原子吸收和原子荧光光谱分析法

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1、第四章原子吸收和原子荧光光谱分析法一、共振线二、基态原子数与原子化温度三、定量基础第一节原子吸收基本原理历史原子吸收光谱法是一种基于待测基态原子对特征谱线的吸收而建立的一种分析方法。这一方法的发展经历了3个发展阶段：1.原子吸收现象的发现1802年Wollaston发现太阳光谱的暗线；1859年Kirchhoff和Bunson解释了暗线产生的原因；太阳光暗线暗线是由于大气层中的钠原子对太阳光选择性吸收的结果：ECE=h=h基态第一激发态热能2、空心阴极灯的发明1955年Walsh发表了一篇论文“Appli

2、cationofatomicabsorptionspectrometrytoanalyticalchemistry”,解决了原子吸收光谱的光源问题，50年代末PE和Varian公司推出了原子吸收商品仪器。空心阴极灯火焰棱镜光电管3、电热原子化技术的提出1959年里沃夫提出电热原子化技术，大大提高了原子吸收的灵敏度二、原子吸收光谱法的特点1、灵敏度高（火焰法：1ng/ml，石墨炉100-0.01pg)；2、准确度好（火焰法：RSD<1%，石墨炉3-5%）3、选择性高（可测元素达70个，相互干扰很小）缺点：不能多

3、元素同时分析一、共振线1.原子的能级与跃迁基态第一激发态,吸收一定频率的辐射能量。产生共振吸收线（简称共振线）吸收光谱激发态基态发射出一定频率的辐射。产生共振吸收线（也简称共振线）发射光谱2.元素的特征谱线1）各种元素的原子结构和外层电子排布不同，基态第一激发态:跃迁吸收能量不同——具有特征性。2）各种元素的基态第一激发态最易发生，吸收最强，最灵敏线。特征谱线。3）利用特征谱线可以进行定量分析。3.吸收峰形状原子结构较分子结构简单，理论上应产生线状光谱吸收线。实际上用特征吸收频率左右范围的辐射光照

4、射时，获得一峰形吸收（具有一定宽度）。由：It=I0e-Kvb，透射光强度It和吸收系数及辐射频率有关。以Kv与作图：表征吸收线轮廓（峰）的参数：中心频率O（峰值频率）：最大吸收系数对应的频率或波长;中心波长:λ（nm），半宽度：ΔO吸收峰变宽原因：照射光具有一定的宽度。多普勒变宽（温度变宽）ΔVo多普勒效应：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。劳伦兹变宽，赫鲁兹马克变宽（碰撞变宽）ΔVL由于原子相互碰撞使能量发生稍微变化

5、。劳伦兹变宽：待测原子和其他原子碰撞。赫鲁兹马克变宽：同种原子碰撞。在一般分析条件下ΔVo为主。4.积分吸收和峰值吸收钨丝灯光源和氘灯，经分光后，光谱通带0.2mm。而原子吸收线的半宽度：10-3mm。若用一般光源照射时，吸收光的强度变化仅为0.5%。灵敏度极差若将原子蒸气吸收的全部能量，即谱线下所围面积测量出（积分吸收）。则是一种绝对测量方法，现在的分光装置无法实现。5.锐线光源在原子吸收分析中需要使用锐线光源（1）光源的发射线与吸收线的V0一致。（2）发射线的ΔV1/2小于吸收线的ΔV1/2。（3）空心阴

6、极灯。二、基态原子数与原子化温度原子吸收光谱是利用待测元素的原子蒸气中基态原子与共振线吸收之间的关系来测定的。需要考虑原子化过程中，原子蒸气中基态原子与待测元素原子总数之间的定量关系。热力学平衡时：上式中Pj和PO分别为激发态和基态的统计权重，激发态原子数Nj与基态原子数No之比较小,<1%.可以用基态原子数代表待测元素的原子总数。公式右边除温度T外，都是常数。T一定，比值一定。三、定量基础峰值吸收系数：当使用锐线光源时，可用K0代替Kv，则：A=kNObNO∝N∝c（NO激发态原子数，N基态原子数，c待测元

7、素浓度）所以：A=lg(IO/I)=K'c一、流程二、光源三、原子化系统四、单色器五、检测系统第二节原子吸收光谱仪及主要部件原子吸收仪器（1）原子吸收仪器（2）原子吸收仪器（3）原子吸收仪器（4）原子吸收光谱仪主要部件原子吸收分光光度计与紫外可见分光光度计在仪器结构上的不同点：（1）采用锐线光源。（2）分光系统在火焰与检测器之间。一、流程二、光源1.作用：提供待测元素的特征光谱。获得较高的灵敏度和准确度。光源应满足如下要求；（1）能发射待测元素的共振线；（2）能发射锐线；（3）辐射光强度大，稳定性好。2.空

8、心阴极灯：结构如图所示3.空心阴极灯的原理施加适当电压时，电子将从空心阴极内壁流向阳极;与充入的惰性气体碰撞而使之电离，产生正电荷，其在电场作用下，向阴极内壁猛烈轰击;使阴极表面的金属原子溅射出来，溅射出来的金属原子再与电子、惰性气体原子及离子发生撞碰而被激发，于是阴极内辉光中便出现了阴极物质和内充惰性气体的光谱。用不同待测元素作阴极材料，可制成相应空心阴极灯。空心阴极灯的辐射强度与灯的工作电流有关