第8章 原子吸收2011.ppt

本章要求 原子吸收光谱分析Atomic?Absorption Spectrometry, AAS 一、AAS概述* 二、原子吸收光谱仪器* 三、原子吸收分析的实验技术* 四、AAS分析应用 五、原子光谱的研究热点及发展趋势 六、AFS分析(选学) 一、AAS概述* 1. AAS法的分析过程 2. 原子吸收分光光度分析的定量基础 1. AAS法的分析过程 原子吸收光谱分析是基于物质所产生的原子蒸气对待测元素的特征谱线的吸收来进行分析的一种方法。即利用处于基态的待测原子蒸气对从光源辐射的共振线的吸收来进行分析的。 2. 原子吸收分光光度分析的定量基础 几个概念: 共振线：使电子从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（共振线）。 谱线轮廓：指谱线强度（或吸收系数）随波长（或频率）的分布曲线。原子群从基态跃迁至激发态所吸收的谱线并不是绝对的几何线，而是具有一定的宽度。 锐线光源：能发射出谱线半宽度很窄的发射线的光源。 描述谱线轮廓特征的物理量是中心频率（ν0）和半宽度（△ν）。 影响原子谱带变宽的因素 A、自然宽度 10-6~10-5 nm 原子发生能级间跃迁时，激发态原子寿命不一样而产生。 B、多普勒变宽(热变宽) 10-3nm 原子无规则的热运动产生。 C、碰撞变宽(压力变宽） 10-3nm 原子间或原子同其它粒子的碰撞使原子的基态能级稍有变化，因而吸收谱线变宽。 a. 赫尔兹马克变宽（Holtzmark) 由同种原子碰撞引起, 也称为共振变宽 b. 罗伦茨变宽( Lorentz) 由不同种原子碰撞引起。 D、自吸变宽 由光源周围温度较低的原子蒸气吸收 同种原子发射线而导致的谱线变宽。 E、埸致变宽 由强电埸和强磁埸引起。 结果：谱线的变宽导致原子吸收分析的 灵敏度下降。 积分吸收与峰值吸收 峰值吸收示意 只有当使用很窄的锐线光源作AAS测量时，测量的吸光度与原子蒸气中待测元素的基态原子数量呈线性关系。 A=kN0L AAS测量（峰值吸收的测量）的两个条件 a. 采用锐线光源； b. 要使用一个与待测元素一样的元素 制作的锐线光源。 AAS中，火焰的激发态原子数远小于基态原子数（Ni/N01%）。 ????????? A=kN0L=kNL=kCL=KC 即一定实验条件下，吸光度与浓度呈正比的关系。 ??????????????? ——AAS分析的定量基础 二、原子吸收光谱仪器* 1. 基本组成及各部分作用 2. 原子吸收分光光度计的类型 3. 空心阴极灯 4. 火焰原子化器 5. 石墨炉原子化器 6. 特殊原子化技术 1. 基本组成及各部分作用 锐线光源: 发射谱线宽度窄的元素共振线 ???????? 常用空心阴极灯和无及放电灯等 原子化器: 将试样蒸发并使待测定元素转化为基态原子蒸气；有火焰原子化和非火焰原子化 分光系统: 将待测元素的吸收线与邻近谱线分开 检测系统: 将单色器分出的光信号进行光电转换　 电源同步调制: 为了区分光源和火焰发射的辐射，仪器采用调制方式进行工作 电源同步调节的好处 a. 可以消除原子化器中由于原子发射产生的直流电信号的干扰； b. 方波脉冲供电以很小的平均灯电流，就能获得很高强度的锐线辐射，改善放电特性, 提高信噪比，延长灯寿命。 实际工作中，往往通过选择合适的光谱通带来选用狭缝宽度。 W = D × S × 103 式中：w为通带宽度（nm）; D光栅倒线色散率(nm/mm); S为狭缝宽度(um)。 2. 原子吸收分光光度计的类型 单光束型和双光束型特点的比较 a. 单光束结构简单，但仍受到光源强度的影响而导致基线漂移； b. 双光束可以克服基线漂移现象，光源的任何漂移都可由参比光束的作用而得到补偿。不能抵消因火焰波动带来的影响。 3. 空心阴极灯 HCL是由一个空心原筒状的阴极和阳极构成，辐射出的特征谱线是半宽度很窄的锐线 原理：电离-溅射-撞击-激发-退激发。 SpectrAA - AAS 4. 火焰原子化器 目前用得最广泛的是预混合型火焰原子化