仪器分析第07章原子吸收光谱

《仪器分析第07章原子吸收光谱》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、AtomicAbsorptionSpectrometry(AAS)AtomicFluorescenceSpectrometry(AFS)第七章原子吸收与原子荧光光谱法干扰及消除方法原子吸收光谱法的仪器原子吸收光谱定量分析原子荧光光谱法概述原子吸收光谱法原理原子吸收光谱仪第一节概述1.原子吸收光谱法的发展原子吸收现象在19世纪被人们发现；1955年澳大利亚物理学家袄尔什(A.Walsh)奠定了原子吸收光谱的测量基础。原子吸收光谱法(atomicabsorptionspectrometry，AAS)：以测量气态基态原子外层电子对共振线的吸收为基础的分

2、析方法。原子吸收光谱法是一种成分分析方法，可对六十多种金属元素及某些非金属元素进行定量测定，检测限可达ng/mL，相对偏差约为1—2%。这种方法目前广泛用于低含量元素的定量测定。(二)原子吸收与紫外可见比较在原理上都是利用物质对辐射的吸收来进行分的方法吸收机理完全不同，紫外—可见分光光度法测量的是溶液中分子的吸收，一般为宽带吸收，吸收宽带从几纳米到几十纳米，使用的是连续光源；而原子吸收分光光度法测量的是气态基态原子的吸收，这种吸收为窄带吸收，吸收宽带仅为10-3nm数量级，使用锐线光源。(三)原子吸收光谱的基本过程原子吸收光谱法是基于被测元素基态

3、原子在蒸气状态对其原子共振辐射的吸收，元素的特征辐射因被气态基态原子吸收而减弱，经过色散系统和检测系统后，测得吸光度，进行元素定量分析。基态原子吸收其共振辐射，外层电子由基态跃迁至激发态而产生原子吸收光谱。原子吸收光谱位于光谱的紫外区和可见区。一、原子吸收线(一)原子吸收线的产生电子从基态跃迁至第一激发态(能量最低的激发态所产生的吸收谱线称为共振吸收线，简称共振线。在AAS分析中就是利用处于元素的基态原子蒸气对同种元素的原子特征谱线的共振发射线的吸收来进行分析的。第二节原子吸收光谱法的原理原子吸收光谱线有相当窄的频率或波长范围，即有一定宽度。一束

4、不同频率，强度为I0的平行光通过厚度为l的原子蒸气时，一部分光被吸收。透过光的强度I服从吸收定律。(三)原子吸收线的轮廓和变度1.吸收定律I=I0exp(-kl)或：式中k是基态原子对频率为的光的吸收系数。无论是原子发射线还是原子吸收线都不是一条严格的几何曲线，都具有一定的形状，即谱线有一定的轮廓。吸收线的轮廓：是指谱线强度I或吸收系数K与频率的吸收曲线。吸收线的轮廓以吸收线的中心频率0(或中心波长λ0)和半宽度(λ)来表征。中心频率由原子能级决定。2.吸收谱线的轮廓和变宽峰值吸收系数：中心频率对应的吸收系数。半宽度：是中

5、心频率位置、吸收系数极大值一半处，谱线轮廓上两点之间频率或波长的距离。谱线具有一定的宽度，主要有两方面的因素：一类是由原子性质所决定的，例如：自然宽度；另一类是外界影响所引起的，例如：热变宽、碰撞变宽等。(1)自然宽度(N或λN)：在没有外界影响时，谱线的固有宽度。它与激发态原子的平均寿命有关，平均寿命越长，谱线宽度越窄。不同谱线有不同的自然宽度，多数情况下约为10-5nm数量级。根据量子力学的计算，自然宽度约为10-1～10-4nm。由于自然宽度比其他因素所引起的谱线宽度小得多，所以在大多数情况下可以忽略。(2)多普勒(Doppler)变

6、宽(D或λD)：由原子在空间做相对热运动引起的谱线变宽，又称热变宽。T—绝对温度；AT—相对原子质量。一般可达10-4~10-3nm，是谱线变宽的主要因素。碰撞变宽：由同种辐射原子间或辐射原子与其它粒子(分子、原子、离子、电子等)间的相互碰撞而引起的谱线变宽，也称压力变宽。压力变宽通常是随压力的增加而增大。赫尔兹马克(Holtzmark)变宽：同种粒子碰撞引起的谱线变宽；洛伦兹(Lorentz)变宽：异种粒子碰撞引起的谱线变宽。(4)场致变宽：在外界电场或磁场作用下，能引起能级的分裂从而导致谱线变宽，这种变宽称为“场致变宽”。但这种变宽效应

7、一般不大。(5)自吸变宽：由自吸现象而引起的谱线变宽。空心阴极灯发射的共振线被灯内同种基态原子所吸收产生自吸现象，从而使谱线变宽。灯电流越大，自吸变宽越严重。在原子蒸气中(包括被测元素原子)，可能会有基态与激发态存在。根据热力学的原理，在一定温度下达到热平衡时，基态与激发态的原子数的比例遵循Boltzman分布定律。Ni/N0=gi/g0exp(-Ei/kT)Ni与N0分别为激发态与基态的原子数；gi/g0—激发态与基态的统计权重，表示能级的简并度；T—热力学温度；k—Boltzman常数；Ei—激发能。二、基态原子数与原子化温度的关系N0NiT

8、，Ni/N0；Ei，Ni/N0。Ni/N0值绝大部分在10-3以下，激发态和基态原子数之比小于千分之一，激发态原子数可以忽略。因此，基态