第7章 原子吸收光谱法-2012.pptVIP

第七章 原子吸收光谱法(Atomic Absorption Spectrometry) §7－2 原子吸收光谱法的原理 一、原子吸收线 （一）、原子吸收线的产生 由于辐射的量子化特点，原子只能吸收元素的特征谱线。 （二）、原子谱线的轮廓与变宽 1、吸收定律 强度为I0的单色光通过厚度为l的基态原子蒸气时，部分被吸收，透过光的强度Iv为： Kv 为吸收系数，与频率、基态原子密度以及温度等有关。 二、温度对原子光谱的影响。 三、原子吸收法的测量 （一）积分吸收测量法 需要高分辨率的色散仪，测量出吸收峰范围内的每个相应波长的辐射的吸收强度，然后积分。 （二）峰值吸收测量法 采用锐线光源，测量峰值吸收。在一定条件下，峰值吸收同被测元素的原子密度也成线性关系。 采用峰值吸收的必要条件： （1）发射线与吸收线中心频率v0完全一致； （2）发射线的半宽度比吸收线更窄，一般1/5~1/10. 预混合型原子化器 （一）预混合型火焰原子化器 （A）结构： 雾化室、雾化器和燃烧室三部分组成。 （B）优缺点： 原子化程度高，火焰稳定，吸收光程长，噪音小。 存在回火危险，试样利用度低。 AAS、AFS、AES比较 燃烧状态：燃气与助燃气的比值 （A）火焰的构造及其温度分布 第二反应区 中间薄层区 第一反应区 干燥区 （三）选择合适的火焰观测高度 （B）自由原子在火焰中的空间分布 自由原子在火焰中的空间分布与火焰类型、燃烧状态和元素本身的性质有关。 由于化学性质（如氧化物的稳定性）不同，元素的自由原子在火焰中的分布不同。 (二)、电热原子化 （1）结构 如图所示： 外气路中Ar气体沿石墨管外壁流动，冷却保护石墨管；内气路中Ar气体由管两端流向管中心，从中心孔流出，用来保护原子不被氧化，同时排除干燥和灰化过程中产生的蒸汽。 （2）原子化过程 原子化过程分为干燥、灰化（去除基体）、原子化、净化（去除残渣） 四个阶段，待测元素在高温下生成基态原子。 （3）优缺点 优点： （1）试样用量少（1-100μL），灵敏度高。典型情况下所用体积为0.5-10ul，绝对检出下限为10-10-10-13g，比火焰法高1000倍。 （2）原子化程度高。试样可直接在原子化器中进行处理，具有分馏效应（选择性挥发）。 （3）可直接测固体及粘稠试样，检测极限10-12 g/L。 缺点： (1)精密度差。相对偏差一般为2-5%，而火焰法为1%，甚至更低。 (2)测定速度慢，操作不够简便，装置复杂。 （3）仪器昂贵 （4）存在记忆效应 （一）低温原子化方法 主要是氢化物原子化方法，原子化温度700~900 ゜C ； 主要应用于：As、Sb、Bi、Sn、Ge、Se、Pb、Ti等元素 原理： 在酸性介质中，与强还原剂硼氢化钠反应生成气态氢化物。例 AsCl3 +4NaBH4 + HCl +8H2O = AsH3 +4NaCl +4HBO2+13H2 将待测试样在专门的氢化物生成器中产生氢化物，送入原子化器中检测。 特点：原子化温度低 ； 灵敏度高（对砷、硒可达10-9g）； 　　　　　基体干扰和化学干扰小； 三、特殊原子化 （二）蒸气原子化 主要应用于：是一种低温原子化技术，仅仅用于汞的测定。主要是基于常温下汞有较高的蒸气压。 原理： 将试样中的汞离子用SnCl2或盐酸羟胺完全还原为金属汞后，用气流将汞蒸气带入具有石英窗的气体测量管中进行吸光度测量。 特点：常温测量； 灵敏度、准确度较高（可达10-8g汞）； 　　　　　 三、分光系统 （一）外光路（照明系统） 由锐线光源和两个透镜组成。 其作用是使锐线光源辐射的共振发射线能正确的通过或者聚焦于原子化区，并把透过光聚焦于单色器的入射狭缝。 （二）单色器 由于采用了锐线光源，且原子吸收光谱本身比较简单，因此对单色器要求不高。一般倒线色散率为2.0nm/mm. 光谱通带与狭缝的关系为： W=D?S 通带宽度（W）: 指通过单色器出射狭缝的出射光束波长区间的宽度。与狭缝宽度和倒线色散率有关。由于原子吸收光谱计的倒线色散率（D）一般固定，因此可通过选择狭缝宽度（S）来确定： W=D?S 增大狭缝宽度，出射光强度增加，但仪器的分辨率降低。反之，减小狭缝宽度，分辨率增加，但出射光的强度降低。 大多数情况下，可选用0.5~4