原子吸收光谱法课件

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1、第四章原子吸收光谱法(AtomicAbsorptionSpectrometry,AAS)§4-1概述§4-2原子吸收光谱法基本原理§4-3原子吸收光谱仪§4-4定量分析方法§4-5干扰及其抑制§4-6灵敏度、检出极限、测定条件的选择§4-7方法特点及应用§4-1概述原子吸收光谱分析原子吸收分光光度法原子吸收法基于物质产生的原子蒸汽对特定谱线（通常是待测原子的特征谱线）的吸收来进行元素定量分析的一种方法。如图:测定试液中Mg2+的含量原于吸收分析示意图原子吸收法和分光光度法在基本原理上是相同的，都是基于物质对光的吸收。但吸光

2、物质的状态不同，一个是基态原子的吸收，一个是溶液中分子或离子的吸收。原子蒸气对光的吸收程度也是符合朗伯比耳定律的。仪器的基本结构也与一般光度计类似。§4-2原子吸收光谱法基本原理一、共振发射线与共振吸收线原子在两个能态之间的跃迁伴随着能量的发射和吸收。最外层电子由基态跃迁到第一激发态时，所产生的吸收谱线称为共振吸收线。跃回到基态时，则发射出同样频率的光，称为共振发射线。发射吸收E0E1共振线：共振发射线和共振吸收线的波长相同，简称为共振线。各种元素的原子结构和外层电子排布不同，各能级的能量不同，不同元素的原子在基态和第一激

3、发态间跃迁能量不同——共振线具有特征性。各种元素的基态和第一激发态间跃迁最易发生——最灵敏线。hν在原子吸收分析中，就是利用处于基态的待测原子蒸汽对从光源发射的共振发射线的吸收来进行分析的。共振线的特点：①是元素的特征谱线;②一般是元素所有谱线中最灵敏的谱线。二、热激发时基态原子数与激发态原子数之间的分配原子化过程：MOMn+Mj在适当条件下，基本不发生，且应尽量防止发生。在适当条件下，基本不发生，且应尽量防止发生。热力学平衡时，激发态与基态原子数之比服从玻尔兹曼（Boltzmann）分布定律：式中：Nj和N0——激发态和

4、基态原子数；Pj和PO——激发态和基态的统计权重；k——玻尔兹曼常数；T——热力学温度。T一定，比值一定。温度升高或共振线的波长越长，比值越大。通常比值<1%，Nj<

5、度Δν谱线变宽因素：（1）自然宽度：无外界因素影响时谱线具有的宽度。其大小与激发态原子的寿命有关，寿命越短,谱线越宽。～10-5nm（2）多普勒（Doppler）变宽：原子在空间作无规则的热运动所引起的，故又称为热变宽。一个运动着的原子发出的光，如果运动方向离开观察者（接受器），则在观察者看来，其频率较静止原子所发的频率低，反之，高。光子观测光子观测使检测器接受到许多频率稍有不同的光。多普勒变宽与元素的相对原子质量、温度及谱线的频率有关。10-3nm~10-2nm（3）压力变宽：由于原子相互碰撞使能级发生稍微变化。10-3

6、nm~10-2nm劳伦兹（Lorentz）变宽ΔνL待测原子和其他原子碰撞。随蒸汽压力增加而增大。赫鲁兹马克（Holtsmark）变宽（共振变宽）同种原子碰撞。浓度高时起作用，在原子吸收中可忽略。（4）自吸变宽、场致变宽在一般分析条件下，ΔνD、ΔνL为主。如以连续光源进行原子吸收测量，经单色器分光后所得入射光的谱带宽度约为0.2nm，而原子吸收线半宽度约为10-3nm，原子吸收引起的吸收值仅相当于总入射光强度的0.5%，即0.001/0.2，信号变化小，难于检测，测定灵敏度极差。四、原子吸收法的定量基础理论上：把原子蒸气

7、所吸收的全部能量称为积分吸收。N0―单位体积原子蒸气中吸收辐射的基态原子数即积分吸收与单位体积原子蒸气中原子总数成正比。1955年A．Walsh提出，采用锐线光源测量峰值吸收的办法解决了这个问题。锐线光源需要满足的条件：此时基态原子对光的吸收就成为峰值吸收了，用一般的单色器即可。怎样才能得到锐线光源呢?用一个与待测元素相同的纯金属或合金制成的低压密封空心阴极灯就可获得。灯内气压低，压力变宽基本上消除，又这种灯供电电流小，产生的温度低，所以多普勒变宽也小，同时又使发射线与吸收线的中心频率一致。在一定条件下，峰值吸收系数与积分

8、吸收之间有一定的函数关系：实际测定中，是通过测量吸光度而求得待测物质的浓度。§4-3原子吸收光谱仪TAS-990北京普析空心阴极灯原子化器单色仪检测器原子化系统雾化器样品液废液切光器助燃气燃气原子吸收仪器结构示意图有单光束和双光束两种类型。与一般分光光度计不同之处主要有：1、锐线光源（一般是用空心阴极灯