《原子吸收光譜法S》PPT課件

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1、第四章原子吸收光譜分析4-1概述4-2原子吸收光譜法的基本原理4-3原子吸收分光光度計4-4原子吸收光譜法的分析方法4-5干擾與消除方法2021/9/2014-1概述一、定義基于待測元素的基態(tài)原子蒸氣對其特征譜線的吸收作用來進(jìn)行定量分析的一種方法。二、原子吸收光譜法的特點1.靈敏度高：可達(dá)10-15～10-13g。2.選擇性好，干擾少，易消除。3.精密度和準(zhǔn)確度高。4.測定元素多：70多種（主要指陽離子）5.樣品用量少，分析速度快。2021/9/202WFX-120原子吸收分光光度計2021/9/203

2、4-2原子吸收光譜法的基本原理一、原子吸收光譜的產(chǎn)生1.原子的能級與躍遷（1）基態(tài)?第一激發(fā)態(tài),吸收一定頻率的輻射能量，產(chǎn)生共振吸收線[簡稱（主或第一）共振線]—“吸收光譜”（2）激發(fā)態(tài)?基態(tài)，發(fā)射出一定頻率的輻射，產(chǎn)生共振發(fā)射線[也簡稱共振線]—“發(fā)射光譜”基態(tài)與第一激發(fā)態(tài)之間能級差最低；躍遷最容易—主或第一共振吸收（或發(fā)射）線。2021/9/2042.元素的特征譜線（1）各種元素的原子結(jié)構(gòu)和外層電子排布不同，基態(tài)?第一激發(fā)態(tài)，躍遷吸收能量不同（量子化能級）—具有特征性。（2）各種元素的基態(tài)?第一激發(fā)態(tài)最易發(fā)

3、生，吸收最強，最靈敏線，特征譜線，最主要的分析線。（3）利用特征譜線可以進(jìn)行定量分析。如：Naλ=589.0nmMgλ=285.2nm2021/9/2053.吸收峰形狀（輪廓）用特征吸收頻率左右范圍的輻射光照射時，獲得一峰形吸收（具有一定寬度）。由：It=I0e-KvL，透射光強度It和吸收系數(shù)Kγ及輻射頻率?有關(guān)。表征吸收線輪廓（峰）的參數(shù)：①特征頻率?0（峰值頻率）：最大吸收系數(shù)對應(yīng)的頻率或波長。特征波長λ0(nm)②半寬度：Δ?02021/9/2064.吸收峰變寬原因（1）自然寬度△γN在無外界影響下，譜

4、線具有一定的寬度。多數(shù)情況下約為10-5～10-4nm。（2）多普勒（熱）變寬△γD由于輻射原子處于無規(guī)則的熱運動狀態(tài)，這一不規(guī)則的熱運動與觀測器兩者間形成相對位移運動，從而發(fā)生多普勒效應(yīng)，使譜線變寬，一般可達(dá)10-3nm。紫移：原子向光源方向運動，吸收頻率高的波。紅移：原子背離光源方向運動，吸收頻率低的光波。2021/9/207（3）壓力（碰撞）變寬①勞倫茲變寬△γL待測原子和其它原子碰撞。②赫爾茲馬克變寬△γH同種原子碰撞。當(dāng)待測組分濃度較高時，才會發(fā)生赫爾茲馬克變寬△γH。火焰原子吸收變寬主要取決于△γL

5、石墨爐法原子吸收主要是△γD△γL和△γD具有相同的數(shù)量級，為10-3nm2021/9/2085.積分吸收和峰值吸收■鎢燈光源和氘燈經(jīng)分光后，光譜通帶為0.2nm。而原子吸收線的半寬度為10-3nm。若用一般光源照射時，吸收光的強度變化僅為0.5%（0.001/0.2×100%），靈敏度極差?！龌鶓B(tài)原子對共振吸收線全部能量的吸收，即譜線下所圍面積測量（積分吸收），則是一種絕對測量方法，現(xiàn)在的分光裝置無法實現(xiàn)。2021/9/209★極大（峰）值吸收法（銳線光源）基態(tài)原子對入射光中心波長的吸收—峰值吸收。必須使用銳

6、線光源方可實現(xiàn)（1955年澳大利亞物理學(xué)家Walsh提出）何為銳線光源？（1）光源的發(fā)射線與吸收線的ν0一致。（2）發(fā)射線的Δν1/2小于吸收線的Δν1/2?？招年帢O燈（HCL）可發(fā)射銳線光源?！鳓胑=0.0005~0.002nm△γa=0.001~0.005nm2021/9/2010二、基態(tài)原子數(shù)與原子化溫度■原子吸收光譜是利用待測元素的原子蒸氣中基態(tài)原子與共振線吸收之間的關(guān)系來測定的。■需要考慮原子化過程中，原子蒸氣中基態(tài)原子與待測元素原子總數(shù)之間的定量關(guān)系。熱力學(xué)平衡時服從玻耳茲曼(Boltzmann)分

7、布定律：式中g(shù)q、g0分別為激發(fā)態(tài)和基態(tài)的統(tǒng)計權(quán)重。（粒子在某一能級下的不同狀態(tài)數(shù)）2021/9/2011在原子吸收條件下：激發(fā)態(tài)原子數(shù)Nq與基態(tài)原子數(shù)N0之比較?。?0-3），不足<0.1%?？梢杂没鶓B(tài)原子數(shù)代表待測元素的原子總數(shù)。公式右邊除溫度T外，都是常數(shù)。T一定，比值一定。三、定量基礎(chǔ)當(dāng)使用銳線光源時，可用K0代替Kv，則：2021/9/2012A=kN0LN0∝N∝CA∝C，A∝1/△vDN0基態(tài)原子數(shù)，N原子總數(shù)，C待測元素濃度所以：A=lg(I0/I)=K'c2021/9/20134-3原子吸收分

8、光光度計原子吸收儀器（1）2021/9/2014一、流程2021/9/2015二、光源1.作用提供待測元素的特征譜線。獲得較高的靈敏度和準(zhǔn)確度。光源應(yīng)滿足如下要求：(1)能發(fā)射待測元素的共振線。(2)能發(fā)射銳線。(3)輻射光強度大。(4)穩(wěn)定性好。2.空心陰極燈(HCL)2021/9/20163.空心陰極燈的原理施加適當(dāng)電壓(300~500V)時，電子將從空心陰極內(nèi)壁流向陽極，與低壓惰