儀器分析原子吸收分光光度法ppt課件.ppt

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1、AtomicAbsorptionSpectrophotometry(AAS)第十四章原子吸收分光光度法AAS:基于蒸氣相中被測元素的基態(tài)原子對其原子共振輻射的吸收來測定樣品中該元素含量的一種方法原子吸收現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)1802年Wollaston發(fā)現(xiàn)太陽連續(xù)光譜中的暗線太陽光暗線1859年Kirchhoff和Bunson解釋了暗線產(chǎn)生的原因:暗線是由于大氣層中的鈉原子對太陽光選擇性吸收的結(jié)果原子吸收光譜法的建立與發(fā)展1955年澳大利亞A.Walsh發(fā)表《原子吸收光譜在化學(xué)分析中的應(yīng)用》，奠定基礎(chǔ)荷蘭J.T.J.Alkemade同期獨立設(shè)計儀器火焰作光源空心陰極燈火焰棱鏡光電

2、管1959年蘇聯(lián)Б.В.Лъвов非火焰原子吸收(電熱原子化)10-12-10-14g原子吸收光譜法特點1、靈敏度高（火焰法：1ng/ml；石墨爐：100-0.01pg)2、準(zhǔn)確度好（火焰法：<1%，石墨爐：3-5%）3、選擇性高（相互干擾很?。?、應(yīng)用范圍廣（可測元素達70個）局限性：不能多元素同時分析;一些元素測定靈敏度不令人滿意;工作曲線線性范圍窄14-1基本原理基態(tài)原子的最外層電子躍遷產(chǎn)生位于光譜的紫外區(qū)和可見區(qū)一、原子的量子能級和能級圖原子的能級用光譜項表示光譜項：描述量子能級的形式單電子運動狀態(tài):主量子數(shù)n:n=1,2,3,…角量子數(shù)l:l=0,1,2,…

3、,n-1;s,p,d,f自旋量子數(shù)s:s=±1/2磁量子數(shù)m:m=0,±1,±2,…,±l原子光譜項n2S+1LJn:主量子數(shù)L:總角量子數(shù)L=∑liL=0,1,2,3,…;S,P,D,F,…S:總自旋量子數(shù)S=∑siS=0,±1/2,±1,±3/2,…J:內(nèi)量子數(shù)J=L+S,L+S-1,L+S-2,…,∣L-S∣L≥S,J有2S+1個值;L

4、,2,1,031P0,33P2,33P1,33P0Na3s1基態(tài)01/21/232S1/2Na3p1激發(fā)態(tài)11/23/2,1/232P3/2,32P1/2L=∑liS=∑siJ=L+S,L+S-1,L+S-2,…,∣L-S∣n2S+1LJ能級圖Na:588.996nm32S1/2－32P3/2589.593nm32S?－32P1/2二、原子能級的分布Boltzmann分布定律:Nj,,N0激發(fā)態(tài)和基態(tài)原子數(shù)gj，g0激發(fā)態(tài)和基態(tài)統(tǒng)計權(quán)重KBoltzman常數(shù)T熱力學(xué)溫度Ej激發(fā)能2500KNa588.996nm32S1/2－32P3/2三、原子吸收線共振吸收線原子由基態(tài)

5、躍遷到第一激發(fā)態(tài)時吸收一定頻率的光而產(chǎn)生的吸收線。又稱共振線，元素的特征譜線共振線一般是元素所有譜線中最靈敏的譜線大多利用為分析線原子吸收線指強度隨頻率變化的曲線，從理論上講原子吸收線應(yīng)是一條無限窄的線，但實際上它有一定寬度吸光系數(shù)K對頻率作圖,得原子吸收線的輪廓頻率半寬度強度IK0K0/21.自然變寬(naturalwidth)：ΔνN:在無外界影響下，譜線的固有寬度它與激發(fā)態(tài)原子的壽命有關(guān)，不同譜線有不同的自然寬度。在大多數(shù)情況下，約為10-5nm數(shù)量級一般可忽略不計影響半寬度的因素2.多普勒變寬(Dopplerbroadening)ΔνD:原子無規(guī)則熱運動結(jié)果。

6、又稱熱變寬通常為10-4～10-3nm，它是譜線變寬的主要因素C壓力變寬（pressurebroadening）υ0υ0：原子之間相互碰撞引起的變寬。分為：勞倫茲變寬(Lorentzbroadening)：指被測元素原子和其它粒子碰撞引起的變寬（<10-3nm)；赫魯茲馬克變寬(Holtsmarkbroadening)：指同種原子間碰撞引起的變寬。在原子吸收法中可忽略四、原子吸收值與原子濃度的關(guān)系原子吸收的定量關(guān)系式1、積分吸收(jintegratedabsorption)：吸收系數(shù)的積分。振子強度基態(tài)原子濃度?1?2?3?4?5?6?7?8?9?1010-3nm??(

7、~10-3nm)需要一個分光系統(tǒng)，譜帶寬度為0.0001nm,且連續(xù)可調(diào)0.0001nm關(guān)鍵性難題通常光柵可分開0.1nm，要分開0.01nm的兩束光需要很昂貴的光柵；要分開兩束波長相差0.0001nm的光，目前技術(shù)上仍難以實現(xiàn)；此外，即使光柵滿足了要求，分出的光也太弱，難以用于實際測量。2峰值吸收1955年,AWalsh提出,在溫度不太高的穩(wěn)定火焰條件下,峰值吸收系數(shù)K0與火焰中待測原子的濃度成正比。Walsh提出用銳線光源測K0原子吸收分光光度法定量公式銳線光源:發(fā)射線與原子吸收線的中心頻率一致發(fā)射線的半寬度遠小于吸收線的半寬度14–