天津理工大學儀器分析原子吸收光譜法

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1、*第十章原子吸收光譜分析法一、概述二、基本原理三、原子吸收光譜儀四、定量分析方法五、干擾因素及其抑制方法六、靈敏度、檢出限、測定條件的選擇atomicabsorptionspectrometry,AAS*原子吸收光譜法：是基于物質所產(chǎn)生的原子蒸氣對待測元素特征譜線的吸收作用來進行定量分析的方法.一、概述原子吸收光譜法(原子吸收分光光度法)基本原理：基于物質對光的選擇性吸收而建立的分析方法.與紫外、可見分光光度法原理的區(qū)別:吸光物質不同紫外-可見分光光度法:原子吸收分光光度法:被測物質的分子或離子待測元素的基態(tài)原子*1.靈敏度高：在原子吸收實驗條件下，處

2、于基態(tài)的原子數(shù)目比激發(fā)態(tài)多得多，故靈敏度高。其檢出限可達10-9g/ml(某些元素可更高)；2.選擇性好：譜線簡單，因譜線重疊引起的光譜干擾較小，即抗干擾能力強。分析不同元素時，選用不同元素燈，提高分析的選擇性；3.具有較高的精密度和準確度：因吸收線強度受原子化器溫度的影響比發(fā)射線小。另試樣處理簡單。相對標準偏差1~2%，相對誤差0.1~0.5%。缺點：難熔元素、非金屬元素測定困難、不能實現(xiàn)多元素的同時分析。原子吸收光譜法的特點*原子吸收UV-VIS光譜形狀線狀光譜帶狀光譜樣品存在形式基態(tài)原子分子光源銳線光源應用范圍無機元素定量分析無機與有機物的定性與定量

3、原子吸收與紫外可見分光光度法的比較連續(xù)光源*譜線的輪廓與譜線變寬?原子結構較分子結構簡單，理論上應產(chǎn)生線狀光譜吸收線。?實際上原子吸收線具有一定寬度，稱為吸收線輪廓，常用吸收系數(shù)(Kv)隨頻率的變化曲線描述。?定量分析：I?=I0e-KvbI?原子蒸汽I0Ivb原子對不同頻率入射光的吸收具有選擇性，因而Iν和吸收系數(shù)Kv隨著入射光的頻率而變化。*表征吸收線輪廓（峰）的參數(shù)入射頻率為υ0處，透過光強度最小，即吸收最大，原子蒸氣在頻率υ0處有吸收線。半寬度：最大吸收系數(shù)一半（Kυ/2）處所對應的頻率差或波長差，用△υ或△λ表示。中心頻率或中心波長：最大吸收系數(shù)

4、所對應的頻率或波長稱為中心頻率或中心波長。峰值吸收系數(shù)（K0）：中心頻率或中心波長處的最大吸收系數(shù)又稱為峰值吸收系數(shù)。*吸收峰變寬原因：（1）自然寬度無外界影響下，譜線仍具有一定的寬度。（3）壓力變寬由于原子相互碰撞引起的能級稍微變化，使發(fā)射或吸收光量子頻率改變而導致的譜線變寬。（2）熱變寬（多普勒變寬）原子在空間做無規(guī)則熱運動產(chǎn)生多普勒效應而引起。*基態(tài)原子數(shù)與總原子數(shù)的關系原子吸收法是利用待測元素的原子蒸氣中基態(tài)原子對該元素的特征譜線的吸收來進行測定的。待測元素分子基態(tài)原子蒸汽原子化高溫激發(fā)態(tài)原子特征頻率光不希望發(fā)生的過程高溫，熱激發(fā)待測元素在進行原子

5、化時，其中必有一部分原子吸收了較多的能量而處于激發(fā)態(tài)。*據(jù)熱力學原理，當在一定溫度下處于熱力學平衡時，激發(fā)態(tài)原子數(shù)與基態(tài)原子數(shù)之比服從Boltzmann分配定律：原子蒸氣中基態(tài)原子與待測元素原子總數(shù)之間有什么關系？其分布狀況如何？Nj：激發(fā)態(tài)原子數(shù)N0：基態(tài)原子數(shù)gj：激發(fā)態(tài)統(tǒng)計權重g0：基態(tài)統(tǒng)計權重k：玻爾茲曼常數(shù)T：熱力學溫度Ei：激發(fā)態(tài)能級能量*表10-1幾種元素共振線的Nj/N0值*基態(tài)原子數(shù)與總原子數(shù)的關系Nj：激發(fā)態(tài)原子數(shù)N0：基態(tài)原子數(shù)gj：激發(fā)態(tài)統(tǒng)計權重g0：基態(tài)統(tǒng)計權重k：玻爾茲曼常數(shù)T：熱力學溫度Ei：激發(fā)態(tài)能級能量可見，Ni/N0的大

6、小主要與“波長”及“溫度”有關。實際工作中，T通常小于3000K、波長小于600nm，故對大多數(shù)元素來說Ni/N0均小于1％，即火焰中的激發(fā)態(tài)原子數(shù)遠小于基態(tài)原子數(shù)。因此，可認為基態(tài)原子數(shù)N0即待測元素的原子總數(shù)。*原子吸收法的定量基礎1.積分吸收測量法在吸收線輪廓內(nèi)，以吸收系數(shù)對頻率積分稱為積分吸收，積分得的結果是吸收線輪廓內(nèi)（右）的總面積，它表示原子蒸氣吸收的全部能量。但積分吸收的測定非常困難。因為原子吸收線的半寬度很小，只有0.001-0.005A,要分辨如此窄的譜線，對波長為500nm，其分辨率應為：*2.峰值吸收測量法鎢絲燈光源和氘燈，經(jīng)分光后，

7、光譜通帶0.2nm。而原子吸收線的半寬度：10-3nm。圖示。用一般光源照射時,吸收光強度變化僅為0.5%。靈敏度極差。1955年瓦爾什提出用測定峰值吸收系數(shù)K0來代替積分吸收系數(shù)Kυ的測定。并采用銳線光源測量譜線的峰值吸收。能發(fā)射出譜線半寬度很窄的發(fā)射線的光源。峰值吸收測量的前提條件:(1)發(fā)射線的中心頻率=吸收線的中心頻率(2)發(fā)射線的半寬度<<吸收線的半寬度銳線光源發(fā)射線的半寬度只有吸收線半寬度的1/5~1/10,其積分吸收與峰值吸收非常接近，因此可以用K0代替Kυ如何產(chǎn)生銳線光源？*一、流程generalprocess二、光源lightsource

8、s三、原子化系統(tǒng)deviceofatomization四、分光系統(tǒng)