仪器分析原子吸收课件.ppt

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1、§6原子吸收分光光度法6.1概述6.2基本理论6.3仪器构造6.4干扰及其抑制6.5测量条件的选择§6.1概述一发展简史1.1802年Wollaston和1817年Fraunhofer:太阳连续光谱中的暗线2.1859年Kirchhoff和Bunson:碱金属和碱土金属的火焰光谱，发现暗线太阳光暗线沃尔西(Walsh)与原子吸收法:锐线光源和峰值吸收3分析应用:1955年Walsh原子吸收光谱在化学分析中的应用1.60年左右：商品化仪器2.1959年苏联里沃夫:电热原子化技术3.1965年Willis:N2

2、O-C2H2火焰,扩大应用范围4.60年代后期:间接原子吸收光谱,真空紫外区的S,P,X素;难熔元素Ce,Pr.Nd,La,Zr,Hf,Nb,Ta,W,B;某些有机物发展：二特点和应用1灵敏度高：10-9g甚至10-10-10-14g2精密度高：RSD(FAAS)为3%左右;自动进样RSD(GFAAS)为5%3选择性好：谱线重叠引起的光谱干扰较小4分析速度快5测定范围广：70多种元素6多元素不能同时测定,还有相当一部分元素的测定灵敏度比较低三与紫外－可见分光光度法的比较相似之处不同之处吸收机理光源仪器排布紫

3、外－可见均属吸收光谱工作波段：190－900nm光源；单色器；吸收池；检测器分子吸收带状光谱连续光源（钨灯，氘灯）光源－单色器－吸收池－检测器原子吸收原子吸收线状光谱锐线光源（空心阴极灯）光源－原子化器－单色器－检测器§6.2基本理论一原子吸收线的产生发射激发态电子能级基态电子能级吸收线hν⊿E共振吸收线当辐射光通过原子蒸汽时，若入射辐射的能量等于原子中的电子由基态跃迁到激发态的能量，就可能被基态原子所吸收1共振发射线：电子从基态跃迁到激发态时要吸收一定频率的光，它再跃迁回基态时，则发射出同样频率的光(谱线

4、)，这种谱线称为共振发射线2共振吸收线：电子从基态跃迁至激发态所产生的吸收谱线称为共振吸收线3共振线：共振发射线和共振吸收线都简称为共振线各种元素的原子结构和外层电子排布不同，不同元素的原子从基态跃迁至激发态(或由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，是元素的特征谱线，利用谱线波长进行定性分析；利用谱线强度进行定量分析光辐射hν原子吸收光谱原理：气态基态原子对同种原子发出辐射的吸收二原子谱线轮廓以频率为ν，强度为I0的光通过原子蒸汽，其中一部分光被吸收，使

5、该入射光的光强降低为Iν：跟据吸收定律，得其中Kν为一定频率的光吸收系数根据吸收定律的表达式，以Iν-ν和Kν-ν分别作图得透过光强度与频率的关系及谱线轮廓，可见谱线都是有宽度的10-3nmKν-吸收系数；K0-最大吸收系数；ν0，λ0-中心频率或波长(由原子能级决定);Δν，Δλ谱线轮廓半宽度(K0/2处的宽度)原子吸收谱线的轮廓:高斯曲线，以原子吸收谱线的中心波长和半宽度来表征中心波长（频率）：与吸收极大对应的波长（频率），由原子能级决定，不同的原子其原子结构和外层电子排布不同，发生能级跃迁时所需要的能

6、量不一样，所以中心波长（频率）就不一样半宽度:是指在极大吸收系数一半处，吸收光谱线轮廓上两点之间的频率差或波长差吸收线半宽度一般在0.01～０.１Å；发射线半宽度一般在0.005～0.02Å三谱线变宽因素1自然变宽在没有外界影响下，谱线仍有一定宽度，这种宽度称为自然宽度，它与原子发生能级间跃迁时激发态的寿命有关，不同谱线自然宽度不同，多数情况下数量级在10-5nm2多普勒变宽由原子的无规则热运动产生，又称热变宽Doppler效应：从一个运动的原子发射的光，如果运动方向离开观察者，其发射频率较静止原子发射频率

7、低，反之，如果向着观察者运动时，则其发射光的频率较静止原子发射光的频率高在原子蒸气中，原子处于无规则的热运动中，对检测器而言，有的基态原子向着检测器运动，有的基态原子背离检测器运动，检测器接受到的频率是υ＋υ和υ－υ之间的各种频率，相对于中心吸收频率，既有升高，又有降低，频率分布具有近似的高斯分布曲线。因此，原子的无规则运动就使该吸收谱线变宽Δλ与谱线波长、相对原子质量和温度有关，Δλ多在10-3nm数量级，M小，T高，Δλ就大3压力变宽在一定的蒸气压力下，吸光原子与蒸气中的原子或分子相互碰撞导致原子的

8、能级发生轻微的变化，使吸收光的频率发生改变，因而导致吸收线变宽a)Lorentz(洛伦兹)变宽：待测原子与其它原子之间的碰撞，变宽在10-3nm，外加压力越大，浓度越大，碰撞机会越多，变宽越显著b)Holtzmark（霍尔兹马克）变宽：待测原子之间的碰撞，又称共振变宽，当蒸气压力达到0.1mmHg，共振变宽才显现，一般待测元素的原子蒸气很少超过0.001mmHg，可不加考虑4场致变宽包括Stark变宽(电场)和Z