原子吸收光譜法基本原理.ppt

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1、任務(wù)5原子吸收光譜法基本原理項目3用原子吸收光譜法檢測物質(zhì)中微量元素一、原子吸收光譜的產(chǎn)生在一般情況下，原子處于能量最低狀態(tài)（最穩(wěn)定態(tài)），稱為”基態(tài)”。當(dāng)原子吸收外界能量被激發(fā)時，其最外層電子可能躍遷到最高的不同能級上，原子的這種運動狀態(tài)稱為激發(fā)態(tài)。原子在兩個能級之間的躍遷伴隨著能量的發(fā)射和吸收。電子從基態(tài)躍遷到能量最低的第一激發(fā)態(tài)時要吸收一定頻率的光，產(chǎn)生共振吸收線；當(dāng)它再通過輻射躍遷返回到基態(tài)時，則發(fā)射出同樣頻率的光，產(chǎn)生共振發(fā)射線。共振發(fā)射線和共振吸收線統(tǒng)稱為共振線。二、譜線輪廓與譜線變寬原子發(fā)射線和原子吸收線均為原子光譜——線光譜。但原子發(fā)射線是明線，故可以借助攝譜儀將其記錄在相板上

2、；而原子吸收線是暗線，只能根據(jù)能量守恒定律的關(guān)系對吸收前后的譜線強(qiáng)度進(jìn)行測量和記錄。若將不同頻率的光(強(qiáng)度為I0v)通過原子蒸氣，有一部分光將被吸收，其透過光的強(qiáng)度(即原子吸收共振線后光的強(qiáng)度)與原子蒸氣的寬度(即火焰的寬度)有關(guān)，若原子蒸氣中原子密度一定，則透過光(或吸收光)的強(qiáng)度與原子蒸氣寬度呈正比關(guān)系，稱為朗伯(Lambert)定律，即：式中，Iv為透過光的強(qiáng)度，L為原子蒸氣的厚度，Kv為原子蒸氣對頻率為v的光的吸收系數(shù)。二、譜線輪廓與譜線變寬1．外界溫度的影響——熱變寬（多普勒(DoppLer)變寬記為“ΔvD”）從物理學(xué)角度講，一個運動著的原子發(fā)出的光，如果運動方向背向觀測者，則在

3、觀測者看來，其頻率較靜止原子所發(fā)的光的頻率為低（即λ增加，被稱為“紅移”）；反之，如原子面向觀測者，則在觀測者來看，其頻率較靜止原子發(fā)出的光的頻率為高（即λ縮短，被稱為“紫移”），這種現(xiàn)象就稱為“多普勒效應(yīng)”。其結(jié)果相對中心吸收頻率既有“紅移”又有“紫移”，因而在原來基礎(chǔ)上變寬了。這種變寬是由于溫度引起的，故又稱為“熱變寬”。譜線的多普勒變寬ΔvD可由下式?jīng)Q定：式中R為氣體常數(shù)；c為光速；M為吸光質(zhì)點的相對原子質(zhì)量；T為熱力學(xué)溫度(K)；v0為譜線的中心吸收頻率。二、譜線輪廓與譜線變寬2．外界壓力的影響——壓力變寬外界壓力增加，會使氣態(tài)原子密度增大，導(dǎo)致吸光原子與蒸氣中原子或分子等不同粒子相

4、互碰撞機(jī)會增多，而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(dǎo)致的譜線變寬。（1）勞倫茲(Lorentz)變寬系指待測原子和其它粒子(如待測元素的原子與火焰氣體粒子)碰撞而產(chǎn)生的變寬，以ΔvL表示。這種由外界壓力的變化造成的譜線變寬的現(xiàn)象，叫做Lorentz效應(yīng)，由此引起的變寬叫Lorentz變寬，記為“ΔvD”。（2）共振變寬（赫爾茲馬克(Ho1tsmark)變寬）系指同種原子碰撞而產(chǎn)生的變寬。共振變寬只有在被測元素濃度較高時才有影響。在通常的條件下，壓力變寬起重要作用的主要是勞倫茲變寬，亦即欲測元素的原子與各種不同粒子間的碰撞所引起的變寬。三、原子吸收吸光度與待測元素濃度的關(guān)系理論

5、與實踐證明，樣品蒸氣中基態(tài)原子對待測元素共振發(fā)射線的吸收程度與原子濃度的關(guān)系在一定條件下，也服從朗伯-比爾定律，即：三、原子吸收吸光度與待測元素濃度的關(guān)系在實際分析工作中要求測定的是試樣中待測元素的含量（或濃度）C，而C是與原子蒸氣中吸收輻射的原子的總數(shù)目N（即基態(tài)原子數(shù)N0）成正比的。因此，在一定的濃度范圍內(nèi)，一定的條件下，溶液中的待測元素濃度與原子蒸氣中該元素的基態(tài)原子數(shù)目有恒定的比例關(guān)系。在一定條件下，一定含量（或濃度）范圍內(nèi)，試樣中待測元素的原子對光的吸收程度A與該元素在試樣中的含量（或濃度）之間服從朗伯-比爾定律（也稱“吸收定律”）。實訓(xùn)3-6根據(jù)元素種類選擇合適特征譜線實訓(xùn)3-6

6、根據(jù)元素種類選擇合適特征譜線