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1、第七章原子吸收分光光度分析法7.3.1儀器結(jié)構(gòu)流程7.3.2光源7.3.3原子化系統(tǒng)7.3.4單色器7.3.5檢測(cè)系統(tǒng)第三節(jié)原子吸收光譜儀原子吸收儀器(1)原子吸收儀器(2)原子吸收儀器(3)原子吸收儀器(4)原子吸收光譜儀7.3.1流程原子吸收分光光度計(jì)與紫外–可見分光光度計(jì)在儀器結(jié)構(gòu)上的不同點(diǎn):(1)采用銳線光源。(2)分光系統(tǒng)在火焰與檢測(cè)器之間。7.3.2光源1.作用提供待測(cè)元素的特征光譜。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(cè)元素的共振線;(2)能發(fā)射銳線;(3)輻射光強(qiáng)
2、度大,穩(wěn)定性好。2.空心陰極燈結(jié)構(gòu)如圖所示3.空心陰極燈的原理施加適當(dāng)電壓時(shí),電子將從空心陰極內(nèi)壁流向陽極。與充入的惰性氣體碰撞而使之電離,產(chǎn)生正電荷,其在電場(chǎng)作用下,向陰極內(nèi)壁猛烈轟擊。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),于是陰極內(nèi)輝光中便出現(xiàn)了陰極物質(zhì)和內(nèi)充惰性氣體的光譜。空心陰極燈用不同待測(cè)元素作陰極材料,可制成相應(yīng)空心陰極燈??招年帢O燈的輻射強(qiáng)度與燈的工作電流有關(guān)。工作時(shí)保持工作電流穩(wěn)定,工作電流太大,燈壽命短。優(yōu)缺點(diǎn):(1)輻射光強(qiáng)度大,穩(wěn)
3、定,譜線窄,燈容易更換。(2)每測(cè)一種元素需更換相應(yīng)的燈。7.3.3原子化系統(tǒng)1.作用將試樣中離子轉(zhuǎn)變成原子蒸氣。2.原子化方法火焰法無火焰法——電熱高溫石墨管,激光。3.火焰原子化裝置——霧化器和燃燒器。(1)霧化器:結(jié)構(gòu)如圖所示:主要缺點(diǎn):霧化效率低。(動(dòng)畫)(2)火焰試樣霧滴在火焰中,經(jīng)蒸發(fā)、干燥、解離(還原)等過程產(chǎn)生大量基態(tài)原子?;鹧鏈囟鹊倪x擇:a.保證待測(cè)元素充分離解為基態(tài)原子的前提下,盡量采用低溫火焰;b.火焰溫度越高,產(chǎn)生的熱激發(fā)態(tài)原子越多;c.火焰溫度取決于燃?xì)馀c助燃?xì)忸愋?常用空氣–乙炔
4、,最高溫度2600K能測(cè)35種元素?;鹧骖愋停夯瘜W(xué)計(jì)量火焰:溫度高,干擾少,穩(wěn)定,背景低,常用。富燃火焰:還原性火焰,燃燒不完全,測(cè)定較易形成難熔氧化物的元素Mo、Cr、稀土等。貧燃火焰:火焰溫度低,氧化性氣氛,適用于堿金屬測(cè)定?;鹧嫣匦裕?.石墨爐原子化裝置(1)結(jié)構(gòu)外氣路中Ar氣體沿石墨管外壁流動(dòng),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(shí)排除干燥和灰化過程中產(chǎn)生的蒸氣。(2)原子化過程原子化過程:四個(gè)階段,干燥、灰化(去除基體)、原子化、凈化(去除殘?jiān)?/p>
5、),待測(cè)元素在高溫下生成基態(tài)原子。(3)優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):原子化程度高,試樣用量少(1~100μL),可測(cè)固體及黏稠試樣,靈敏度高,檢測(cè)限10-12g/L。缺點(diǎn):精密度差,測(cè)定速度慢,操作不夠簡(jiǎn)便,裝置復(fù)雜。7.3.4單色器1.作用將待測(cè)元素的共振線與鄰近線分開。2.組件色散元件(棱鏡、光柵),凹凸鏡、狹縫等。3.單色器性能參數(shù)(1)線色散率(D):兩條譜線間的距離與波長(zhǎng)差的比值ΔX/Δλ。實(shí)際工作中常用其倒數(shù)Δλ/ΔX(2)分辨率:儀器分開相鄰兩條譜線的能力。用該兩條譜線的平均波長(zhǎng)與其波長(zhǎng)差的比值λ/Δλ表示。
6、(3)通帶寬度(W):指通過單色器出射狹縫的某標(biāo)稱波長(zhǎng)處的輻射范圍。當(dāng)?shù)咕€色散率(D)一定時(shí),可通過選擇狹縫寬度(S)來確定:W=D?S7.3.5檢測(cè)系統(tǒng)由檢測(cè)器、放大器、對(duì)數(shù)變換器、顯示記錄裝置組成。1.檢測(cè)器——將單色器分出的光信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)。如:光電池、光電倍增管、光敏晶體管等。分光后的光照射到光敏陰極K上,轟擊出的光電子又射向光敏陰極,轟擊出更多的光電子,依次倍增,在最后放出的光電子比最初多到106倍以上,最大電流達(dá)10μA,電流經(jīng)負(fù)載電阻轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)送入放大器。2.放大器——將光電倍增管輸出的
7、較弱信號(hào),經(jīng)電子線路進(jìn)一步放大。3.對(duì)數(shù)變換器——光強(qiáng)度與吸光度之間的轉(zhuǎn)換。4.顯示、記錄內(nèi)容選擇:結(jié)束7.1概述7.2基本原理7.3原子吸收光譜儀7.4實(shí)驗(yàn)條件的選擇7.5定量分析方法與評(píng)價(jià)7.6原子吸收光譜法的應(yīng)用