1、2022年8月12022年8月22022年8月3分子光谱法研究的对象分子光谱法研究的对象:溶液中化合物的分溶液中化合物的分子吸收,吸收的谱带较宽,是带状光谱;子吸收,吸收的谱带较宽,是带状光谱;原子光谱法研究的对象原子光谱法研究的对象:吸收光辐射的是基吸收光辐射的是基态原子,吸收线很窄,呈线状光谱。态原子,吸收线很窄,呈线状光谱。2022年8月42022年8月51 灵敏度高,检出限低,灵敏度高,检出限低,10-1010-14g;2 准确度高,准确度高,1%5%;3 选择性高,一般情况下共存元素不干扰选择性高,一般情况下共存元素不干扰;4 分析速度快;分析速度快;5 仪器简单价格低廉应用广,可测
2、定仪器简单价格低廉应用广,可测定70多多个元素个元素(各种样品中各种样品中).2022年8月6 测定不同元素需要更换空心阴极灯;测定不同元素需要更换空心阴极灯;每一种元素的分析条件都不相同每一种元素的分析条件都不相同 难熔元素、非金属元素测定较困难、难熔元素、非金属元素测定较困难、不能同时测量多种元素不能同时测量多种元素2022年8月71.原子吸收光谱的产生原子吸收光谱的产生E0E1E2E3E5EEj较高激发态的能量最低激发态的能量v能级能级元素外层电子在稳定状态时所具有的能元素外层电子在稳定状态时所具有的能量量v 基态基态未受激发的电子所处能级的状态未受激发的电子所处能级的状态v 激发态激发
3、态高于基态的所有能量状态都称为激发态。高于基态的所有能量状态都称为激发态。2022年8月8共振吸收共振吸收 v电子从基态跃迁到能量最低的激发态时要吸收一定电子从基态跃迁到能量最低的激发态时要吸收一定频率的辐射,称为共振吸收。频率的辐射,称为共振吸收。产生共振吸收线(简称共振线)产生共振吸收线(简称共振线)吸收光谱吸收光谱 共振发射共振发射v电子再从激发态回到基态时则发射出同样频率的辐电子再从激发态回到基态时则发射出同样频率的辐射,称为共振发射。射,称为共振发射。产生共振发射线(也简称共振线)产生共振发射线(也简称共振线)发射光谱发射光谱共振跃迁共振跃迁v基态向高能级的跃迁或高能级直接向基态的跃
4、迁都基态向高能级的跃迁或高能级直接向基态的跃迁都称为共振跃迁。称为共振跃迁。E0E1E2E3E5EEj较高激发态的能量最低激发态的能量2022年8月92022年8月102022年8月112022年8月121.基态原子数与激发态原子数基态原子数与激发态原子数2022年8月13当频率、强度一定的辐射垂直通过一个均匀的当频率、强度一定的辐射垂直通过一个均匀的原子蒸气时,原子蒸气将对辐射产生吸收,其原子蒸气时,原子蒸气将对辐射产生吸收,其吸光度与原子蒸气的宽度及基态原子数的关系吸光度与原子蒸气的宽度及基态原子数的关系服从光的吸收定律。服从光的吸收定律。vA=KN0LKNL蒸气相中原子总数与样品中被测组
5、分浓度成正蒸气相中原子总数与样品中被测组分浓度成正比:比:vN0 Nc N=aCvA=KaCL=KC2022年8月142022年8月152022年8月162022年8月17原子吸收分光光度计由光源、原子化器、原子吸收分光光度计由光源、原子化器、单色器、监测系统等四个部分组成单色器、监测系统等四个部分组成 2022年8月181.作用作用 提供待测元素的特征光谱。提供待测元素的特征光谱。光源应满足如下要求;光源应满足如下要求;v(1)能发射待测元素的共振线;能发射待测元素的共振线;v(2)能发射锐线;能发射锐线;v(3)辐射光强度大,稳定性好。辐射光强度大,稳定性好。2.空心阴极灯:空心阴极灯:2
6、022年8月19施加适当电压时,电子将从空心阴极内壁高速流向阳极施加适当电压时,电子将从空心阴极内壁高速流向阳极;与充入的惰性气体碰撞而使之电离,与充入的惰性气体碰撞而使之电离,产生正电荷产生正电荷,其在电,其在电场作用下,向阴极内壁猛烈轰击场作用下,向阴极内壁猛烈轰击;使阴极使阴极表面的金属原子溅射表面的金属原子溅射出来,溅射出来的阴极元素的出来,溅射出来的阴极元素的金属原子,在阴极区再与电子、惰性气体原子及离子发生金属原子,在阴极区再与电子、惰性气体原子及离子发生撞碰而获得能量被激发撞碰而获得能量被激发,从而辐射出阴极元素的共振线。,从而辐射出阴极元素的共振线。v用不同待测元素作阴极材料,
7、可制成相应空心阴极灯。用不同待测元素作阴极材料,可制成相应空心阴极灯。辐射光强度大,稳定,谱线窄,灯容易更换。辐射光强度大,稳定,谱线窄,灯容易更换。每测一种元素需更换相应的灯。每测一种元素需更换相应的灯。2022年8月201.作用作用v将试样中离子转变成原子蒸气。将试样中离子转变成原子蒸气。2.原子化方法原子化方法v火焰法火焰法v无火焰法无火焰法电热高温石墨管、激光。电热高温石墨管、激光。3.原子化器类型原子化器类型v火焰原子化器火焰原子化器v无火焰原子化器无火焰原子化器(石墨炉原子化器石墨炉原子化器)2022年8月21结构由三部分组成结构由三部分组成v雾化器、混合室雾化器、混合室和燃烧器和
