第4章-原子吸收分光光度法.pptVIP

原子吸收分光光度法 仪器分析教研室 1 概述 原子吸收分光光度法基本原理 原子吸收分光光度计结构 仪器条件的选择与优化 定量分析方法及方法评价 原子吸收分光光度法 原子吸收分析法是用来对微量金属离子进行快速定量分析的一种有效的仪器分析方法。 利用原子吸收现象所建立的分析方法称之为原子吸收分析法。 原子吸收光谱分析法(AAS),它是基于被测元素处于气态的基态原子对特征谱线的吸收作用来测定元素含量的一种分析方法。 概述 1. 选择性高，干扰少。共存元素对待测元素干扰少，一般不需分离共存元素。 原子吸收分光光度法特点： 2. 灵敏度高。火焰原子化法：10-9g/mL；石墨炉： 10-13g/mL 。 3. 测定的范围广。测定70多种元素。 4. 操作简便、分析速度快。 5. 准确度高。火焰法误差1% ，石墨炉法3%-5％。 6. 分析速度快。 概述 原子吸收分光光度法与紫外可见吸收光度法异同点 相同点： 1）都是依据样品对入射光的吸收进行测量的。 2）两种方法都遵循朗伯-比耳定律。 3）就设备而言，均由四大部分组成，即光源、单色器、吸收池（或原子化器）、检测器。 概述 不同点： 1）吸收物质的状态不同。 紫外可见光谱：溶液中分子、离子，宽带分子光谱，可以使用连续光源。 原子吸收光谱：基态原子，窄带原子光谱，必须使用锐线光源。 2）单色器与吸收池的位置不同。 紫外可见：光源→单色器→比色皿。 原子吸收：光源→原子化器→单色器。 概述 基本原理 原子吸收分光光度法是建立在气态基态原子对光的吸收这一性质上的。 所以，我们有必要了解基态原子的产生、吸收特性、基态原子浓度与试样中该元素含量的关系，以及基态原子浓度与吸光度的关系等。 1.基态原子的产生与激发 试样进入原子化器之后，要发生一系列的变化：蒸发、热分解、激发。 以金属盐MX为例说明。 在通常的原子吸收测定条件下，原子蒸气中基态原子数近似等于总原子数。在原子蒸气中，可能会有基态与激发态存在。 根据热力学的原理，在一定温度下达到热平衡时，基态与激发态的原子数的比例遵循Boltzman分布定律。 Ni / N0值绝大部分在10-3以下，激发态和基态原子数之比小于千分之一，激发态原子数可以忽略。 因此，基态原子数N0可以近似等于总原子数N。 1.基态原子的产生与激发 2.共振线 定义：电子从基态跃迁到第一激发态时产生的吸收线叫共振吸收线。 意义：元素的特征谱线。 1）各种元素的原子结构和外层电子排布不同， 基态第一激发态: 跃迁吸收能量不同——具有特征性。 2）各种元素的基态第一激发态， 最易发生，吸收最强，最灵敏线。 3）利用特征谱线可以进行定量分析。 以频率为，强度为 I0 的光通过原子蒸汽，其中一部分光被吸收，使该入射光的光强降低为 I ：       据吸收定律，得 其中k 为一定频率的光吸收系数。 h I0  3.原子吸收谱线 并不是严格的几何意义上的线,而是相当窄的频率或波长范围.既有一定的宽度。 表征参数： 1)中心频率v0 2)半宽度∆v 1. 吸收曲线轮廓 吸收系数Kv随频率v的变化曲线。 表征参数： 1)中心频率v0 2)半宽度∆v 定量基础 谱线变宽原因： 1)自然宽度：没有外界影响时，谱线的固有宽度。 2)多普勒变宽(热变宽)：由于原子在空间作无规则运动引起的谱线变宽。 3)压力(碰撞)变宽：辐射原子与其他粒子相互作用而产生的谱线变宽。 劳伦兹变宽：被测原子与其他粒子相互碰撞。 赫尔兹马克变宽：同种原子之间相互碰撞。 4)场致变宽：在外电场或磁场作用下，能引起能级的分裂，从而导致谱线变宽。 塞曼变宽：由于磁场的影响使谱线变宽。 主要影响因素：多普勒变宽和压力变宽。 5)自吸变宽：由自吸现象（共振线被灯内同种基态原子所吸收）而引起的谱线变宽。 1）积分吸收 钨丝灯光源和氘灯，经分光后，光谱通带0.2mm。而原子吸收线半宽度：10-3mm。如图： 若用一般光源照射时，吸收光的强度变化仅为0.5%。灵敏度极差。 理论上： 2.峰值吸收的测量 如果将公式左边求出，即谱线下所围面积测量出（积分吸收）。即可得到单位体积原子蒸气中吸收辐射的基态原子数N0。 这是一种绝对测量方法，现在的分光装置无法实现。 (△λ=10-3，若λ取600nm，单色器分辨率R=λ/△λ=6×105 ) 长期以来无法解决的难题！ 能否提供共振辐射（锐线光源），测定峰值吸收？ 锐线光源 在原子吸收分析中需要使用锐线光源，测量谱线的峰值吸收，锐线