原子吸收光谱ppt课件.ppt

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1、第三章原子吸收光谱法AtomicAbsorptionSpectroscopyForShort：AAS主要内容3.1原子吸收光谱法概述3.2原子吸收光谱法的基本原理3.3原子吸收分光光度计3.4干扰效应及消除方法3.5原子吸收光谱的分析方法3.6原子吸收光谱法在环境中的应用3.1原子吸收光谱法概述原子吸收现象：原子蒸气对其原子共振辐射吸收的现象1802年，人们就观察到原子吸收现象。太阳光1802年，伍朗斯顿(W.H.Wollaston)发现太阳光谱的暗线；1817年，弗劳霍费(J.Fraunhofer)再次发现这些暗线。3.1原子吸收光谱法概述1859年，克希荷夫(G.Ki

2、rchhoff)与本生(R.Bunson)在研究碱金属和碱土金属的火焰光谱时，发现钠蒸汽发出的光通过温度较低的钠蒸汽时，会引起钠光的吸收，并且钠发射线与暗线在光谱中位置相同。解释太阳光谱的暗线太阳连续光谱中的暗线，正是太阳外围大气圈中的钠原子对太阳光谱中的钠辐射吸收的结果。3.1原子吸收光谱法概述A.Walsh,“Applicationofatomicabsorptionspectrometrytoanalyticalchemistry”,Spectrochim.Acta,1955,7,108原子吸收光谱作为一种实用的分析方法是从1955年开始的。澳大利亚的瓦尔西(A.W

3、alsh)发表了他的著名论文“原子吸收光谱在化学分析中的应用”奠定了原子吸收光谱法的基础。50年代末和60年代初，Hilger,VarianTechtron及Perkin-Elmer公司先后推出了原子吸收光谱商品仪器，发展了瓦尔西的设计思想。到了60年代中期，原子吸收光谱开始进入迅速发展的时期。AlanWalsh(1916-1998)和他的原子吸收光谱仪在一起3.1原子吸收光谱法概述主要内容3.1原子吸收光谱法概述3.2原子吸收光谱法的基本原理3.3原子吸收分光光度计3.4干扰效应及消除方法3.5原子吸收光谱的分析方法3.6原子吸收光谱法在环境中的应用3.2.1原子吸收光

4、谱的产生3.2.2基态原子与激发态原子的分配3.2.3谱线轮廓与谱线变宽3.2.4原子吸收光谱测量3.2原子吸收光谱法的基本原理原子吸收光谱与原子发射光谱的关系基态第一激发态基态电,热能hihihj原子发射光谱称共振发射线原子吸收光谱称为共振吸收线基态第一激发态hi3.2.1原子吸收光谱的产生原子吸收光谱原子发射光谱E2E0E1E3（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）利用原子蒸气对特征谱线的吸收可以进行定量分析3.2.1原子吸收光谱

5、的产生元素的特征谱线3.2.2基态原子与激发态原子的分配热力学平衡时，基态原子与激发态的原子分布遵循Boltzmann分布定律：式中，Ni与N0分别为激发态和基态的原子数，gi与g0分别为激发态和基态能级的统计权重，k为波尔兹曼常数，T为热力学温度，Ei为激发能。对于一定波长的谱线，其gi/g0、Ei为定值，可计算不同温度下的Ni/N03.2.2基态原子与激发态原子的分配在原子吸收光谱中，原子化温度一般小于3000K，因此Ni/N0值一般小于千分之一。可以近似认为基态原子数N0近似等于总原子数N。3.2.3谱线轮廓与谱线变宽一、原子吸收光谱线的轮廓：原子光谱虽然理论上应该

6、是一条几何直线，但是实际上原子谱线（包括吸收线和发射线）都有一定的宽度（轮廓）。谱线轮廓是谱线强度随频率（或波长）的变化曲线。吸收线轮廓一般习惯用吸收系数Kν随频率ν的变化来描述。I对ν作图Kν对ν作图3.2.3谱线轮廓与谱线变宽原子吸收线的轮廓以吸收线的中心频率（或中心波长）和半宽度来表征。中心波长由原子能级决定。半宽度是指在中心波长的地方，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。半宽度受到很多实验因素的影响。原子吸收光谱线轮廓图3.谱线半宽度(10-3nm)1.谱线中心频率2最大吸收系数0KvK0K0/23.2.3谱线轮廓与谱线变宽二

7、、谱线变宽的原因：1.自然宽度ΔN与原子外层电子发生能级间跃迁时激发态原子的寿命有关，是客观存在。一般情况下约相当于10-5nm,通常可以忽略。2.温度变宽（Doppler多普勒变宽）ΔD这是由原子在空间作无规热运动所引致的。故又称热变宽。式中：M----原子量；T----绝对温度；0----谱线中心频率即使在较低的温度，也比自然宽度ΔN来得严重，是谱线变宽的主要因素.一般情况:ΔD=10-3nm.3.2.3谱线轮廓与谱线变宽3.压力变宽（碰撞变宽）ΔL原子与等离子体中的其他粒子（原子、离子、电子）相互碰撞而使谱线