《原子吸收光谱分析》ppt课件

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1、第三章原子吸收光谱分析(Atomicabsorptionspectrometry,AAS)内容概述基本理论仪器及其组成干扰及其消除方法定量方法及评价原子荧光光谱分析简介1.概述1814年，弗朗荷费发现太阳光谱中的黑线，多达500多条1955年，Australia物理学家WalshA建立将该现象应用于分析；《原子吸收分光光度法在分析化学中的应用》60年代中期发展最快。可应用于70多种元素的测定AlanWalsh原子吸收光谱法？溶液中的金属离子化合物在高温下能够解离成原子蒸气，两种形态间存在定量关系。当光源发射出的特征波长光辐射通过原子蒸气时，原子

2、中的外层电子吸收能量，特征谱线的光强度减弱。光强度的变化符合朗伯-比耳定律，进行定量分析。它是基于物质所产生的原子蒸气对特征谱线的吸收作用来进行定量分析的一种方法。原子吸收与发射光谱的关系基态第一激发态基态电,热能hihihj原子发射光谱（共振线发射）原子荧光光谱原子吸收光谱（共振线吸收）基态第一激发态hihi基态2.基本理论2.1基态原子与总原子的关系待测元素在进行原子化时，其中必有一部分原子吸收了较多的能量而处于激发态，据热力学原理，当在一定温度下处于热力学平衡时，激发态原子数与基态原子数之比服从Boltzmann分配定律：实际工

3、作中，T通常小于3000K、波长小于600nm，故对大多数元素来说Ni/N0均小于1％，Ni与N0相比可勿略不计，N0可认为就是原子总数。2.2原子光谱线的轮廓原子光谱线(吸收线)的宽度原子吸收光谱线轮廓图3.谱线半宽度(10-2Å)1.谱线中心频率2最大吸收系数0KvK0K0/2吸收线能量与波长关系λ=hc/ΔE2.3吸收谱线变宽的因素1.自然宽度ΔN与原子外层电子发生能级间跃迁时激发态原子的寿命有关，是客观存在。一般情况下约相当于10-4Å,通常可以忽略。式中：M----原子量；T----绝对温度；0----谱线中心频率即使在较

4、低的温度，也比自然宽度ΔN来得严重，是谱线变宽的主要因素.一般情况:ΔD=10-2Å.2.多普勤宽度ΔD（DopplerBroadening）这是由原子在空间作无规热运动所引致的。故又称热变宽。3.压力变宽（碰撞变宽）原子与等离子体中的其他粒子（原子、离子、电子）相互碰撞而使谱线变宽，等离子体蒸气压力愈大，谱线愈宽。同种粒子碰撞——称赫尔兹马克（Holtzmank）变宽..异种粒子碰撞——称罗论兹（Lorentz）变宽。压力变宽（碰撞变宽）为10-2Å，也是谱线变宽的主要因素.5.场致变宽斯塔克变宽(StarkBroadening):由于

5、外部的电场或等离子体中离子、电子所形成的电场引起。在1000~3000K、0.101MPa状态，多普勤宽度ΔD和压力变宽(碰撞变宽)是谱线变宽的主要因素。齐曼变宽(ZeemanBroadening):由于外部的磁场影响，导致谱线的分裂，在单色器分辨率无法分辨时，也产生谱线变宽。一.积分吸收f-----振子强度e----为电子电荷N----单位积内的自由原子数m---电子的质量原子吸收光谱的测量积分公式0KvK0K0/2此式说明，在一定条件下，“积分吸收”只与基态原子数成正比而与频率及产生吸收线的轮廓无关。只要测得积分吸收值，即可求出基

6、态原子数或浓度。二.积分吸收的限制目前，光栅无法达到此要求！！！但积分吸收的测定非常困难。因为原子吸收线的半峰宽度很小，只有0.001-0.005Å。要分辨如此宽度的谱线，对波长为5000Å的谱线来说，其分辨率应为：通过计算可知：当采用具有宽通带的连续光源a(通带宽度约0.2nm)来对窄的吸收线b(半宽度约10-3nm)进行测量时，由待测原子吸收线引起的吸收值，仅仅相当于总入射光强的0.5%，测定灵敏度极差(0.001/0.2x100%=0.5%灵敏度极差，也是原子吸收现现象在1955年前都没得到应用的原因三.峰值吸收1.积分吸收与峰值吸收的关

7、系：1955年澳大利亚学者沃尔森(Walsh)提出，在温度不太高的稳定火焰条件下，峰值吸收系数与火焰中被测元素的原子浓度也正比。峰值吸收系数：2峰值吸收成立的条件以锐线光源作为激发光源，满足以下两个条件：发射《吸收0-发射=0-吸收K0∝NIt=I0·exp(-KνL)四.光吸收定律光吸收定律---定量分析的依据:A=-logT=-logIt/I0=-log[exp(-KνL)]=0.43KνLA=0.43K0L当用锐线光源时将K0代替Kν,吸光度简化为：因为：N∝C所以：A=KC定量分析的依据I0ItL4原子吸收分光光度计仪器结构

8、图空心阴极灯原子化器单色器检测器处理与控制数据处理和仪器控制火焰原子化器单色器光电倍增管雾化器和雾化室空心阴极灯光源对AAS光源的要求：a）发射稳定的