制药分析--原子吸收光谱法

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1、Chap13原子吸收光谱法(AtomicAbsorptionSpectrometry,AAS)一、概述二、基本原理三、AAS仪器及其组成四、原子吸收分析方法基本要求：掌握基本概念：共振吸收线、半宽度、原子吸收曲线、积分吸收、峰值吸收等；原子吸收值与原子浓度的关系及原子吸收光谱测定原理。熟悉原子吸收分光光度法的特点；原子在各能级的分布；吸收线变宽的主要原因；原子吸收分光光度计的基本构造；定量分析的三种基本方法。了解光谱项及能级图；实验条件的选择，干扰与其消除方法。？一、概述1.历史:1802年，发现太阳连续

2、光谱中有暗线；1860年，证明上述暗线是太阳大气圈中的钠原子对太阳光谱中的钠辐射吸收的结果；1955年，将该现象应用于分析；60年代中期迅速发展。2.举例：（Na）现象：没有钠蒸气吸收时——明亮的钠线；在钠光源和单色仪之间引入钠蒸气——钠线亮度减弱。原因：钠原子的特征辐射被钠原子蒸气吸收了。AAS的基本原理：钠线亮度减弱的程度—求得钠原子蒸气的浓度—测定样品中钠的含量。3.定义：AAS是基于气态的基态原子外层电子对紫外光和可见光（特征辐射）的吸收为基础的分析方法。（属于原子光谱和吸收光谱）AASUV-Vi

3、s本质原子吸收分子吸收谱带窄带或谱线吸收宽带吸收光源锐线光源连续光源被测物状态原子状态，原子蒸气分子状态，溶液仪器结构分光系统在原子化器之后分光系统在吸收池之前测定温度高温（稍高于化合物的分解温度）常温4.AAS与UV-Vis比较：基本原理相同：物质对光的吸收5.AAS特点：优点：1）检出限低，灵敏度高；2）选择性好，准确度高；3）分析速度快，测定范围广，可测70多种元素。（分析对象为金属元素）缺点：1）标准曲线的线性范围窄；2）换灯；多元素同时测定有困难；3）对非金属及难熔元素的测定尚有困难；对复杂样品

4、分析干扰也较严重。6.应用：广泛。二、基本原理（一）原子的量子能级和能级图量子能级的产生：1.电子绕核运动；2.电子能量由所处能级决定的；3.不同能级间的能量差是量子化的；4.原子光谱是由最外层电子的跃迁产生的，用价电子表征整个原子的状态。量子能级形式的描述：光谱项n2s+1LJ1.n—价电子的主量子数，表示电子所处的电子层（能层）。取值为1，2，3…通常分别用K、L、M、N…表示。2.L—总角量子数，表示电子的轨道形状。取值为0，1，2…n-1（受n限制），通常分别用s、p、d、f…表示。3.S—总自旋

5、量子数，其数值为各价电子自旋量子数s的矢量和，取值为0，±1/2，±1，±3/2，±2…±价电子数/2。4.Ｊ—内量子数，由Ｌ和Ｓ耦合的结果，数值为二者的矢量和，即Ｊ＝L＋S。其加和规则为：Ｊ＝（L＋S），（L＋S－1），…︱L－S︱。当L≥S时，Ｊ取（2S＋1）个数值；当L

6、对应的光谱符号为3２S１／２。当钠原子的价电子从基态向第一激发态3Ｐ轨道跃迁时，激发态价电子n＝3；Ｌ＝1（相当于Ｐ电子）；S＝1/2；M＝2S＋1＝2；因L>S，J的取值数目为2S＋1＝2个，分别为1/2和3/2，其对应的光谱项符号为32P1/2和32P3/2。这说明钠原子由基态向第一激发态跃迁时，可产生两种跃迁，因此钠原子最强的钠D线成为双线，即：n2s+1LJ32P1/2：E（32P1/2）－E（32S1/2）＝hν1（其共振线波长为589.6nmD1线）32S1/232P3/2：E（32P3/2）

7、－E（32S1/2）＝hν2（其共振线波长为589.0nmD2线）32S1/2（二）基态原子的产生—金属盐在火焰中的行为三个过程——蒸发、热分解和激发（或电离或化合）蒸发MX(湿气溶胶）脱水MX（干气溶胶）气化MX(气态)热分解MX（气态）热分解M（气态）+X（气态）M称为基态原子，用M0表示。激发M0（基态原子）Ma++ae（电离）原子吸收法建立的基础：M0吸收能量Mj放出能量Mj（激发）（三）基态原子数与激发态原子数的关系据热力学原理，激发态原子数与基态原子数之比服从Boltzmann分配定律：即：N

8、i/N0的大小主要与“波长”及“温度”有关。a）温度增加，则Ni/N0大，即处于激发态的原子数增加；且Ni/N0随温度T增加而呈指数增加。b）温度不变：激发能(h)小或λ长，Ni/N0则大，即波长长的原子处于激发态的数目多；但在AAS中，波长不超过600nm。即激发能对Ni/N0的影响有限！可用N0代表总原子数。（四）原子吸收及其定量基础1.原子吸收线的产生若辐射频率相应的能量=原子由基态跃迁到激发态所需的能量，则会引起原子