儀器分析教程第4章_原子吸收光譜法.ppt

《儀器分析教程第4章_原子吸收光譜法.ppt》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在PPT專區(qū)-天天文庫。

1、第4章原子吸收光譜法（AAS）4.1原子吸收光譜法的基本原理AtomicAbsorptionSpectrometry一、原子吸收現(xiàn)象的產(chǎn)生4.1原子吸收光譜法的基本原理早在1802年，伍朗斯頓（W.H.Wollaston）在研究太陽連續(xù)光譜時(shí)，就發(fā)現(xiàn)了太陽連續(xù)光譜中出現(xiàn)的暗線。太陽光譜的暗線1859年，克希荷夫（G.Kirchhoff）與本生（R.Bunson）在研究堿金屬和堿土金屬的火焰光譜時(shí)，發(fā)現(xiàn)鈉蒸氣發(fā)出的光通過溫度較低的鈉蒸氣時(shí)，會(huì)引起鈉光的吸收，并且根據(jù)鈉發(fā)射線與暗線在光譜中位置相同這一事實(shí)，斷定太陽連續(xù)光譜中的暗線，正是太陽外圍大氣圈中的鈉原子對(duì)太陽光譜中的鈉輻射吸收的結(jié)果

2、。原子吸收光譜的發(fā)現(xiàn)二、原子吸收光譜的產(chǎn)生（一）原子的能級(jí)與躍遷原子的特征能級(jí)：基態(tài)和激發(fā)態(tài)。E0E3E2E1hvhvGroundStateExictedState當(dāng)有輻射通過自由原子（如鎂、銅原子）蒸氣，且入射輻射的頻率等于原子中的電子由基態(tài)躍遷到較高能態(tài)所需要的能量頻率時(shí)，原子就要從輻射場中吸收能量，產(chǎn)生吸收，電子由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，同時(shí)伴隨著原子吸收光譜的產(chǎn)生。（如鎂原子吸收285.2nm-279.6nm，銅原子吸收324.8nm-327.4nm的光）基態(tài)激發(fā)態(tài)吸收能量原子吸收光譜產(chǎn)生的基本原理當(dāng)一束光輻射照射處于基態(tài)的氣態(tài)原子（原子蒸氣）時(shí)，基態(tài)原子會(huì)選擇性地吸收一定波長的光，

3、使原子躍遷到相應(yīng)的激發(fā)態(tài)，被吸收了的光線就是原子的吸收線。原子對(duì)一定頻率的光的產(chǎn)生吸收與發(fā)射：基態(tài)→第一激發(fā)態(tài)的躍遷：產(chǎn)生共振吸收線（簡稱共振線）——吸收光譜；基態(tài)←第一激發(fā)態(tài)的躍遷：產(chǎn)生共振發(fā)射線（也稱共振線）——發(fā)射光譜。E0E3E2E1hvhv（二）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，原子能級(jí)具有特征性。產(chǎn)生躍遷時(shí)，吸收或發(fā)射的能量不同——具有特征性。所對(duì)應(yīng)的吸收線為特征譜線。（2）原子的基態(tài)?第一激發(fā)態(tài)的躍遷——最易發(fā)生，吸收最強(qiáng)，為該元素的靈敏線。（3）利用原子蒸氣對(duì)特征譜線的吸收可以進(jìn)行定量分析。三、原子吸收光譜的輪廓（一）原子吸收光譜：是把原子所吸收

4、的特征譜線按波長或頻率的次序進(jìn)行排列的譜線組。（二）原子吸收光譜的輪廓基于原子能級(jí)的量子化性質(zhì)，不連續(xù)的原子能級(jí)之間的躍遷所產(chǎn)生的原子吸收，理論上應(yīng)該是頻率單一的一條幾何線。然而，實(shí)際上用特征光照射原子時(shí)，得到的是具有一定寬度的吸收光譜。IvIv計(jì)算值實(shí)際情況吸收線Kvv吸收線Ivvv0v0一般用Kv～?關(guān)系曲線來表示吸收線的輪廓：表征吸收線輪廓的參數(shù)：1、中心頻率?0或中心波長λ0(nm)：吸收最大強(qiáng)度輻射所對(duì)應(yīng)的頻率（波長）。2、半寬度Δ?：峰值一半處的頻率或波長的跨度稱為譜線的半寬度，簡稱光譜帶寬，表征譜線輪廓變寬的程度（10-2～10-3nm）3、峰值吸收系數(shù)K0:中心頻率對(duì)應(yīng)

5、的最大吸收系數(shù)。3.譜線半寬度(10-2?)1.譜線中心頻率2最大吸收系數(shù)??0KvK0K0/2??原子吸收光譜曲線反應(yīng)了原子對(duì)不同頻率的光具有選擇性吸收的性質(zhì)。（三）原子吸收光譜的變寬為什么原子吸收線是一條有一定寬度的譜線？有那些因素引起譜線的變寬？（1）自然寬度無外界條件影響時(shí)，吸收譜線本身的寬度。自然寬度約為10-5nm數(shù)量級(jí)。（2）多普勒變寬（熱變寬）是由于原子在空間作無規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)而引起的變寬。隨著溫度的升高而加劇，并隨元素種類而異。一般使譜線增寬10-3nm。是原子吸收光譜變寬的主要原因。（3）洛倫茨變寬（壓力變寬）由于待測(cè)原子與其他元素的原子相互碰撞使能量發(fā)生稍微變化，引

6、起的譜線變寬。隨原子區(qū)內(nèi)原子蒸汽壓力增加而增大。一般使譜線增寬的數(shù)量級(jí)也為10-3nm。（4）場致變寬外界電場、帶電粒子、離子形成的電場及磁場的作用使原子能級(jí)分裂而使譜線變寬的現(xiàn)象；其影響一般較小；（一）AAS的定義：是以基態(tài)原子蒸汽能夠吸收同種原子發(fā)射的特征譜線這一性質(zhì)為基礎(chǔ)，并以朗伯-比爾定律定量依據(jù)的一種分析方法。四、原子吸收光譜法及其特點(diǎn)（二）AAS對(duì)測(cè)量過程的要求：1、銳線光源發(fā)射出被待測(cè)元素基態(tài)原子吸收的譜線（特定頻率）的特殊光源，也就是待測(cè)元素的銳線光源。用待測(cè)元素的材料做成光源，讓此材料的元素產(chǎn)生發(fā)射線，空心陰極燈2、基態(tài)——原子——?dú)鈶B(tài)原子化器思考：怎樣把化合態(tài)的元素

7、或固體單質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)原子？——原子化過程光源原子化器分光系統(tǒng)檢測(cè)器試液（三）AAS的工作流程：（四）AAS的主要特點(diǎn)：(1)靈敏度高，檢出限低至10－10～10－14g；(2)選擇性高，一般情況下共存元素不干擾；(3)準(zhǔn)確度高，相對(duì)誤差約為1%～5%；(4)測(cè)定元素多，可測(cè)定70多種元素；(5)操作方便，分析速度快；(6)應(yīng)用范圍廣泛；(7)局限性：測(cè)每一種元素要用專用的燈；難熔元素、非金屬元素測(cè)定困難、不能同時(shí)多元素。五、高溫中基態(tài)原子和激發(fā)