仪器分析-第7章 原子吸收与原子荧光光谱法ppt课件.ppt

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1、第七章原子吸收与原子荧光光谱法(AtomicAbsorptionSpectrometry,AAS)(AtomicFluorescenceSpectrometry,AFS)教学目标与要求：深刻理解并掌握原子吸收与原子荧光光谱法的基本原理，掌握原子吸收分光光度计的基本构造，了解原子荧光分光光度计的基本构造。教学重点：原子吸收光谱法及原子荧光光谱法的基本原理、原子吸收分光光度计的基本构造，空心阴极灯的原理，灵敏度。教学难点：积分吸收为什么难以测量？理解和掌握各类计算公式。教学方法：讲解、练习目　　录第一节概述第二节原子吸收光谱法的原理第三节原子吸收光谱仪器第四节原子吸收光谱法的干

2、扰及其抑制第五节原子吸收光谱定量分析第六节原子荧光光谱分析法第一节概述一、原子吸收的历史发展原子吸收光谱法是一种基于待测基态原子蒸气对特征谱线的吸收而建立的一种分析方法。发展经历了3个发展阶段：1、原子吸收现象的发现1802年Wollaston发现太阳光谱的暗线；太阳光暗线1859年Kirchhoff和Bunson解释了暗线产生的原因：是由于大气层中的钠原子对太阳光选择性吸收的结果。2、空心阴极灯的发明1955年澳大利亚物理学家瓦尔西发表了一篇论文“Applicationofatomicabsorptionspectrometrytoanalyticalchemistry”

3、,解决了原子吸收光谱的光源问题。50年代末原子吸收商品仪器问世。空心阴极灯火焰棱镜光电管3、电热原子化技术的提出1959年里沃夫提出电热原子化技术，大大提高了原子吸收的灵敏度。二、原子吸收光谱法的特点1、灵敏度高（火焰法ng/ml，石墨炉100-0.01pg)；2、准确度高（火焰法RSD<1%，石墨炉3-5%）；3、选择性好（可测元素达70个，相互干扰很小）缺点：不能多元素同时分析；测定难熔元素，如W、Nb、Ta、Zr、Hf、稀土及非金属还不能令人满意。第二节原子吸收光谱法的原理一、原子吸收线(一)原子吸收线的产生AAS是基于被测元素基态原子在蒸气状态对其原子共振辐射的吸收

4、进行元素定量分析的方法。基态原子吸收其共振辐射，外层电子由基态跃迁至激发态而产生原子吸收光谱。如果吸收的辐射能使基态原子跃迁至能量最低的激发态时，产生的光谱叫共振线，共振线是元素的特征谱线，通常用最灵敏的第一共振线作为分析线。分析过程：试液→挥发→离解→原子蒸气；空心阴极灯辐射特征谱线被原子蒸气中的基态原子吸收;测特征谱线光被减弱的程度，可求试样中待测元素的含量.原子的能级与跃迁和元素的特征谱线1.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2.第一激发态基态发射出同样频率的辐射。产生共振发射线（也简称共振线）发射光谱3.各种元素的原子结

5、构和外层电子排布不同:特征谱线最易发生，吸收最强，最灵敏线,分析线。利用待测原子蒸气对同种元素的特征谱线（共振线）的吸收可以进行定量分析。原子吸收光谱位于光谱的紫外区和可见区。(二)原子吸收光谱轮廓与变宽1、吸收定律强度为I0的单色平行光通过厚度为l的原子蒸气，其中一部分光被吸收，透过光的强度I服从吸收定律：注意：由于任何谱线并非都是无宽度的几何线，而是有一定频率或波长宽度的，即谱线是有轮廓的，因此将K作为常数而使用此式将带来偏差！原子蒸汽lI0IK是基态原子对频率为的光的吸收系数。它与入射光的频率、基态原子密度及原子化温度等有关。2、吸收线的轮廓和变宽原子发射线

6、和原子吸收线都不是严格意义上的线，而是有相当窄的频率或波长范围，约为10-3~10-2nm。谱线轮廓是指谱线强度（即透过光的强度）Iν或吸收系数Kν相对于频率ν变化的吸收曲线。谱线轮廓以中心频率0（或中心波长λ0）和半宽度Δ(或Δλ)表征。中心频率由原子能级决定。半宽度是中心频率位置，吸收系数极大值一半处对应的谱线宽度。谱线具有宽度的原因a.原子性质→自然宽度b.外界影响热变宽碰撞变宽场致变宽自吸变宽1、自然宽度△N没有外界条件的影响，谱线的固有宽度称为自然宽度。它与激发态原子的平均寿命有关，平均寿命越长，谱线宽度越窄。不同谱线有不同的自然宽度，多数情况下约为10-5

7、nm数量级。（2）、多普勒(Dopple)变宽（△D或△λD）由原子在空间作相对热运动引起的谱线变宽。所以又称为热变宽。△D或△λD与波长、温度及相对原子质量有关。△λD多在10-3nm数量级，是谱线变宽的主要因素。（3）、碰撞变宽(压力变宽)由于辐射原子与其它粒子(分子、原子、离子和电子等)间的相互碰撞而产生的谱线变宽，统称碰撞变宽。碰撞变宽赫尔兹马克变宽或称为共振变宽（△R或△λR）：同种粒子碰撞产生。△λR一般忽略不计。洛伦兹变宽（△L或△λL）：异种粒子碰撞产生。△λL多在10-3nm数量级。它是谱