《原子吸收光谱》课件.ppt

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1、原子吸收光谱分析一、概述原子吸收光谱法：是基于气态的基态原子外层电子对紫外光和可见光范围的相对应原子共振辐射线的吸收强度来定量被测元素含量为基础的分析方法，是一种测量特定气态原子对光辐射的吸收的方法。光谱分析仪器：光源单色器样品检测器读出部件原子吸收光谱特点一、灵敏度高火焰原子吸收分光光度法测定大多数金属元素的相对灵敏度为1.0×10-8～1.0×10-10g·mL-1,非火焰原子吸收分光光度法的绝对灵敏度为1.0×10-12～1.0×10-14g。这是由于原子吸收分光光度法测定的是占原子总数99％以上的基态原子，而原子发射光谱测定的是占原子总数不到1％的激发态原子，

2、所以前者的灵敏度和准确度比后者高的多。二、精密度好由于温度的变化对测定影响较小，该法具有良好的稳定性和重现性，精密度好。一般仪器的相对标准偏差为1％～2％，性能好的仪器可达0.1％～0.5%.三、选择性好，方法简便由光源发出特征性入射光很简单，且基态原子是窄频吸收，元素之间的干扰较小，可不经分离在同一溶液中直接测定多种元素，操作简便。四、准确度高，分析速度快测定微、痕量元素的相对误差可达0.1％～0.5％，分析一个元素只需数十秒至数分钟。五、应用广泛可直接测定岩矿、土壤、大气飘尘、水、植物、食品、生物组织等试样中70多种微量金属元素，还能用间接法测度硫、氮、卤素等非金

3、属元素及其化合物。该法已广泛应用于环境保护、化工、生物技术、食品科学、食品质量与安全、地质、国防、卫生检测和农林科学等各部门。对原子吸收分析法基本理论的讨论，主要是解决两个方面的问题：①基态原子的产生以及它的浓度与试样中该元素含量之间的定量关系；②基态原子吸收光谱的特性及基态原子的浓度与吸光度之间的关系。二、原子吸收光谱分析的基本原理电子从基态跃迁到能量最低的激发态（第一激发态）时吸收一定频率的光，它再跃迁回基态时，则发射出同样频率的光（谱线）。使电子从基态跃迁至第一激发态所产生的吸收谱线。各种元素的原子结构和核外电子排布不同，不同元素的原子从基态激发至第一激发态（或

4、由第一激发态跃迁返回基态）时，吸收（或发射）的能量不同，因而各种元素的共振线不同而各有其特征性，所以这种共振线是元素的特征谱线。共振发射线共振吸收线特征谱线每一种元素的原子不仅可以发射一系列特征谱线，也可以吸收与发射线波长相同的特征谱线。当光源发射的某一特征波长的光通过原子蒸气时，即入射辐射的频率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）所需要的能量频率时，原子中的外层电子将选择性地吸收其同种元素所发射的特征谱线，使入射光减弱。特征谱线因吸收而减弱的程度称吸光度A，与被测元素的含量成正比。原子吸收光谱原理图三、谱线轮廓与变宽原子群从基态跃迁至激发

5、态所吸收的谱线（吸收线）并不是绝对单色的几何线，而是具有一定的宽度，通常称之为谱线的轮廓（或形状）。它是谱线强度按频率的分布，发射线的轮廓如图，可用强度I对频率υ作图，用峰高I0和半峰宽△υ来表示谱线轮廓。吸收线经常用吸收系数Kυ来描述。设频率为υ强度为I0的光通过光程为l的吸收池后，光强为Iυ，减弱为-dIυ。根据朗伯定律，Iυ和I0的关系为：Iv=I0,ve-KvL原子蒸气I0，vLIv原子吸收示意图表征吸收线轮廓的值是中心频率υ0，和半宽度△υ，前者由原子的能级分布特征决定，后者除谱线本身具有的自然宽度外，还受热变宽和压力变宽的影响。吸收线、吸收线轮廓和半宽度吸

6、收线、吸收线轮廓和半宽度四、三种较为重要的变宽效应1、自然宽度（△vN）：在无外界影响下，谱线仍有一定宽度。它与原子发生能级间跃迁时激发态原子的有限寿命有关。2、多普勒变宽（△vD）：由于原子在空间作热运动所引起的.这种效应无论是在空心阴极灯中发光原子还是原子化器中被测基态原子都存在。3、压力变宽（△vL）：粒子（原子、分子、电子、离子等）在输送过程中互相发生碰撞，引起的谱线变宽。五、原子吸收光谱的测量（1）积分吸收在吸收线轮廓内，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。从理论上可以得出，积分吸收与原子蒸气中吸收辐射的原子数成正比。（2）

7、峰值吸收1955年WalshA提出，在温度不太高的稳定火焰条下，峰值吸收系数与火焰中被测元素的原子浓度也成正比。吸收线中心波长处的吸收系数K0为峰值吸收系数，简称峰值吸收。前面指出，在通常原子吸收测定条件下，原子吸收线轮廓取决于Doppler宽度峰值吸收系数与原子浓度成正比。AA1700原子吸收分光光度计六、原子吸收分光光度计的组成光源的功能是发射被测元素的特征共振辐射。对光源的基本要求是：发射的共振辐射的半宽度要明显小于吸收线的半宽度；辐射强度大；背景低，低于特征共振辐射强度的1%；稳定性好，30min之内漂移不超过1％；噪声小于0.1％；使用寿命