8、燃烧器2022年8月22v火焰作用火焰作用试样雾滴在火焰中,经蒸发,干燥,离解(还试样雾滴在火焰中,经蒸发,干燥,离解(还原)等过程产生大量基态原子。原)等过程产生大量基态原子。v火焰温度的选择火焰温度的选择:保证待测元素充分离解为基态原子的前提下,保证待测元素充分离解为基态原子的前提下,尽量采用低温火焰;尽量采用低温火焰;v火焰温度越高,产生的热激发态原子越多。火焰温度越高,产生的热激发态原子越多。火焰温度取决于燃气与助燃气类型,常用空火焰温度取决于燃气与助燃气类型,常用空气气乙炔最高温度乙炔最高温度2600K能测能测35种元素。种元素。2022年8月23贫燃性火焰:贫燃性火焰:v呈蓝色,氧
9、化性较强,在助烯气流量大、燃气流量小呈蓝色,氧化性较强,在助烯气流量大、燃气流量小时形成,适用于易电离碱金属的测定。时形成,适用于易电离碱金属的测定。富燃性火焰:富燃性火焰:v呈黄色,温度稍低,还原性较强,在助燃气流量小、呈黄色,温度稍低,还原性较强,在助燃气流量小、燃气流量大时形成,燃烧不完全,适用于测定较易形燃气流量大时形成,燃烧不完全,适用于测定较易形成难离解氧化物元素(成难离解氧化物元素(Mo、Cr稀土等)的原子化。稀土等)的原子化。化学计量性火焰:化学计量性火焰:v在燃气和助燃气的比例与两者之间化学反应计量关系在燃气和助燃气的比例与两者之间化学反应计量关系相近时形成,温度高,干扰少,
10、稳定,背景低,适合相近时形成,温度高,干扰少,稳定,背景低,适合于许多元素的测定。于许多元素的测定。2022年8月242022年8月252022年8月262022年8月27v如:光电池、光电倍增管、光敏晶体管等。如:光电池、光电倍增管、光敏晶体管等。2022年8月282022年8月292022年8月302022年8月312022年8月322022年8月33(一)直接测定法(一)直接测定法v1.1.碱金属元素的测定碱金属元素的测定碱金属是用原子吸收分光光度法测定的碱金属是用原子吸收分光光度法测定的灵灵敏度很高敏度很高的一类元素。的一类元素。碱金属盐沸点低,通过火焰区能立即蒸发,碱金属盐沸点低,通
11、过火焰区能立即蒸发,使用低温火焰比较合适使用低温火焰比较合适2022年8月342022年8月35人体中的痕量元素与人体健康关系密切,人体中的痕量元素与人体健康关系密切,为了对这些元素的生理功能进行研究,必为了对这些元素的生理功能进行研究,必须要测定人体内各种元素的含量及其变化须要测定人体内各种元素的含量及其变化v人体里能检测出的金属元素有:人体里能检测出的金属元素有:K、Na、Ca、Cr、Mo、Fe、Pb、Co、Ni、Cu、Zn等三十等三十多种,可以采用直接测定法多种,可以采用直接测定法例如例如测定维生素测定维生素B12,因其是含有,因其是含有钴原子钴原子的有机药物,可通过测定钴的含量再换算的
12、有机药物,可通过测定钴的含量再换算成维生素成维生素B12 的含量。的含量。2022年8月362022年8月372022年8月382022年8月392022年8月40间接测定法是指利用被测组分与可测定金间接测定法是指利用被测组分与可测定金属或非金属,依据反应有化学计量关系,属或非金属,依据反应有化学计量关系,由此计算被测组分含量的方法。由此计算被测组分含量的方法。此方法适合那些不能直接测定的组分此方法适合那些不能直接测定的组分例如例如测定有机药物,可利用有机药物与金测定有机药物,可利用有机药物与金属生成配合物,然后间接测定有机物。属生成配合物,然后间接测定有机物。2022年8月411.简述原子吸
13、收分光光度法的基本原理。简述原子吸收分光光度法的基本原理。2.何为锐线光源?原子吸收分光光度法为什么何为锐线光源?原子吸收分光光度法为什么用锐线光源?用锐线光源?3.简述原子吸收分光光度法中试样的原子化过简述原子吸收分光光度法中试样的原子化过程。为何可用基态原子数来表示参加吸收辐程。为何可用基态原子数来表示参加吸收辐射的原子总数?射的原子总数?4.何为共振吸收线和共振发射线?在原子吸收何为共振吸收线和共振发射线?在原子吸收分光光度法中为何常常选择共振线作为分析分光光度法中为何常常选择共振线作为分析线?线?2022年8月425.简述原子吸收分光光度计的主要构造及其作简述原子吸收分光光度计的主要构造及其作用。用。6.紫外紫外-可见分光光度法的分光系统放在吸收池可见分光光度法的分光系统放在吸收池的前面,而原子吸收分光光度法的分光系统的前面,而原子吸收分光光度法的分光系统放在原子化器(吸光系统)的后面,为什么?放在原子化器(吸光系统)的后面,为什么?7.原子吸收分光光度法中常采用哪几种定量方原子吸收分光光度法中常采用哪几种定量方法?法?2022年8月43