第七章_原子吸收光谱(1)

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1、原子吸收光谱分析法atomicabsorptionspectrometry,AAS1.原子吸收光谱分析的原理1.1原子吸收光谱的产生1.2原子吸收光谱分析法的特点1.3谱线变宽1.4原子吸收光谱的测定2.原子吸收光谱分析的仪器2.1光源2.2原子化器2.3分光系统2.4检测器3.原子吸收光谱分析的应用1.原子吸收光谱分析的原理1.1原子吸收光谱的产生原子吸收现象：原子蒸气对其原子共振辐射吸收的现象。原子的能级与跃迁基态第一激发态，吸收一定频率的辐射能量。产生共振吸收线（简称共振线），吸收光谱。第一激发态基态，发射出同样频率的辐射。产生共振发射线（也简称

2、共振线），发射光谱。共振线最易发生，吸收最强，通常是最灵敏线，经常用作分析线。利用待测原子蒸气对同种元素的特征谱线（共振线）的吸收可以进行定量分析。1802年被人们发现：太阳连续光谱中的暗线1955年，澳大利亚物理学家WalshA（瓦尔西）发表了著名论文：《原子吸收光谱法在分析化学中的应用》奠定了原子吸收光谱法的基础，之后迅速发展。原子吸收光谱分析法：是基于物质所产生的原子蒸气对特征谱线（通常是待测元素的特征谱线）的吸收作用来进行元素定量分析的一种方法。是基于从光源发出的被测元素特征辐射通过元素的原子蒸气时被其基态原子吸收，由辐射的减弱程度测定元素含量的一

3、种现代仪器分析方法。5*原子吸收光谱法(也称原子吸收分光光度法)与可见、紫外分光光度法基本原理相同，都是基于物质对光选择吸收而建立起来的光学分析法。光吸收的基本定律——朗伯-比尔定律A为吸光度，I0为入射光强度，I为透过光的强度，T为透光率，b为吸收光程，c为溶液浓度，k为比例系数。返回区别：在可见、紫外分光光度法中，吸光物质是溶液中被测物质的分子或离子对光的选择吸收，原子吸收光谱法吸光物质是待测元素的基态原子对光的选择吸收，这种光是由待测元素制成的空心阴极灯(称元素灯)作光源。*(1)检出限低，10-10～10-14g；(2)准确度高，1%～5%；(3)

4、选择性高，一般情况下共存元素不干扰；(4)分析速度快，应用广，可测定70多个元素。局限性：测不同的元素需不同的元素灯，不能同时测多元素，难熔元素、非金属元素测定困难。1.2原子吸收光谱分析的特点续前《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）规定24项基本项目标准限值，其中8项为金属（或准金属）元素（Cu、Zn、Hg、Cd、Cr、Pb、As、Se），分析方法均为原子吸收分光光度法。《环境空气质量标准》（GB3095-1996）规定10项污染物浓度限值，其中1项金属元素铅，分析方法为火焰原子吸收分光光度法。《土壤环境质量标准》（GB15618-1995）

5、规定10项污染物环境质量标准值，其中8项为金属（或准金属）元素（Cu、Zn、Hg、Cd、Cr、Pb、As、Ni），分析方法为原子吸收分光光度法。地表水环境质量标准基本项目分析方法（GB3838-2002）1.3谱线的轮廓与谱线变宽原子结构较分子结构简单，理论上应产生线状光谱吸收线。实际上用不同频率辐射光照射(强度为I0）时，获得一峰形吸收(具有一定宽度)。其透过光的强度符合朗伯（Lambert)定律Iν=I0exp(-KνL)Iν为透过光的强度；Kν为在辐射频率ν处的吸收系数；L为原子蒸气的厚度；当L一定时，透射光强度Iν和吸收系数Kν及辐射频率ν有关

6、。在频率0处，吸收系数有一极大值K0，吸收线在中心频率0的两侧具有一定的宽度。用半宽度Δ表征。谱线变宽原因：（1）自然宽度ΔVN在无外界影响下，谱线仍有一定的宽度，为谱线自然宽度，约为10-5nm数量级。与激发态原子的平均寿命有关。与谱线的其它变宽宽度相比，可以忽略不计。（2）多普勒变宽（热变宽）ΔVD由于原子在空间作无规则热运动所导致，又称热变宽。通常为10-4～10-3nm，它是谱线变宽的主要因素。（3）压力变宽（碰撞变宽）ΔVL由于吸光原子与蒸气中原子或分子相互碰撞而引起的能级发生稍微变化，使发射或吸收频率改变而导致的谱线变宽。又称为洛伦兹（L

7、orentz）变宽，通常为10-4～10-3nm。（4）赫鲁兹马克（Holtsmark）变宽（共振变宽）ΔVR同种待测原子间碰撞。浓度高时起作用，但在原子吸收中可忽略。1.4原子吸收光谱的测量积分吸收测量法在吸收线轮廓内，以吸收系数对频率积分称为积分吸收，积分得的结果是吸收线轮廓内（右）的总面积，它表示原子蒸气吸收的全部能量。理论上：积分吸收与原子蒸气中吸收辐射的基态原子数成正比。在原子吸收光谱法中，原子化温度一般在2000～3000K，大多数元素的Ni/N0值都小于1%，即Ni与N0相比可以忽略不计。实际上可用N0代替原子化器中的原子总数N。峰值吸收测量

8、法要测量一条宽度0.001~0.005nm谱线的积分吸收，需要有分