原子吸收光谱分析ppt课件.ppt

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1、第八章原子吸收光谱分析（AAS）一、概述二、基本原理三、原子吸收光谱仪四、干扰及其消除五、定量分析六、特点和应用七、原子荧光光谱法简介教学目的及要求1、掌握原子吸收光谱法的基本原理。2、掌握原子吸收光谱仪的装置、工作原理和各部分的主要作用。3、掌握原子吸收光谱法的干扰及其抑制。4、掌握原子吸收光谱法定量方法。5、了解原子荧光光谱法的基本原理及仪器结构。第一节概述历史：1802年，发现原子吸收现象；1955年，Australia物理学家WalshA建立将该现象应用于分析；60年代中期发展最快。原子吸收光谱法(AtomicAbsorptionSpectrometry，AAS)

2、也称原子吸收分光光度法它是根据物质所产生的基态原子蒸气对特征谱线（通常是待测元素的特征谱线）的吸收作用来进行元素定量分析的方法。1、原子吸收光谱分析的基本过程：试样雾化--→与燃气混合--→导入火焰（干燥、蒸发、解离为气态基态原子）吸收光源辐射的特征谱线--→分光、检测。2、基本原理：基于元素的基态原子蒸气对同种元素的原子特征谱线的共振吸收作用来进行定量分析的。3、原子吸收光谱法和吸光光度法的比较物质对辐射的选择性吸收吸收机理完全不同，因而在试样的处理技术、实验方法和对仪器的要求等方面也不同。吸光光度法：溶液中分子(或离子)的吸收（装溶液的为比色皿，静态，分布均匀），一般

3、为宽带吸收（带宽从几纳米到几十纳米）；使用连续光源，检测器灵敏度较低；原子吸收分光光度法：气态基态原子的吸收（火焰或石墨炉，动态，分布不均匀），窄带吸收，（带宽仅为10－3nm），使用锐线光源，检测器灵敏度高（光电倍增管）。第二节基本原理一、共振线二、基态原子数与原子化温度的关系三、原子吸收法的测量一、共振线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。共振吸收线（简称共振线）吸收光谱激发态基态，发射出一定频率的辐射。共振发射线（也简称共振线）发射光谱2、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

4、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。3、吸收线的轮廓（吸收峰形状）与变宽原子结构较分子结构简单，理论上应产生线状光谱吸收线。实际上用特征吸收频率左右范围的辐射光照射时，获得一峰形吸收：具有一定宽度。由光的吸收定律:A=lgI0/I=0.4343Kb透射光强度I和吸收系数K与辐射频率有关以K与作图：表征吸收线轮廓（峰）的参数：中心频率O（峰值频率）：最大吸收系数对应的频率半宽度Δ：吸收线轮廓上，峰值吸收值一半（KO/2)处吸收线轮廓上两点间的距离来表征吸收线的宽度。原子吸收

5、线的轮廓吸收峰变宽原因：自然宽度ΔN无外界条件影响时，谱线的固有宽度。共振线的自然宽度ΔN为10-6～10-5nm。与其它变宽宽度相比，ΔN可忽略。多普勒变宽（热变宽）ΔD由原子在空间作相对热运动引起的谱线变宽，又称热变宽。通常为10－4～10－3nm，它是谱线变宽的主要因素。碰撞变宽由于原子相互碰撞使能量发生稍微变化。劳伦兹变宽ΔL:待测原子和其他原子碰撞。通常为10－4～10－3nm。赫鲁兹马克变宽ΔR:同种原子碰撞。AAS中，测定元素的浓度较低，ΔR一般可以忽略不计。在一般分析条件下，吸收线的变宽主要受ΔD和ΔL影响。谱线的变宽往往会导致原子吸收分

6、析的灵敏度下降。二、基态原子数与原子化温度的关系原子化过程中，需要考虑原子蒸气中基态原子与待测元素原子总数之间的定量关系。热力学平衡时，根据玻耳兹曼方程：式中Nj和No分别为单位体积内激发态和基态的原子数；Pj和P0分别为激发态和基态能级的统计权重，它表示能级的简并度，即相同能级的数目；k为玻茨曼常数；T为热力学温度。在AAS中，原子化温度一般在2000－3000K，大多数元素的Nj／No值都小于1％，即Nj与No相比可以忽略不计。实际上可用No≈N，由于基态原子数基本上保持恒定，并且占原子总数的99％以上，并且受温度的影响很小，因此，一般情况下，原子吸收光谱分析法的精密

7、度比原子发射光谱分析法要好得多。三、原子吸收法的测量1、积分吸收测量法钨丝灯光源和氘灯，经分光后，光谱通带0.2nm。而原子吸收线的半宽度：10-3nm。如图所示：若用一般光源照射时，吸收光的强度变化仅为0.5%。灵敏度极差。若将原子蒸气吸收的全部能量，即谱线下所围面积测量出（积分吸收）：积分吸收与原子密度成正比。积分吸收则是一种绝对测量方法，现在的分光装置无法实现。以峰值吸收测量代替积分吸收测量的必要条件是：①锐线光源辐射的发射线与原子吸收线的中心频率0完全一致；②锐线光源发射线的半宽度Δ1/2小于吸收线的Δ1/2。2