原子吸收光譜法修改課件.ppt

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1、第四章原子吸收光譜法AtomicAbsorptionSpectrophotometry（AAS）紫外-可見吸收光譜法（紫外-可見分光光度法）利用某些物質(zhì)的分子對(duì)200～780nm光譜區(qū)的輻射的吸收來進(jìn)行定性、定量分析和結(jié)構(gòu)推斷的方法。原子吸收光譜法（原子吸收分光光度法）基于物質(zhì)產(chǎn)生的原子蒸汽對(duì)同種原子輻射出來的特征譜線的吸收來進(jìn)行元素定量分析的一種方法。原子吸收分光光度法與紫外可見吸收光度法異同點(diǎn)相同點(diǎn)：1）都是吸收光譜法2）兩種方法都遵循朗伯-比耳定律。3）就設(shè)備而言，均由四大部分組成，即光源、單色器、吸收池（或原子化器）、檢測(cè)器。不同點(diǎn)：1）吸收物質(zhì)的狀態(tài)不同

2、。紫外可見光譜：溶液中分子，分子光譜（帶狀），可以使用連續(xù)光源。原子吸收光譜：基態(tài)原子蒸氣，原子光譜（線狀），必須使用銳線光源。2）單色器與吸收池的位置不同。紫外可見：光源→單色器→比色皿。原子吸收：光源→原子化器→單色器。光譜早期發(fā)現(xiàn)SunlightPrism1600年牛頓發(fā)現(xiàn)太陽光經(jīng)過棱鏡后分成了彩色光帶，他稱其為光譜。Fraunhofer線1802年Wollaston利用狹縫和棱鏡，第一次發(fā)現(xiàn)太陽光譜中的暗線，這是原子吸收光譜的最初觀測(cè)。這些線是由于太陽外層的大氣吸收了太陽發(fā)射的光線所致。燈源燃燒器棱鏡白色卡片將鹽放在金屬絲上并放入火焰中透鏡透鏡暗線BaN

3、aKFraunhofer吸收線190nm900nmCuKirchhoff和Bunsen的實(shí)驗(yàn)第一節(jié)基本原理一、原子吸收光譜的產(chǎn)生電子能級(jí)躍遷EoE2E3E11234E456原子外層電子在能級(jí)之間的躍遷。共振線：特征譜線，元素的靈敏線。共振吸收線：原子外層電子從基態(tài)躍遷至第一激發(fā)態(tài)所產(chǎn)生的吸收譜線。共振發(fā)射線：原子外層電子從第一激發(fā)態(tài)直接躍遷至基態(tài)所輻射的譜線。共振線：共振發(fā)射線和共振吸收線都簡稱共振線。原子吸收分析中，利用的是原子蒸汽對(duì)共振線的吸收二、基態(tài)原子的產(chǎn)生若待測(cè)試樣為金屬鹽MX的水溶液，MX水溶液經(jīng)噴霧器霧化成微小的霧粒后噴入高溫火焰。然后在高溫火焰中經(jīng)

4、歷一系列變化，包括：熱分解：蒸發(fā)：（氣）熔融、氣化（固）脫水液）MXMXMX??????????(當(dāng)通過基態(tài)原子的光輻射具有的能量h?恰好等于原子由基態(tài)→激發(fā)態(tài)所含有的能量ΔE時(shí)，基態(tài)原子吸收光輻射產(chǎn)生原子吸收光譜（線狀光譜）氫原子的發(fā)射光譜圖鋁原子的吸收光譜圖計(jì)算機(jī)處理后的鐵原子發(fā)射光譜圖三、原子吸收譜線的輪廓1、譜線輪廓原子吸收譜線盡管很窄，但不是嚴(yán)格的幾何線，有一定的寬度和輪廓若將不同頻率（υ）的光（強(qiáng)度為I0ν）通過原子蒸汽，其透光強(qiáng)度（Iν）與原子蒸汽的厚度（L）符合朗伯定律：Iν=I0νe-KvLKv為原子蒸汽對(duì)頻率為υ的光的吸收系數(shù)，隨光源的輻射頻率

5、而改變。原子蒸汽I0υIυ光（υ）L表征譜線輪廓的值：①中心頻率ν0②半寬度Δν：吸收線最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)的吸收系數(shù)叫極大吸收系數(shù)K0最大吸收對(duì)應(yīng)的頻率叫中心頻率或特征頻率υ0極大吸收系數(shù)一半Ko/2處的寬度叫半寬度Δυ用K?對(duì)?作圖得原子吸收線的輪廓2、譜線變寬的因素①.自然寬度ΔνN（Naturalwidth）無外界影響下，譜線的寬度。一般情況ΔνN約為10-5nm，與其它變寬相比可忽略。吸收線輪廓主要受多普勒變寬和洛倫茲變寬的影響②.多普勤變寬ΔνD（Dopplerbroadening）由原子在空間作無規(guī)熱運(yùn)動(dòng)所導(dǎo)致的。故又稱熱變寬。一般情況ΔνD約為10-3nm③

6、.洛倫茲變寬ΔνL（Lorentzbroadening）原子與其他粒子之間相互碰撞引起的變寬。屬于壓力變寬。一般ΔνL為10-3nm1、積分吸收①.定義：在吸收線輪廓內(nèi)，吸收系數(shù)的積分稱為積分吸收系數(shù)，簡稱為積分吸收，它表示吸收的全部能量。四、原子吸收線的測(cè)量若能測(cè)定積分吸收，則可求出原子濃度。HOW?aN0連續(xù)光源入射光的譜帶寬度約為0.2nm原子吸收線半寬度約為10-3nm原子吸收引起的吸收值僅相當(dāng)于總?cè)肷涔鈴?qiáng)度的0.5%，即0.001/0.2。信號(hào)變化小，難于檢測(cè)，測(cè)定靈敏度極差。②.積分吸收的限制2、峰值吸收①.定義：吸收線中心頻率處的峰值吸收系數(shù)。目前，

7、一般采用測(cè)量峰值吸收系數(shù)的方法代替測(cè)量積分吸收系數(shù)的方法。當(dāng)使用銳線光源時(shí)，峰值吸收系數(shù)與原子濃度成正比，只要能測(cè)出K0，就可得出N0②.峰值吸收代替積分吸收的必要條件銳線光源：能發(fā)射出譜線半寬度很窄的發(fā)射線。銳線光源需要滿足的條件：1.?0發(fā)=?0吸光源的發(fā)射線與原子的吸收線的中心頻率相同2.??發(fā)﹤﹤??吸發(fā)射線的半寬度只有吸收線的1/5~1/10第二節(jié)原子吸收分光光度計(jì)原子分光光度計(jì)由光源、原子化器、分光系統(tǒng)（單色器）及檢測(cè)顯示系統(tǒng)四個(gè)部分構(gòu)成。信號(hào)處理光源原子化器外光路系統(tǒng)分光系統(tǒng)檢測(cè)器檢測(cè)顯示系統(tǒng)顯示裝置單色器一、光源常用的有空心陰極燈，無極放電燈等?？?/p>

8、心陰極燈發(fā)