儀器分析原子吸收分光光度法ppt課件.ppt

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1、AtomicAbsorptionSpectrophotometry(AAS)第十四章原子吸收分光光度法AAS:基于蒸氣相中被測(cè)元素的基態(tài)原子對(duì)其原子共振輻射的吸收來(lái)測(cè)定樣品中該元素含量的一種方法原子吸收現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)1802年Wollaston發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)連續(xù)光譜中的暗線太陽(yáng)光暗線1859年Kirchhoff和Bunson解釋了暗線產(chǎn)生的原因:暗線是由于大氣層中的鈉原子對(duì)太陽(yáng)光選擇性吸收的結(jié)果原子吸收光譜法的建立與發(fā)展1955年澳大利亞A.Walsh發(fā)表《原子吸收光譜在化學(xué)分析中的應(yīng)用》，奠定基礎(chǔ)荷蘭J.T.J.Alkemade同期獨(dú)立設(shè)計(jì)儀器火焰作光源空心陰極燈火焰棱鏡光電

2、管1959年蘇聯(lián)Б.В.Лъвов非火焰原子吸收(電熱原子化)10-12-10-14g原子吸收光譜法特點(diǎn)1、靈敏度高（火焰法：1ng/ml；石墨爐：100-0.01pg)2、準(zhǔn)確度好（火焰法：<1%，石墨爐：3-5%）3、選擇性高（相互干擾很小）4、應(yīng)用范圍廣（可測(cè)元素達(dá)70個(gè)）局限性：不能多元素同時(shí)分析;一些元素測(cè)定靈敏度不令人滿意;工作曲線線性范圍窄14-1基本原理基態(tài)原子的最外層電子躍遷產(chǎn)生位于光譜的紫外區(qū)和可見(jiàn)區(qū)一、原子的量子能級(jí)和能級(jí)圖原子的能級(jí)用光譜項(xiàng)表示光譜項(xiàng)：描述量子能級(jí)的形式單電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài):主量子數(shù)n:n=1,2,3,…角量子數(shù)l:l=0,1,2,…

3、,n-1;s,p,d,f自旋量子數(shù)s:s=±1/2磁量子數(shù)m:m=0,±1,±2,…,±l原子光譜項(xiàng)n2S+1LJn:主量子數(shù)L:總角量子數(shù)L=∑liL=0,1,2,3,…;S,P,D,F,…S:總自旋量子數(shù)S=∑siS=0,±1/2,±1,±3/2,…J:內(nèi)量子數(shù)J=L+S,L+S-1,L+S-2,…,∣L-S∣L≥S,J有2S+1個(gè)值;L

4、,2,1,031P0,33P2,33P1,33P0Na3s1基態(tài)01/21/232S1/2Na3p1激發(fā)態(tài)11/23/2,1/232P3/2,32P1/2L=∑liS=∑siJ=L+S,L+S-1,L+S-2,…,∣L-S∣n2S+1LJ能級(jí)圖Na:588.996nm32S1/2－32P3/2589.593nm32S?－32P1/2二、原子能級(jí)的分布Boltzmann分布定律:Nj,,N0激發(fā)態(tài)和基態(tài)原子數(shù)gj，g0激發(fā)態(tài)和基態(tài)統(tǒng)計(jì)權(quán)重KBoltzman常數(shù)T熱力學(xué)溫度Ej激發(fā)能2500KNa588.996nm32S1/2－32P3/2三、原子吸收線共振吸收線原子由基態(tài)

5、躍遷到第一激發(fā)態(tài)時(shí)吸收一定頻率的光而產(chǎn)生的吸收線。又稱共振線，元素的特征譜線共振線一般是元素所有譜線中最靈敏的譜線大多利用為分析線原子吸收線指強(qiáng)度隨頻率變化的曲線，從理論上講原子吸收線應(yīng)是一條無(wú)限窄的線，但實(shí)際上它有一定寬度吸光系數(shù)K對(duì)頻率作圖,得原子吸收線的輪廓頻率半寬度強(qiáng)度IK0K0/21.自然變寬(naturalwidth)：ΔνN:在無(wú)外界影響下，譜線的固有寬度它與激發(fā)態(tài)原子的壽命有關(guān)，不同譜線有不同的自然寬度。在大多數(shù)情況下，約為10-5nm數(shù)量級(jí)一般可忽略不計(jì)影響半寬度的因素2.多普勒變寬(Dopplerbroadening)ΔνD:原子無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)結(jié)果。

6、又稱熱變寬通常為10-4～10-3nm，它是譜線變寬的主要因素C壓力變寬（pressurebroadening）υ0υ0：原子之間相互碰撞引起的變寬。分為：勞倫茲變寬(Lorentzbroadening)：指被測(cè)元素原子和其它粒子碰撞引起的變寬（<10-3nm)；赫魯茲馬克變寬(Holtsmarkbroadening)：指同種原子間碰撞引起的變寬。在原子吸收法中可忽略四、原子吸收值與原子濃度的關(guān)系原子吸收的定量關(guān)系式1、積分吸收(jintegratedabsorption)：吸收系數(shù)的積分。振子強(qiáng)度基態(tài)原子濃度?1?2?3?4?5?6?7?8?9?1010-3nm??(

7、~10-3nm)需要一個(gè)分光系統(tǒng)，譜帶寬度為0.0001nm,且連續(xù)可調(diào)0.0001nm關(guān)鍵性難題通常光柵可分開(kāi)0.1nm，要分開(kāi)0.01nm的兩束光需要很昂貴的光柵；要分開(kāi)兩束波長(zhǎng)相差0.0001nm的光，目前技術(shù)上仍難以實(shí)現(xiàn)；此外，即使光柵滿足了要求，分出的光也太弱，難以用于實(shí)際測(cè)量。2峰值吸收1955年,AWalsh提出,在溫度不太高的穩(wěn)定火焰條件下,峰值吸收系數(shù)K0與火焰中待測(cè)原子的濃度成正比。Walsh提出用銳線光源測(cè)K0原子吸收分光光度法定量公式銳線光源:發(fā)射線與原子吸收線的中心頻率一致發(fā)射線的半寬度遠(yuǎn)小于吸收線的半寬度14–