原子吸收光譜法[1].ppt

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1、第4章原子吸收光譜法4.1原子吸收光譜法概述4.2原子吸收光譜的原理4.3原子吸收分光光度計(jì)4.4原子吸收光譜的干擾與消除AtomicAbsorptionSpectrometry(AAS)14.1原子吸收光譜法概述4.1.1原子吸收現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)4.1.2空心陰極燈的發(fā)明4.1.3電熱原子化技術(shù)的提出4.1.3原子吸收光譜分析的特點(diǎn)第4章原子吸收光譜法24.1原子吸收光譜法概述4.1.1原子吸收現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)第4章原子吸收光譜法原子吸收光譜法是一種基于待測(cè)基態(tài)原子對(duì)特征譜線的吸收而建立的一種分析方法。1802年Wol

2、laston發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)光譜的暗線；1859年Kirchhoff和Bunson解釋了暗線產(chǎn)生的原因；3太陽(yáng)光暗線發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)光譜的暗線4.1原子吸收光譜法概述4.1.1原子吸收現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)44.1原子吸收光譜法概述4.1.1原子吸收現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)基態(tài)第一激發(fā)態(tài)熱能解釋太陽(yáng)光譜的暗線暗線是由于大氣層中的鈉原子對(duì)太陽(yáng)光選擇性吸收的結(jié)果54.1.2空心陰極燈的發(fā)明4.1原子吸收光譜法概述1955年Walsh發(fā)表了一篇論文*，解決了原子吸收光譜的光源問(wèn)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

3、電倍增管*A.Walsh,“Applicationofatomicabsorptionspectrometrytoanalyticalchemistry”,Spectrochim.Acta,1955,7,10864.1.3電熱原子化技術(shù)的提出4.1原子吸收光譜法概述1959年里沃夫提出電熱原子化技術(shù)，大大提高了原子吸收的靈敏度電熱石墨管原子蒸汽封閉，無(wú)稀釋74.1.3原子吸收光譜分析的特點(diǎn)4.1原子吸收光譜法概述1、靈敏度高（火焰法：1ng/ml，石墨爐100-0.01pg)；2、準(zhǔn)確度高（火焰法：RSD<1

4、%，石墨爐3-5%）3、選擇性高（可測(cè)元素達(dá)70個(gè)，相互干擾很小）缺點(diǎn)：不能多元素同時(shí)分析8第4章原子吸收光譜法4.2原子吸收光譜的原理4.2.1原子吸收光譜的產(chǎn)生4.2.2原子吸收線的輪廓4.2.3原子吸收光譜的測(cè)量9h?共振吸收當(dāng)輻射光通過(guò)原子蒸汽時(shí)，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。第4章原子吸收光譜法4.2原子吸收光譜的原理4.2.1原子吸收光譜的產(chǎn)生原子吸收光的波長(zhǎng)通常在紫外和可見(jiàn)區(qū)。104.2.2原子吸收線的輪廓4.2原子吸收光譜的原理原子吸收線指強(qiáng)

5、度隨頻率變化的曲線，從理論上講原子吸收線應(yīng)是一條無(wú)限窄的線，但實(shí)際上它有一定寬度。1自然寬度由于激發(fā)態(tài)壽命是有限的，躍遷時(shí)間不確定（測(cè)不準(zhǔn)原理），原子吸收線有一定自然寬度，約為10-5nm114.2.2原子吸收線的輪廓和兩個(gè)不同周期波的疊加產(chǎn)生節(jié)拍為的疊加波或測(cè)定一個(gè)節(jié)拍所需的時(shí)間例：汞蒸汽以253.7nm激發(fā)，激發(fā)態(tài)壽命是。則產(chǎn)生的原子熒光譜線寬度應(yīng)是多少？頻率不確定度原子譜線的自然寬度124.2.2原子吸收線的輪廓2.Doppler變寬或溫度變寬由于原子的熱運(yùn)動(dòng)而引起的變寬R氣體常數(shù)光速CM原子質(zhì)量T??

6、DDoppler變寬可達(dá)10-3nm數(shù)量級(jí)原子吸收譜線寬度的決定因素133壓力變寬或碰撞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。4.2.2原子吸收線的輪廓(1)Lorentz變寬：指被測(cè)元素原子和其它粒子碰撞引起的變寬（<10-3nm)；(2)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。144.2.2原子吸收線的輪廓綜合上述因素，實(shí)際原子吸收線的寬度約為10-3nm數(shù)量級(jí)單色光譜線很窄才有明顯吸收！若則無(wú)法分析154.2.3原子吸收光譜的測(cè)量1、積分吸收吸光原子數(shù)N0

7、越多，吸光曲線面積越大（峰越高）。因此，理論上積分吸收與N0呈正比：16吸收系數(shù)4.2.3原子吸收光譜的測(cè)量1、積分吸收e-電子電荷m-電子質(zhì)量c-光速N0-基態(tài)原子數(shù)f-振子強(qiáng)度，每個(gè)原子中能吸收特定頻率的平均電子數(shù)由于：因此：由積分吸收可測(cè)原子濃度17?1?2?3?4?5?6?7?8?9?1010-3nm??(~10-3nm)K?需要一個(gè)分光系統(tǒng)，譜帶寬度為0.001nm,且連續(xù)可調(diào)180.001nm通常光柵可分開(kāi)0.1nm，要分開(kāi)0.01nm的兩束光需要很昂貴的光柵；要分開(kāi)兩束波長(zhǎng)相差0.001nm的光

8、，目前技術(shù)上仍難以實(shí)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(shí)際測(cè)量。關(guān)鍵性難題4.2.3原子吸收光譜的測(cè)量194.2.3原子吸收光譜的測(cè)量2、峰值吸收積分吸收亦可用峰值吸收替代,即即中心吸收與基態(tài)原子數(shù)呈正比，因此只要用一個(gè)固定波長(zhǎng)的光源，在?o處測(cè)量峰值吸收，即可定量。?oK0204.2.3原子吸收光譜的測(cè)量根據(jù)吸收定律，有：實(shí)際上，原子吸收光譜測(cè)量的是透過(guò)光的強(qiáng)度I。即當(dāng)頻率為?