ECUST模版.ppt

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1、华东理工大学分析化学教研组原子吸收光谱法原子吸收光谱法理论依据：原子外层电子跃迁产生的光谱分类：原子发射光谱法原子荧光光谱法§1概述原子吸收光谱法测定对象——金属元素及少数非金属元素。原子吸收光谱法（AAS）——被测组分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作用，利用该吸收进行的定量分析。§1概述被测物基态原子激发态原子定量分析高温特征波长光符合朗伯—比耳定律基本过程5、应用广泛：可测定的元素达70多种，既可测低含量和主量元素，又可测微量、痕量和超痕量元素。原子吸收光谱法特点§1概述1、灵敏度高，检出限低:火焰法10-9gmL-1，石墨炉

2、法10-10~10-14g。2、准确度高:火焰法误差<1%，石墨炉法3~5％。3、选择性好：共存干扰小，不分离可直接测定。4、操作简便，分析速度快。6、缺点：分析不同元素，必须使用不同元素灯。§2基本原理一、原子吸收光谱的产生当有辐射通过自由原子蒸气，且辐射能量等于原子中的电子由基态跃迁到较高能态（一般情况下都是第一激发态）所需要的能量时，原子就从辐射场中吸收能量，产生共振吸收，电子由基态跃迁到激发态，同时伴随着原子吸收光谱的产生。基态共振吸收共振发射第一激发态§2基本原理1）吸收线轮廓：具有着一定波长范围的谱线。Iν随ν的变化曲线Kν随ν的变化曲线中心频率横坐标：

3、入射频率纵坐标：透过光强度横坐标：入射频率纵坐标：吸收系数以透过光的强度I与频率作曲线原子蒸汽I0IbI以吸光系数Kν与频率作曲线（2）半峰宽Δυ：最大吸收系数一半（Kυ/2）处所对应的频率差或波长差，受到变宽因素的影响。§2基本原理2)表征吸收线轮廓的参数峰值吸收系数半宽度中心频率（1）中心频率υ0：，最大吸收系数所对应的频率或波长，由原子能级决定。（3）峰值吸收系数K0：中心频率或中心波长处的最大吸收系数。§2基本原理在高温过程中，待测元素由分子离解成的原子，不可能全部成为基态原子，必有部分为激发态原子。待测元素分子基态原子蒸汽原子化高温激发态原子特征

4、频率光不希望发生的过程高温，热激发原子蒸气中基态原子与待测元素原子总数之间有什么关系？其分布状况如何？二、原子化过程中，基态原子和激发态原子的分配§2基本原理在一定温度下，热力学平衡时，待测元素的基态原子与激发态原子数之比可用玻尔兹曼（Bottzmann）分配定律表示：Nj-激发态原子，N0-基态原子，gj/g0-统计权重，Ej-激发原子需要能量，T-绝对温度，k-Bottzmann常数Nj/N0=gi/g0·e-Ej/kT当T<3000K、λ<600nm时，一般Nj/N0小于10-3，基态原子占绝大多数，故可认为基态原子数近似等于待测原子总数。在一定条件下，基态原

5、子数N正比于吸收曲线下面所包围的整个面积：e：电子电荷m：电子质量c为光速N：基态原子数f：振子强度§2基本原理1、积分吸收积分吸收与被测元素原子的原子数N成正比，这是原子吸收光谱法的理论基础。但这种绝对测量方法，现在的分光装置无法实现。三、原子吸收光谱法的定量依据峰值吸收：基态原子蒸气对入射光中心频率线的吸收。以峰值吸收系数K0表示。峰值吸收与火焰中被测原子数成正比。2、峰值吸收§2基本原理采用锐线光源，为什么？1955年提出采用锐线光源作为辐射源，用峰值吸收代替积分吸收进行定量。§2基本原理通常用待测元素的纯物质作为锐线光源，发射与吸收为同一物质，0发=0吸

6、，只要测出吸收前后发射线强度的变化，即可求出待测元素的含量。锐线光源：能发射出谱线半宽度很窄的发射线的光源。峰值吸收测量条件（1）发射线的半宽度<<吸收线的半宽度（2）发射线的中心频率=吸收线的中心频率k§2基本原理3、原子吸收光谱法的定量依据在一定实验条件下：N∝c这是原子吸收光谱分析的基本关系式。§3原子吸收光谱仪单色器检测系统显示装置原子化系统光源1、原子吸收光谱仪原理示意图§3原子吸收光谱仪作用:提供待测元素特征谱线要求：锐线辐射、半宽度窄、辐射强度大、光强稳定、背景小、干扰光谱低、光谱纯度高2、光源空心阴极灯阴极:钨棒阳极:钨棒装有钛,锆,钽等。§3原子吸

7、收光谱仪缺点：每测一种元素需更换相应的灯。空心阴极灯的原理§3原子吸收光谱仪高压直流电（300V）---阴极电子---撞击隋性原子---电离(二次电子维持放电)---正离子---轰击阴极---待测原子溅射----聚集空心阴极内被激发----待测元素特征共振发射线。空心阴极灯影响因素：电流、充气种类及压力。电流越大，光强越大。但过大则谱线变宽且强度不稳定；充入低压惰性气体可防止与元素反应并减小碰撞变宽。3、原子化器要求：a.原子化效率要高、并不受试样浓度影响b.稳定性能好、重现性好c.背景及噪声小d.简单易行类型：火焰原子化器非火焰原子化器作用：提供能量、使样品干