原子吸收光谱法修改课件.ppt

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1、第四章原子吸收光谱法AtomicAbsorptionSpectrophotometry（AAS）紫外-可见吸收光谱法（紫外-可见分光光度法）利用某些物质的分子对200～780nm光谱区的辐射的吸收来进行定性、定量分析和结构推断的方法。原子吸收光谱法（原子吸收分光光度法）基于物质产生的原子蒸汽对同种原子辐射出来的特征谱线的吸收来进行元素定量分析的一种方法。原子吸收分光光度法与紫外可见吸收光度法异同点相同点：1）都是吸收光谱法2）两种方法都遵循朗伯-比耳定律。3）就设备而言，均由四大部分组成，即光源、单色器、吸收池（或原子化器）、检测器。不同点：1）吸收物质的状态不同

2、。紫外可见光谱：溶液中分子，分子光谱（带状），可以使用连续光源。原子吸收光谱：基态原子蒸气，原子光谱（线状），必须使用锐线光源。2）单色器与吸收池的位置不同。紫外可见：光源→单色器→比色皿。原子吸收：光源→原子化器→单色器。光谱早期发现SunlightPrism1600年牛顿发现太阳光经过棱镜后分成了彩色光带，他称其为光谱。Fraunhofer线1802年Wollaston利用狭缝和棱镜，第一次发现太阳光谱中的暗线，这是原子吸收光谱的最初观测。这些线是由于太阳外层的大气吸收了太阳发射的光线所致。灯源燃烧器棱镜白色卡片将盐放在金属丝上并放入火焰中透镜透镜暗线BaN

3、aKFraunhofer吸收线190nm900nmCuKirchhoff和Bunsen的实验第一节基本原理一、原子吸收光谱的产生电子能级跃迁EoE2E3E11234E456原子外层电子在能级之间的跃迁。共振线：特征谱线，元素的灵敏线。共振吸收线：原子外层电子从基态跃迁至第一激发态所产生的吸收谱线。共振发射线：原子外层电子从第一激发态直接跃迁至基态所辐射的谱线。共振线：共振发射线和共振吸收线都简称共振线。原子吸收分析中，利用的是原子蒸汽对共振线的吸收二、基态原子的产生若待测试样为金属盐MX的水溶液，MX水溶液经喷雾器雾化成微小的雾粒后喷入高温火焰。然后在高温火焰中经

4、历一系列变化，包括：热分解：蒸发：（气）熔融、气化（固）脱水液）MXMXMX¾¾¾¾®¾¾¾®¾(当通过基态原子的光辐射具有的能量h恰好等于原子由基态→激发态所含有的能量ΔE时，基态原子吸收光辐射产生原子吸收光谱（线状光谱）氢原子的发射光谱图铝原子的吸收光谱图计算机处理后的铁原子发射光谱图三、原子吸收谱线的轮廓1、谱线轮廓原子吸收谱线尽管很窄，但不是严格的几何线，有一定的宽度和轮廓若将不同频率（υ）的光（强度为I0ν）通过原子蒸汽，其透光强度（Iν）与原子蒸汽的厚度（L）符合朗伯定律：Iν=I0νe-KvLKv为原子蒸汽对频率为υ的光的吸收系数，随光源的辐射频率

5、而改变。原子蒸汽I0υIυ光（υ）L表征谱线轮廓的值：①中心频率ν0②半宽度Δν：吸收线最高点对应的吸收系数叫极大吸收系数K0最大吸收对应的频率叫中心频率或特征频率υ0极大吸收系数一半Ko/2处的宽度叫半宽度Δυ用K对作图得原子吸收线的轮廓2、谱线变宽的因素①.自然宽度ΔνN（Naturalwidth）无外界影响下，谱线的宽度。一般情况ΔνN约为10-5nm，与其它变宽相比可忽略。吸收线轮廓主要受多普勒变宽和洛伦兹变宽的影响②.多普勤变宽ΔνD（Dopplerbroadening）由原子在空间作无规热运动所导致的。故又称热变宽。一般情况ΔνD约为10-3nm③

6、.洛伦兹变宽ΔνL（Lorentzbroadening）原子与其他粒子之间相互碰撞引起的变宽。属于压力变宽。一般ΔνL为10-3nm1、积分吸收①.定义：在吸收线轮廓内，吸收系数的积分称为积分吸收系数，简称为积分吸收，它表示吸收的全部能量。四、原子吸收线的测量若能测定积分吸收，则可求出原子浓度。HOW?aN0连续光源入射光的谱带宽度约为0.2nm原子吸收线半宽度约为10-3nm原子吸收引起的吸收值仅相当于总入射光强度的0.5%，即0.001/0.2。信号变化小，难于检测，测定灵敏度极差。②.积分吸收的限制2、峰值吸收①.定义：吸收线中心频率处的峰值吸收系数。目前，

7、一般采用测量峰值吸收系数的方法代替测量积分吸收系数的方法。当使用锐线光源时，峰值吸收系数与原子浓度成正比，只要能测出K0，就可得出N0②.峰值吸收代替积分吸收的必要条件锐线光源：能发射出谱线半宽度很窄的发射线。锐线光源需要满足的条件：1.0发=0吸光源的发射线与原子的吸收线的中心频率相同2.发﹤﹤吸发射线的半宽度只有吸收线的1/5~1/10第二节原子吸收分光光度计原子分光光度计由光源、原子化器、分光系统（单色器）及检测显示系统四个部分构成。信号处理光源原子化器外光路系统分光系统检测器检测显示系统显示装置单色器一、光源常用的有空心阴极灯，无极放电灯等。空

8、心阴极灯发