仪器分析 教学课件 作者 张威 主编 第七章 原子吸收光谱法.pptVIP

尚辅网 尚辅网 第七章 原子吸收 光谱分析法 学习目标 1. 熟悉原子吸收光谱分析法的基本原理； 2. 掌握原子吸收光谱分析法定量分析方法； 3. 熟悉原子吸收光谱仪基本结构、主要部件的作用以及使用方法； 4. 了解原子吸收光谱分析法中的干扰类型、本质及消除方法； 5.了解原子吸收光谱分析法的特点和应用以及与分子吸收光谱法的异同点。 引言：何谓原子吸收光谱法？ 原子吸收光谱法（AAS）是基于物质所产生的原子蒸气对特定谱线的吸收作用来进行定量分析的一种方法。 主要内容 §7.1 原子吸收分光光度法的基本原理 §7.2 原子吸收分光光度计 §7.3 原子吸收光谱法的分析方法 §7.4 干扰及消除方法 §7.1 基本原理 一、原子吸收光谱的产生 当一束光辐射照射处于基态的气态原子（原子蒸气）时，基态原子会选择性地吸收一定波长的光，使原子跃迁到相应的激发态，被吸收了的光线就是原子的吸收线。 一、原子吸收光谱的产生 被吸收的光线的能量 E = hv 原子由基态至激发态的能级差 ΔE hv = ΔE 一、原子吸收光谱的产生 电子由基态跃迁至第一激发态所产生的吸收谱线称为共振吸收线，反之则称为共振发射线(都简称共振线)。 共振线的频率： 二、基态原子与待测元素含量的关系 在一定温度下达到热力学平衡时，激发态原子数与基态原子数比值服从玻尔兹曼分布定律： 二、基态原子与待测元素含量的关系 当温度与元素确定, 可以计算出激发态原子数与基态原子数比值. 二、基态原子与待测元素含量的关系 当温度不超过3000K,对于大多数元素而言，Nj与N0相比很小，可以忽略不计，原子大多处于基态 即 N≈N0 N ：原子总数 N0 ：基态原子总数 （一） 吸收线形状 理论上，某元素共振线的频率为 吸收曲线应如下图 （一） 吸收线形状 实际的吸收曲线并非一条直线，而总是有一定宽度 （一） 吸收线形状 原子吸收线有宽度的原因 1.自然宽度 在无外界因素影响下的谱线宽度称为自然宽度 。 由于电子在跃迁时，在高能级上有一定的停留时间所致。 自然变宽宽度较小，与其他因素导致变宽相比可忽略不计 2. 热变宽 热变宽也叫多普勒变宽； 这是由于原子在空间作无规则热运动所引起的一种吸收线变宽现象； 多普勒变宽随温度升高而加剧； 多普勒变宽是谱线变宽的主要因素之一。 3．压力变宽 待测元素的原子与其它粒子相互碰撞而引起的吸收线变宽。 压力变宽随着原子蒸汽压力增大而增大。 凡是同种粒子碰撞引起的变宽叫做赫尔兹马克（Holtzmark）变宽，凡是异种粒子碰撞引起的变宽叫做劳伦茨（Lorentz）变宽。 （二） 原子吸收的测量 1.积分吸收 根据理论可以证明出，吸收曲线的积分面积与基态原子数目成正比： （二） 原子吸收的测量 2.峰值吸收 1955年Walsh A提出，当采用半宽度比吸收线半宽度更窄的锐线光源（且该锐线光源的中心频率与吸收线的中心频率相同）时，在温度不太高的稳定火焰条件下，峰值吸收系数与火焰中被测元素的原子数和浓度成正比。 （二） 原子吸收的测量 2.峰值吸收 （二） 原子吸收的测量 3.原子吸收定量基础 当频率为ν 、强度为I0的平行光，通过厚度为L的基态原子蒸汽时，基态原子就会对其产生吸收。根据郎伯-比尔定律： （二） 原子吸收的测量 3.原子吸收定量基础 K0=k1·N0 N0=k2·c K0=k1·k2 ·c §7.2 原子吸收分光光度计 一、光源 光源的作用是提供待测元素的共振线的锐线光源。 最常用的光源是空心阴极灯 每一种空心阴极灯含有与待测元素相同的元素。受激发光时可以提供待测元素的共振线或其他谱线 一、光源 二、原子化器 原子化器的作用是使试样中的待测元素转变成为能吸收特征辐射的基态原子 原子化器分为火焰原子化器和石墨炉原子化器两大类 二、原子化器 火焰原子化器结构简单，操作方便快速，重现性好，有较高的