原子吸收光譜法atomicabsorptionspectrometryaas

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1、第四章原子吸收光譜法AtomicAbsorptionSpectrometry(AAS)第一節(jié)概述一、歷史原子吸收光譜法是一種基于待測基態(tài)原子對特征譜線的吸收而建立的一種分析方法。這一方法的發(fā)展經(jīng)歷了3個發(fā)展階段：1、原子吸收現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)1802年Wollaston發(fā)現(xiàn)太陽光譜的暗線；1859年Kirchhoff和Bunson解釋了暗線產(chǎn)生的原因；太陽光暗線暗線是由于大氣層中的鈉原子對太陽光選擇性吸收的結果：EC?E=h?=h基態(tài)第一激發(fā)態(tài)熱能2、空心陰極燈的發(fā)明1955年Walsh發(fā)表了一篇論文“Appli

2、cationofatomicabsorptionspectrometrytoanalyticalchemistry”,解決了原子吸收光譜的光源問題，50年代末PE和Varian公司推出了原子吸收商品儀器?？招年帢O燈火焰棱鏡光電管3、電熱原子化技術的提出1959年里沃夫提出電熱原子化技術，大大提高了原子吸收的靈敏度二、原子吸收光譜法的特點1、靈敏度高（火焰法：1ng/ml，石墨爐100-0.01pg)；2、準確度好（火焰法：RSD<1%，石墨爐3-5%）3、選擇性高（可測元素達70個，相互干擾很?。┤秉c：不

3、能多元素同時分析第二節(jié)原子吸收光譜的原理一、原子吸收光譜的產(chǎn)生當輻射光通過原子蒸汽時，若入射輻射的頻率等于原子中的電子由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)的能量，就可能被基態(tài)原子所吸收。原子吸收光的波長通常在紫外和可見區(qū)。h?共振吸收當在一定條件下達到熱平衡后，處在激發(fā)態(tài)和基態(tài)的原子數(shù)的比值遵循Boltzman分布：NiN0=gig0Exp(-)EiKTNi,,N0激發(fā)態(tài)和基態(tài)原子數(shù)gi，g0激發(fā)態(tài)和基態(tài)統(tǒng)計權重KBoltzman常數(shù)T熱力學溫度Ei激發(fā)能教材170頁列出某些元素共振線的Ni/No值二、原子吸收線的輪廓原子

4、吸收線指強度隨頻率變化的曲線，從理論上講原子吸收線應是一條無限窄的線，但實際上它有一定寬度。1、自然寬度由于激發(fā)壽命原因，原子吸收線有一定自然寬度，約為10-5nmI??o?I??o?由此表可以看出：TNi/NoEiNi/NoT?3000Ni/No<10-3可以忽略EOE1E22.Dopple變寬由于原子的熱運動而引起的變寬??D=2?oC2(ln2)KTmKBoltzmann常數(shù)光速Cm原子質量若用M（原子量）代替m,則:m=1.6605?10-24M??D=7.16?10-7?oTMT??DDoppl

5、e變寬可達10-3nm數(shù)量級3、壓力變寬壓力變寬指壓力增大后，原子之間相互碰撞引起的變寬。分為：Lorentz變寬：指被測元素原子和其它粒子碰撞引起的變寬（<10-3nm)；Holtsmart變寬：指同種原子碰撞引起的變寬。在原子吸收法中可忽略。4、原子吸收線的輪廓綜合上述因素，實際原子吸收線的寬度約為10-3nm數(shù)量級Io?o?Ko2Ko??(~10-3nm)??(~10-3nm)三、原子吸收光譜的測量1、積分吸收吸光原子數(shù)No越多，吸光曲線面積越大（峰越高），因此，理論上積分吸收與No呈正比：K???

6、OKoK1K2K3K4K5K6?6?5?4?3?2?1?0K?d?=Nof?e2mc?E-電子電荷m-電子質量c-光速No-基態(tài)原子數(shù)f-振子強度由于：No=?C,因此：?K?d??c若能獲得積分吸收，即可測得原子濃度。K?d?=?Cf?e2mc??1?2?3?4?5?6?7?8?9?1010-3nm??(~10-3nm)需要一個分光系統(tǒng)，譜帶寬度為0.0001nm,且連續(xù)可調K?0.0001nm關鍵性難題通常光柵可分開0.1nm，要分開0.01nm的兩束光需要很昂貴的光柵；要分開兩束波長相差0.0001

7、nm的光，目前技術上仍難以實現(xiàn)；此外，即使光柵滿足了要求，分出的光也太弱，難以用于實際測量。?oKo2.峰值吸收積分吸收亦可用峰值吸收替代即Ko=??Dln2?2即中心吸收與基態(tài)原子數(shù)呈正比，因此只要用一個固定波長的光源，在?o處測量峰值吸收，即可定量。Ko=??Dln2?2?e2mCNof?K?d?根據(jù)吸收定律，有：I=Ioe-K?L3、原子吸收光譜測量實際上，原子吸收光譜測量的是透過光的強度I。即當頻率為?、強度為的平行輻射垂直通過均勻的原子蒸汽時，原子蒸汽將對輻射產(chǎn)生吸收，IOIL當在原子吸收線中心

8、頻率附近一定頻率范圍測量時，則Io=?I?d???o??oI=?I?e-k?Ld?根據(jù)吸光度的定義：A=lg=lgIoIIo=?I?d???o????oI=?I?e-k?Ld???oe-k?L?I?d??I?d???o=lg=0.43koL若令：k?=koA=0.43KoL=0.43??Dln2?2?e2mCNofLNo=?C??Dln2?2?e2mC?f=0.43LKA=KC??Dln2?2?e2mC?f=0.43LCA令則