(dá)10-6~10-9g；石墨爐原子吸收法的檢出限可達(dá)到10-9~10-12g；⒉干擾少，分析精度好；⒊分析速度快；⒋應(yīng)用范圍廣；⒌儀器比較簡單，操作方便。二、原子吸收光譜法的特點(diǎn)三、原子吸收的測量比耳定律A=εbc：吸收系數(shù)積分：積分吸收與單位體積火焰介質(zhì)中的基態(tài)原子數(shù)成正比。因此火焰中的基態(tài)原子總數(shù)可看作是原子總數(shù)，故積分吸收與單位體積火焰中待測元素的原子數(shù)成正比。積分吸收系數(shù)：積分吸收系數(shù)在實(shí)驗上很難測量，1955年Walsh——空心陰極燈。此銳線光源的提出，從實(shí)驗上解決了A測定的問題。8.2原子吸收光譜儀原子吸收光譜儀主要部件：一、光源光源能提供待測元素的特征光

3、譜。獲得較高的靈敏度。⒈光源應(yīng)滿足如下要求；⑴能發(fā)射待測元素的共振線；？⑵能發(fā)射銳線⑶光譜純度高⑷輻射光強(qiáng)度大，⑸穩(wěn)定性好。2.空心陰極燈⑴結(jié)構(gòu)：陰極:可由待測元素的純金屬或合金制成陽極:為鎢棒上面裝有鈦絲或鉭片作為吸氣劑吸收雜質(zhì)氣體。管內(nèi)充氣：0.1～0.7kPa壓力的氬或氖氣。⑵空心陰極燈的原理在兩極加100～400V的直流電壓，即可產(chǎn)生放電。陰極發(fā)射出電子在電場的作用下向陽極運(yùn)動，并與惰性氣體碰撞使之電離，產(chǎn)生正離子，在電場作用下，向陰極內(nèi)壁猛烈撞擊，使陰極表面的金屬原子濺射出來，濺射出來的金屬原子再與電子、惰性氣體原子及離子發(fā)生撞碰而被激發(fā)，發(fā)射出特征元素的線光譜。用不同待測元

4、素作陰極材料，可制成相應(yīng)的空心陰極燈。⑶光源的調(diào)制？？？？？、光源的調(diào)制的目的是將光源發(fā)射的共振線與火焰的干擾輻射區(qū)別開來。二、原子化系統(tǒng)將試樣中待測元素轉(zhuǎn)變氣態(tài)原子蒸氣的過程。原子化方法包括：火焰法、無火焰法-電熱原子化器、氫化法和冷原子化法1.火焰原子化裝置⑴霧化系統(tǒng)：噴霧器：火焰原子化器中的重要部件，將試液變成細(xì)霧，霧滴越細(xì)，產(chǎn)生基態(tài)原子數(shù)越多。采用同心圓噴霧器和玻璃霧化器，霧化效率為5~15%。霧室：除去大霧滴,并使燃?xì)夂椭細(xì)獬浞只旌?，以便在燃燒時得到穩(wěn)定的火焰。燃燒器：試液的細(xì)霧滴進(jìn)入燃燒器，在火焰中經(jīng)干燥、融熔、蒸發(fā)、解離后，產(chǎn)生大量基態(tài)原子。⑵火焰的類型按照燃?xì)夂椭计?/p>

5、的比例不同，可分為三類:①中性火焰:燃?xì)夂椭计鞅壤c化學(xué)反應(yīng)計量關(guān)系相近(乙炔-空氣火焰為1:4)，具有溫度高，干擾小，背景低等特點(diǎn)，多數(shù)元素在此測定。②富燃火焰:燃?xì)獯笥谥计鞯谋壤?1:3)，火焰呈黃色，燃燒不完全,溫度略低，干擾較多,背景高。③貧燃火焰:燃?xì)庑∮谥计鞯谋壤?1:6)，燃燒完全，氧化性強(qiáng)，溫度低。適宜于易解離、易電離的元素測定?；鹧嬖踊绕渌踊椒ǘ己?。但是因為在火焰原子化中，大部分試樣在霧化過程中，大霧滴在傳輸過程中流入廢液容器；并且各原子在火焰中的停留時間很短（10-4s）；導(dǎo)致試樣的霧化效率和靈敏度低。2.電熱原子化器在電熱原子化法中，石墨爐原子吸

6、收分析已成為痕量元素分析的一種重要手段。電熱原子化法是將固定體積的試樣注入可被加熱的石墨管中,在惰性氣體的保護(hù)下通電加熱后（10V，300A；2000～3000℃)，試樣迅速加熱原子化，得到峰形吸收信號。信號的峰高和峰面積與待測元素的濃度成正比。⑴電熱原子化法與火焰原子化器法的比較:①靈敏度高基態(tài)原子在吸收區(qū)停留時間長（1~10-1s），比火焰法高1000倍。②絕對檢出限低(10-9～10-12)。③試樣用量少，一般在10~100μL之間。④能分析粘度大的樣品及固體試樣。精密度較差；背景吸收較高；操作過程比火焰法慢，采用自動進(jìn)樣裝置可以提高儀器的精密度。⑵結(jié)構(gòu)：如圖所示石墨管形狀:標(biāo)準(zhǔn)

7、型(長28mm，內(nèi)徑6.5mm，外徑8mm)外氣路中Ar氣體沿石墨管外壁流動，冷卻保護(hù)石墨管；內(nèi)氣路中Ar氣體由管兩端流向管中心，從中心孔流出，用來保護(hù)原子不被氧化，同時排除干燥和灰化過程中產(chǎn)生的蒸汽。⑶石墨爐原子化的升溫程序:石墨爐工作時，經(jīng)過干燥、灰化、原子化和凈化四個階段。干燥：主要作用是脫溶劑，目的是防止試液在原子化過程中發(fā)生飛濺或在石墨爐流散面積大，干燥溫度應(yīng)稍高于溶劑沸點(diǎn)，干燥時間與樣品體積而定，一般是樣品體積乘1.5-2秒（20～