原子吸收光谱法课件.ppt

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1、原子吸收光谱法一、概述（一）定义（二）特点二、基本原理（一）一般分析过程（二）基态原子及原子吸收光谱的产生（三）基态与激发态原子的分配关系（四）谱线的轮廓及其变宽（五）积分吸收与峰值吸收三、原子吸收分光光度计（一）基本装置及其工作原理（二）原子吸收光谱分析的实验技术第一节概述一、定义及其分类原子吸收光谱法（atomicabsorptionspectrometryAAS）：又称为原子吸收光谱分析，简称原子吸收法。是基于自由原子吸收光辐射的一种元素定量分析方法。即被测元素的基态原子对由光源发出的该原子的特征性窄频辐射产生共振吸收，其吸光度在一定浓度范围内与蒸汽相中被测元素的基态原子浓度成正比

2、。即原子吸收法与紫外可见光光度法的基本原理相同，都遵循Beer定律。根据原子化方式可分为：1）火焰原子吸收法2）非火焰原子吸收法3）冷原子吸收法第一节概述二、特点（一）原子吸收法、紫外可见光光度法和原子发射法的区别三种分析方法的基本原理相同，都遵循Beer定律。1.原子吸收法与紫外可见光光度法的区别1）吸光物质的状态不同原子吸收法：蒸汽相中的基态原子紫外可见光光度法：溶液中的分子（或原子团）2）吸收光谱的不同原子吸收法：锐线光、线状吸收，半宽约0.01Å紫外可见光光度法：单色光、带状吸收第一节概述2.原子吸收法与原子发射法的区别1）定量分析的基础（依据）不同原子吸收法：基态原子对特征锐线

3、光的吸收程度原子发射法：激发态原子发射的特征频率辐射的强度2）测定元素的原子状态不同原子吸收法：基态原子，待测元素中最主要最多的能态原子原子发射法：激发态原子，待测元素中占极少比率（﹤1%）的能态原子（二）原子吸收法的特点1.灵敏度高（检出限低）10-8-10-10g/mL～10-12-10-14g/mL第一节概述2.精密度好相对标准差（RSD）达1-2%～0.1-0.5%3.选择性高4.精确度高、分析速度快5.应用广泛岩石、矿石、土壤、大气飘尘、水、植物、食品、生物组织等试样中70多种微量金属元素，间接测定S、N、卤素等非金属及其化合物。6.缺点1）不能对多种元素进行同时2）某些元素测

4、定灵敏度较低（稀土元素、Zr、W、U、B），某些成分复杂的样品干扰较大。第二节基本原理一、一般分析过程火焰单色器检测器放大读数助燃气燃气原子化系统试液空心阴极灯第二节基本原理二、基态原子和原子吸收光谱的产生（一）基态原子的产生MX试样溶液雾粒喷入高温火焰中发生蒸发脱水、热分解原子化、激发、电离、化合等一系列过程脱水气化1）MX(湿气溶液)MX(s)MX(g)原子化2）MX(g)M(g)＋X(g)第二节基本原理激发电离3)M(g)M*(g)M＋＋e化合激发化合激发MOH*M(g)MOMO*OH第二节基本原理（二）吸收光谱的产生激发态能级基态能级图1原子吸收与原子发射之间的关系S0S1S2S

5、n原子吸收光谱与原子发射光谱的产生是互相联系的两个相反过程。光的发射是原子中外层较高能级（激发态）的电子跃迁至较低能级（低激发态或基态）时所产生的电磁辐射。光的吸收是当基态原子受到外界一定能量作用时，原子外层电子就会从基态向较高能级跃迁，这时就要吸收一定频率的辐射。即一种元素的原子不仅可以发射一系列特征谱线，也可以吸收与发射波长相同的特征谱线（图1）第二节基本原理吸收光谱发射光谱图2钠原子的吸收光谱与发射光谱图波长(nm)20001000800500400300一般而言，同种原子的发射光谱线要比吸收光谱线多得多（图2）因为吸收光谱的大多数谱线是原子中的价电子从基态到各激发态之间的跃迁而产

6、生的，而原子发射光谱中除了电子从激发态向基态跃迁外，还包括不同激发态之间的相互的跃迁。共振跃迁：光谱分析中原子在基态与激发态之间的相互跃迁。共振吸收线（发射线）：由共振跃迁产生的谱线第一共振吸收线（主共振吸收线）：由第一激发态向基态跃迁产生的共振吸收谱线。原子吸收法通常是利用第一共振吸收谱线进行测定的。第二节基本原理三、基态与激发态原子的分配关系一定火焰温度下，当处于热力学平衡时，火焰中基态与激发态原子数的比例关系服从Bolzman分布定律：Nq/N0=(gq/g0)×e-(Eq-E0)/KT(1)式中，Nq、N0：分别是激发态、基态原子数gq、g0：分别是激发态、基态统计权重Eq、E0

7、：分别是激发态、基态原子的能级K：Bolzman常数（1.38×10-16erg/K）T：热力学温度第二节基本原理令E0=0，上式可整理为：Nq/N0=(gq/g0)×e-Eq/KT=(gq/g0)×e-hf/KT(2)h：普朗克常数f：光的频率由于一定频率的原子谱线gq、g0、Eq都是定值，因此Nq/N0比值仅受T（火焰温度）的影响，T确定则Nq/N0比值确定一些元素不同温度下的Nq/N0比值如表1。由表1知：1）同一原子，T高，