第十章原子吸收光谱课件.ppt

1、原子光谱法：原子光谱法：根据原子外层电子跃迁所产生的光谱进行分析根据原子外层电子跃迁所产生的光谱进行分析的方法。的方法。原子吸收光谱法：原子吸收光谱法：基于测量试样所产生的原子蒸汽中基于测量试样所产生的原子蒸汽中对其对其的吸收，从而定量测定化学元素的方法。的吸收，从而定量测定化学元素的方法。测定过程：测定过程：光源光源原子化器原子化器单色器单色器检出系统检出系统原子吸收光谱法的特点：原子吸收光谱法的特点：(1)(1)灵敏度高灵敏度高(可测到可测到10-9-19-12 gmL-1)(2)(2)选择性好，准确度高。选择性好，准确度高。(3)(3)测定范围广测定范围广(可直接测定可直接测定7070多

2、种元素）多种元素）(4)(4)操作简便，分析速度快。操作简便，分析速度快。共振线和吸收线共振线和吸收线:共振线吸收线共振线吸收线:电子从基态跃迁到能量最低的激发态为共振跃迁电子从基态跃迁到能量最低的激发态为共振跃迁,所产生的谱线所产生的谱线共振线发射线共振线发射线:当电子从第一激发态跃会基态时当电子从第一激发态跃会基态时,则发射出同则发射出同样频率的谱线样频率的谱线特征谱线特征谱线:各种元素的原子结构和外层电子排步不同各种元素的原子结构和外层电子排步不同,不同元不同元素的原子从基态素的原子从基态 第一激发态时第一激发态时,吸收和发射的能吸收和发射的能量不同量不同,其共振线不同其共振线不同,各有

3、其特征性各有其特征性.原子吸收法的定量基础原子吸收法的定量基础:原子吸收服从朗伯定律：原子吸收服从朗伯定律：若将入射强度为若将入射强度为I0的不同频率的光通过原子蒸汽，的不同频率的光通过原子蒸汽，吸收后其透过光的强度吸收后其透过光的强度Iv与原子蒸汽的厚度与原子蒸汽的厚度b b的关系，的关系，服从朗伯定律。服从朗伯定律。bI0Iv原子蒸汽原子蒸汽 由于物质对不同频率的入射光的吸收具有选择性，由于物质对不同频率的入射光的吸收具有选择性，因而透过光的强度因而透过光的强度Iv和吸收系数和吸收系数Kv将随着入射光的频将随着入射光的频率而变化。率而变化。v-K bv0I =I eIv的变化规律的变化规律

4、 Kv的变化规律的变化规律 原子蒸汽在原子蒸汽在v0原子蒸汽在原子蒸汽在v0频率处有吸收频率处有吸收 中心频率（波长）中心频率（波长）-最大吸收系数所对应的最大吸收系数所对应的 频率（波长）频率（波长）吸收轮廓（半宽度吸收轮廓（半宽度）-吸收系数一半所对应的频吸收系数一半所对应的频 率（波长）率（波长）I0I 0 I 与 的关系积分吸收积分吸收:原子蒸汽所吸收的全部能量原子蒸汽所吸收的全部能量,在原子吸收光谱法中在原子吸收光谱法中称为积分吸收称为积分吸收（吸收线下面所包括的整个面积）吸收线下面所包括的整个面积）2eK dN fm cKv-积分吸收系数；积分吸收系数；(积分吸收很难求）积分吸收很

5、难求）v-频率；频率；c-光速；光速；e-电子电荷；电子电荷；m-电子质量；电子质量；N-单位体积原子蒸汽吸收辐射的原子数（单位体积原子蒸汽吸收辐射的原子数（）f-振子强度，表示能被光源辐射激发的每个原子的平均电子数振子强度，表示能被光源辐射激发的每个原子的平均电子数 （一定条件下，一定元素，（一定条件下，一定元素，f f可视为一定值）可视为一定值）峰值吸收系数峰值吸收系数K0202ln 2DeKN fm c00lg0.4 3 4 3IAK bI22ln 20.4343DeANfbmc0-K bv0I =I ev-K bv0I =I e0lglgvIATI 若能用若能用K0代替代替Kv A=k

6、NbA=KC原子吸收法的定量基础原子吸收法的定量基础 光谱源发射线的中心频率与吸收线中心频率一致光谱源发射线的中心频率与吸收线中心频率一致（波长应是待测（波长应是待测元素的特征谱线元素的特征谱线）发射谱线的半宽度必须比吸收线的半宽度小得多发射谱线的半宽度必须比吸收线的半宽度小得多（光源应发出（光源应发出锐线光谱锐线光谱）707.162 10DrTA基态原子基态原子N0可以代表待测原子总数可以代表待测原子总数(忽略受热激发的原子数忽略受热激发的原子数Nj)浓度与基态原子数成正比浓度与基态原子数成正比 由于原子在空间作做无规则的热运动产生多普勒效由于原子在空间作做无规则的热运动产生多普勒效应而引起

7、的，又称热变宽。应而引起的，又称热变宽。V0-谱线中心频率谱线中心频率T-热力学温度热力学温度Ar-相对原子质量相对原子质量脱溶剂脱溶剂 离解离解 激发激发燃气助燃气试样预混合室燃烧器废液排放口雾化器 由于基态原子电离而造成的干扰，使火焰中待测由于基态原子电离而造成的干扰，使火焰中待测元素的基态原子数量减少，测定结果偏低。元素的基态原子数量减少，测定结果偏低。消除方法：降低火焰温度；加入比待测元素更易消除方法：降低火焰温度；加入比待测元素更易电离的物质；电离的物质；待测元素与试样中共存组分或火焰成分发生化学待测元素与试样中共存组分或火焰成分发生化学反应，引起原子化程度改变所总称的干扰。反应，引

8、起原子化程度改变所总称的干扰。消除方法：加入释放剂；加入保护剂；加入基体改进消除方法：加入释放剂；加入保护剂；加入基体改进剂；剂；00.0044CA0.0044cmmA100.0040.40.008(1%)0.225cgmL仪器能以适当的置信度检出的待测元素的最小浓仪器能以适当的置信度检出的待测元素的最小浓度或最小量。（空白溶液吸光度信号标准偏差的度或最小量。（空白溶液吸光度信号标准偏差的3倍倍所对应的待测元素浓度或质量）所对应的待测元素浓度或质量）检出极限是衡量仪器性能的一项重要综合指标检出极限是衡量仪器性能的一项重要综合指标火焰原子吸收法：火焰原子吸收法：石墨炉原子吸收法：石墨炉原子吸收法

9、：3bDLcSS3bDLmSmS射线射线 X 射线射线紫外光紫外光可见光可见光红外光红外光微波微波无线电波无线电波0.005nm2.51050.005-10nm2.5105-1.210210-200nm1.2102-6.2200-400nm6.2-3.1400-780nm3.1-1.70.78-2.5m1.7-0.52.5-50m0.5-0.02550-1000m2.510-2-1.210-40.1-100cm1.210-4-1.210-71-1000m1.210-6-1.210-9项目项目原子吸收法原子吸收法分光光度法分光光度法相相同同分析原理吸收原理吸收原理能级电子跃迁电子跃迁定量分析的依据A=kbcA=kNb(A=KC)不不同同光谱原子光谱分子光谱光源锐线光源连续光源单色器位置原子化器和检测器之间光源和吸收池之间