原子吸收與原子熒光光譜法

《原子吸收與原子熒光光譜法》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在教育資源-天天文庫。

1、儀器分析第四章原子吸收與原子熒光光譜法(AAS與AFS)1主要內容§4-1概述§4-2原子吸收光譜法的原理§4-3原子吸收光譜儀§4-4原子吸收光譜法的干擾及抑制§4-5原子吸收光譜定量分析§4-6原子熒光光譜法簡介2§4-1概述一、原子吸收光譜法（原子吸收分光光度法）它是利用待測元素所產(chǎn)生的基態(tài)原子對其特征譜線的吸收程度來進行定量分析的方法。原子吸收分光光度計裝置示意圖Iν原子蒸氣I0ν原子吸收示意圖L3二、原子吸收光譜特點：2.精密度高，準確度高。原子吸收程度受溫度變化影響較小。重現(xiàn)性好，穩(wěn)定性好。3.選擇性好，干擾少。干擾易排除。4.應用范圍廣?？蓽y70多種元素，既可測

2、低含量和主含量元素，又可測微量、痕量和超痕量元素?？蓽y金屬，還可間接測非金屬元素S、P、N等。1.靈敏度高，比原子發(fā)射光譜高幾個數(shù)量級，絕對靈敏度達10-13-10-15g。原子發(fā)射光譜以Ni為依據(jù)，測定的是占原子總數(shù)不到1%的激發(fā)態(tài)原子。原子吸收光譜以N0為依據(jù)，測定的是占原子總數(shù)99%以上的基態(tài)原子。4§4-2原子吸收光譜法的原理一、原子吸收線（一）原子吸收線的產(chǎn)生當通過基態(tài)原子的光輻射具有的能量h?，恰好等于原子由基態(tài)→激發(fā)態(tài)所需要的能量ΔE時，基態(tài)原子吸收光輻射，產(chǎn)生原子吸收光譜（線）。ΔE=h?=hc/?h?△E=h?MM*原子吸收線的產(chǎn)生不同元素原子結構不同，由基

3、態(tài)→激發(fā)態(tài)所需的能量差不同，吸收的光輻射的頻率或波長不同。Na（基態(tài)）吸收波長為589.0nmMg（基態(tài)）吸收波長為285.2nm5一般由基態(tài)躍遷至第一激發(fā)態(tài)所需能量最低，吸收譜線稱為第一共振吸收譜線——主共振線?！`敏線，干擾小。通常測量基態(tài)原子對特征譜線的吸收程度進行定量分析。主共振線6當強度為I0的不同頻率的光，通過原子蒸氣時，透過光的強度I?與頻率?關系可用朗伯定律表示：L原子蒸氣I0Iν原子吸收示意圖I?—透射光強度；I0—入射光強度；K?—吸收系數(shù)；L—原子蒸汽厚度注意：教材上關于朗伯定律的敘述有誤。（二）吸收線的輪廓與變寬7理想的原子吸收光譜應該是一條幾何線，

4、實際上原子吸收光譜并不是一條幾何線，而是具有一定寬度的。如下圖：νν0Iνν0Iνν81.吸收線輪廓吸收光譜不是嚴格直線，吸收線的寬度通常以半寬度?ν表示。?ν數(shù)量級10-3~10-2nm。Iννν0Iν與ν的關系K0ν0△νKνK0/2Kν與ν的關系K?為吸收系數(shù)，吸收線最高點對應的吸收系數(shù)叫峰值吸收系數(shù)或極大吸收系數(shù)K0，最大吸收對應的頻率叫中心頻率或特征頻率?0，極大吸收系數(shù)一半K0/2處的寬度叫半寬度用Δ?表示。9吸收線的寬度受多種因素影響，一類是由原子性質所決定，另一類是外界因素。（1）自然寬度?νN無外界因素影響時，譜線仍有一定寬度叫自然寬度。自然寬度與激發(fā)態(tài)原子

5、的壽命有關。壽命越短，自然寬度越寬，譜線寬度越大。一般約10-5nm。自然變寬一般可以忽略。2.譜線的變寬10又稱熱變寬，由原子無規(guī)則熱運動引起的變寬。是譜線變寬的一種主要因素。熱變寬引起的寬度在一般在10-3nm。變寬程度：（2）多普勒變寬?νD從上式看出，多普勒變寬與吸收原子自身的相對原子質量的平方根成反比，與火焰的溫度平方根成正比，與吸收譜線頻率成正比。T↓，ν↓，M↑：多普勒變寬↓。11（3）壓力變寬（碰撞變寬）吸光原子與同類粒子或其他粒子碰撞引起的變寬。洛倫茲變寬?νL——非同類粒子間碰撞所產(chǎn)生的譜線變寬。一般在10-3nm(與多普勒變寬同數(shù)量級)。赫爾茲馬克變寬?

6、νR——共振變寬，同類粒子間碰撞所產(chǎn)生的譜線變寬，只有在待測元素濃度很高時才出現(xiàn)。壓力變寬主要是洛倫茲變寬。洛倫茲變寬隨有效截面積?2、氣體壓力p增大而增大，隨溫度、粒子相對質量增大而減小。溫度對多普勒變寬的影響正好相反。12原子吸收光譜法測定的是基態(tài)原子對特征譜線的吸收。二、原子吸收定量基礎達到熱平衡時，Ni與N0的比值服從波爾茲曼定律：對一定波長的原子譜線，gi/go和Ei都是定值，只要火焰的溫度一定，可求出Ni/No比值。13例：計算2000K和3000K時，Na589.0nm的激發(fā)態(tài)與基態(tài)原子數(shù)比各是多少？已知gi/g0=2解：14共振線nmgi/go激發(fā)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×