分析化学电子教案--原子吸收及原子荧光光谱法

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1、长江师范学院化学化工学院-分析化学（下）教案教案（七）开课单位：化学化工学院课程名称：分析化学专业年级：2008级化学专业任课教师：杨季冬/牛卫芬教材名称：分析化学（下）2010-2011学年第1学期18长江师范学院化学化工学院-分析化学（下）教案授课内容第七章原子吸收与原子荧光光谱法课时安排5学时教学目的要求了解原子吸收与原子荧光光谱法的特点和发展历史；掌握原子吸收法的基本原理，原子吸收光谱仪器的构造及各部件的作用；理解原子吸收光谱法的干扰及其抑制；掌握定量分析法；了解原子荧光光谱法。教学重点难点教学重点：原子吸收

2、的原理和原子吸收光谱仪的基本原理及其应用。教学难点：原子吸收的原理；积分吸收测试法原理；峰值吸收测量法原理。教学方法手段多媒体课件，以讲授为主教学内容提纲第一节概述第二节原子吸收光谱法的基本原理一、原子吸收线二、基态原子数与原子化温度的关系三、原子吸收法的测量第三节原子吸收光谱仪器一、锐线光源二、原子化器三、分光系统四、检测系统五、原子吸收分光光度计的类型第四节原子吸收光谱法的干扰及其抑制一、物理干扰及其抑制二、化学干扰及其抑制三、电离干扰及其抑制四、光谱干扰及其抑制第五节原子吸收光谱定量分析一、定量分析方法二、灵敏

3、度和检出限三、测定条件的选择第六节原子荧光光谱法一、基本原理二、原子荧光光谱仪器三、定量分析方法及应用课外学习要求理解并掌握本章所讲内容，完成课后思考题1（1）、（4），2，，3，6，10，11，12，20，21教学后记18长江师范学院化学化工学院-分析化学（下）教案第七章　原子吸收与原子荧光光谱法第一节概述早在1802年，渥朗斯顿在研究太阳的光谱时，就惊奇地发现了太阳的连续光谱中出现了无法解释的暗线。1820年，布鲁斯特认为这些谱线是由于太阳外围的大气圈对太阳光的吸收而产生的。1860年，本生和克希荷夫在研究金属的

4、火焰光谱时，发现钠原子蒸气发出的光通过温度较低的钠原子蒸气时，就会产生钠谱线的吸收，并且吸收谱线的位置正好和太阳光谱中的D暗线重合。这就用实验的手段证实了太阳光谱中的D暗线，正是由于太阳大气圈中的钠原子对太阳光谱中的钠辐射产生吸收的结果。这是人类第一次认识到原子吸收现象。直到1955年，才由澳大利亚物理学家瓦尔西首先提出利用原子吸收现象，可以对某些金属元素进行分析。从此以后，原子吸收光谱法就逐渐成为一种强有力的分析手段，出现在现代仪器分析的行列中。1特点：（1）检出限低，10-10～10-14g；（2）准确度高，1%

5、～5%；（3）选择性高，一般情况下共存元素不干扰；（4）应用广，可测定70多个元素。2缺点：难熔元素、非金属元素测定困难，不能进行多元素同时测定。第二节原子吸收光谱法的原理原子吸收光谱法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。原子吸收光谱位于光谱的紫外区和可见区。在通常的原子吸收测定条件下，原子蒸气中基态原子数近似等于总原子数。在原子蒸气中（包括被测元素原子），可能会有基态与激发态存在。根据热力学的原理，在一定

6、温度下达到热平衡时，基态与激发态的原子数的比例遵循Boltzman分布定律。18长江师范学院化学化工学院-分析化学（下）教案Ni/N0=gi/g0exp(-Ei/kT)Ni与N0分别为激发态与基态的原子数；gi/g0为激发态与基态的统计权重，它表示能级的简并度；T为热力学温度；k为Boltzman常数；Ei为激发能。从上式可知，温度越高，Ni/N0值越大，即激发态原子数随温度升高而增加，而且按指数关系变化；在相同的温度条件下，激发能越小，吸收线波长越长，Ni/N0值越大。尽管如此变化，但是在原子吸收光谱中，原子化温度

7、一般小于3000K，大多数元素的最强共振线都低于600nm，Ni/N0值绝大部分在10-3以下，激发态和基态原子数之比小于千分之一，激发态原子数可以忽略。因此。基态原子数N0可以近似等于总原子数N。1原子吸收光谱轮廓原子吸收光谱线有相当窄的频率或波长范围，即有一定宽度。一束不同频率强度为I0的平行光通过厚度为l的原子蒸气，一部分光被吸收，透过光的强度In服从吸收定律In=I0exp(-knl)式中kn是基态原子对频率为n的光的吸收系数。不同元素原子吸收不同频率的光，透过光强度对吸收光频率作图，由图可知，在频率n0处透

8、过光强度最小，即吸收最大。若将吸收系数对频率作图，所得曲线为吸收线轮廓。原子吸收线轮廓以原子吸收谱线的中心频率（或中心波长）和半宽度表征。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，谱线轮廓上两点之间频率或波长的距离。谱线具有一定的宽度，主要有两方面的因素：一类是由原子性质所决定的，例如，自然宽度；另一类是外界影响所引起