第 10 章 原子吸收.ppt

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1、第十章原子吸收光谱法§10.1概述§10.2原子吸收光谱法基本原理§10.3原子吸收光谱仪§10.4定量分析方法§10.5原子吸收光谱法中的干扰及其抑制§10.6测定条件的选择§10.7原子发射光谱法简介AtomicAbsorptionSpectrometryAAS2021/8/122021/8/12§10.1概述原子吸收现象：原子蒸气对共振辐射吸收的现象；1802年人们已发现了原子吸收现象；1955年以前，一直未用于分析化学，为什么？澳大利亚物理学家WalshA(瓦尔西)发表了著名论文：《原子吸收光谱法在分析化学中的应用》奠定了原子吸收光谱法的基础，之后迅速发展

2、。成为微量、痕量金属元素的重要分析方法。2021/8/12特点：(1)灵敏度高，10-9～10-12g·mL-1；(2)选择性好，准确度高，1%～5%；一般情况下共存元素不干扰；(3)应用广，可测定70多个元素（各种样品中）；(4)操作简便，分析速度快。局限性：难熔元素、非金属元素测定困难、不能同时测定多元素2021/8/12§10.2原子吸收光谱法基本原理试样所产生的原子蒸气中基态原子对其特征谱线的吸收，以定量测定化学元素的分析方法。10.2.1共振线和吸收线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

3、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2021/8/122.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原子蒸汽I0Itrb2021/8/12K元素的能级图2021/8/123.吸收峰形状(1)原子结构较分子结构简单，理论上应产生线状光谱吸收线。(2)实际上用特征吸收频率辐射光照射时,获得一峰形吸收(具有一定宽度)。(3)原子对不同频率入射光的吸收具有选择性，因而Iν和

4、吸收系数Kv随着入射光的频率而变化。2021/8/124.表征吸收线轮廓（峰）的参数入射频率为υ0处，透过光强度最小，即吸收最大，原子蒸气在频率υ0处有吸收线。半宽度：最大吸收系数一半（Kυ/2）处所对应的频率差或波长差，用△υ或△λ表示。中心频率或中心波长：最大吸收系数所对应的频率或波长称为中心频率或中心波长。峰值吸收系数（K0）：中心频率或中心波长处的最大吸收系数又称为峰值吸收系数。2021/8/125.吸收峰变宽原因(1)照射光具有一定的宽度。(2)多普勒变宽（温度变宽）ΔD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

5、看来，其频率较静止原子所发的频率低，反之，高。(3)劳伦兹变宽和赫鲁兹马克变宽劳伦兹变宽：待测原子和其他原子碰撞。赫鲁兹马克变宽：同种原子碰撞。2021/8/12在一般分析条件下ΔD为主。υ0：谱线的中心频率；T：热力学温度。M：原子的相对质量。待测原子的相对原子质量越小，温度越高，则吸收线轮廓变宽越显著。2021/8/1210.2.2热激发时基态原子和激发态原子的分配在高温过程中，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

6、素原子总数之间有什么关系？其分布状况如何？2021/8/12在一定温度下，热力学平衡时，激发态原子数与基态原子数之比服从玻茨曼分布定律：Nj——激发态原子数；N0——基态原子数Pj——激发态统计权重；P0——基态统计权重k——玻茨曼常数；T——热力学温度Ej、E0——分别为激发态和基态能级的能量在原子光谱中,对一定波长的谱线，已知Pj/P0和Ej,火焰温度确定后，可求得Nj/N0值。2021/8/12表10-1几种元素共振线的Nj/N0值2021/8/1210.2.3原子吸收法的定量基础1.积分吸收原子蒸气所吸收的全部能量，在原子吸收光谱法中称为积分吸收，图中吸收

7、线下面所包括的整个面积。c——光速e——电子电荷m——电子质量N——基态原子数f——振子强度一种绝对测量方法，现在的分光装置无法实现。2021/8/122.峰值吸收钨丝灯光源和氘灯，经分光后，光谱通带0.2nm。而原子吸收线的半宽度：10-3nm。图示。用一般光源照射时,吸收光强度变化仅为0.5%。灵敏度极差。1955年瓦尔什提出用测定峰值吸收系数K0来代替积分吸收系数Kυ的测定。并采用锐线光源测量谱线的峰值吸收。2021/8/12峰值吸收系数的测量吸收系数Kυ随入射光峰值吸收系数波长改变；峰值吸收系数K0：常数。如何测定峰值吸收系数K0？采用锐线光源，为什么？2

8、021/8