仪器分析PPT教学课件-第2章 原子吸收光谱法.ppt

2019/2/5,第二章 原子吸收光谱法,2019/2/5,第二章 原子吸收光谱法,第一节 基本概念,1、基态原子和激发态原子,不同原子，e不同，故可定性,2019/2/5,2、吸收线和共振线,第二章 原子吸收光谱法,吸收线：被测元素的吸光度随入射频率（波长）变化而变化的曲线。,原子吸收线特征：各吸收峰彼此独立，呈线状光谱,a,a1 e1,a2 e2,a3 e3,共振线：,广义上指原子由基态跃迁至激发态对应的吸收线（v1、v2、v3）,狭义上指原子由基态跃迁至第一激发态对应的吸收线（v1）,特点：信号最强，灵敏度最高。又称分析线或灵敏线,2019/2/5,第二章 原子吸收光谱法,第二节 分析原理,分析中的基态原子，由以下三步产生：,2019/2/5,第二章 原子吸收光谱法,温度条件波耳兹曼关系式(p99式7-5),一般，当t3000k时，(ni /no)1%，可忽略ni。,2019/2/5,第二章 原子吸收光谱法,二、定量原理,基态原子对电磁波的吸收遵循光吸收定律,1 吸收线的轮廓和宽度 轮廓呈峰形而非线状； 位置可用中心频率vo(或中 心波长o)来表示。 大小可用中心吸收系数ko 和半宽度v(或)来反映。,2019/2/5,第二章 原子吸收光谱法,2019/2/5,第二章 原子吸收光谱法,2 原子吸收与浓度的关系 确定思路, 积分吸收法,由积分曲线图可知,准确求取 的条件： a. kv与dv的数学关系； b. 高分辨率的仪器。,吸收峰所围面积= = k0 = k, 峰值吸收法,原理由测面积转为测高度(ko),若吸收峰很窄(只及一般情况下的1/51/10)，则可将吸收峰面积按矩形近似处理。,实现条件：锐线光源,2019/2/5,第二章 原子吸收光谱法,根据经典理论，此时有,光源一般为真空，且被分析物浓度较小，故 v vd，在一定温度下为定值，故 ko = k,= 0.94 k,按光吸收定律 a = 0.434kl 在 l 一定时， c，得,a = kc,应用条件,a. 锐线光源 b. 发射线的中心频率与 被测物吸收线的中心频 率一致,2019/2/5,cs,cx,第二章 原子吸收光谱法,第三节 定量分析方法,一、标准曲线法,原理：a=kc 特点,简便； 仅适于组成简单的被测样品。,二、标准加入法,1.一次标准加入法 ax=kcx a(x+s)=k(cx+cs),标准溶液,注意：由此解出的cx应换算为稀释前的初始浓度cxo。,ax,a(x+s),2019/2/5,严格说应采用一元线性回归法。 由 a(x+s) = kcs+kcx y = bx + a,第二章 原子吸收光谱法,2.连续标准加入法,原理：a(x+s)=k(cx+cs) 交点处吸光度为零，故 cx+cs = 0 即 cx = -cs,cs1,cs2,csn,a,cs,-cs,cx,kcx= a cx= = ,a,k,b,a,2019/2/5,第二章 原子吸收光谱法,第四节 光谱仪器,结构分四部分(p101)：,一、光源,作用：产生锐线光源。 元件：空心阴极灯。 注意事项： 预热510分钟； 灯电流控制在最大灯电流的1/31/2为宜。,空心阴极灯,2019/2/5,第二章 原子吸收光谱法,2019/2/5,第二章 原子吸收光谱法,三、分光系统,作用：将待测元素的吸收线与邻近的其它谱线分开。 元件：由分光元件和过滤元件所构成。,棱镜,1.分光元件,2019/2/5,第二章 原子吸收光谱法,光栅,思考：棱镜与光栅相比较，谁的适用面更广？,2019/2/5,第二章 原子吸收光谱法,2.过滤元件,注意：s的选择应视情况而定。,2019/2/5,第二章 原子吸收光谱法,四、检测系统,作用：将通过出射狭缝的光转变为电信号。 元件：光电倍增管、信号放大器、对数转换器和显示器。,2019/2/5,第二章 原子吸收光谱法,第五节 干扰及抑制,干扰分四类： 物理干扰、化学干扰、电离干扰和光谱干扰,一、物理干扰,因被测溶液和标准溶液组成不同而产生的干扰。 消除方法：采用标准加入法。,二、化学干扰,因待测元素与其他共存元素发生化学反应，生成难挥发或难解离的产物，使基态原子数减少的干扰。 如：,2019/2/5,第二章 原子吸收光谱法,影响结果：产生负偏差。 消除方法：有三类 1.适当提高火焰温度； 2.加抑制剂 如：,(8-羟基喹啉),抑制剂分三种：释放剂、保护剂、基体改进剂(p110111) 3.化学分离法。,2019/2/5,第二章 原子吸收光谱法,三、电离干扰,高温下，一部分电离电位较小(6ev)的元素因电离而产生的干扰。 m mn+ + ne- 影响结果：产生负偏差。 消除方法：1.适当降温； 2.加入消电离剂。,四、光谱干扰,由共存的其它物质对吸收线的影响而产生的干扰。 具体影响可分两类。,2019/2/5,第二章 原子吸收光谱法,1.谱线干扰,影响结果：前者产生负偏差并使分析灵敏度降低，后者产生正偏差。 消除方法：减小狭缝宽度； 降低灯电流； 选用纯度较高的单元素灯； 选择其它无干扰的吸收线； 分离干扰元素。,2019/2/5,第二章 原子吸收光谱法,2.背景干扰,影响结果：产生正偏差。 消除方法：,改变实验条件：火焰类型、溶剂、燃助比、火焰高度,此外还有氘灯法、塞曼法等。,2019/2/5,第二章 原子吸收光谱法,第六节 灵敏度和检出限,一、灵敏度,按iupac规定,s = dy/dx,单位浓度改变对应的响应信号变化,原子吸收常用特征浓度或特征质量反映灵敏度。,特征浓度：分析中恰好产生1%吸收所对应被测元素的质 量浓度，用“cc”表示。单位：gml-1/1%。 按定义：cc越小，方法或仪器越灵敏。 cc确定方法：若质量浓度为s的溶液，测得吸光度为a，则,2019/2/5,第二章 原子吸收光谱法,注意：原子吸收分析中，a为0.110.53时测量误差较小，故,s(最佳)：25120(cc),二、检出限,原子吸收规定：被测样品的信号(a)恰好为空白溶液信号的标准偏差3倍(3)时所对应的质量浓度或质量，用“d”表示。,按定义：d越小，方法或仪器的性能越好。 d的确定方法：若质量浓度为s的溶液，测得吸光度为a，则,单位：gml-1。,2019/2/5,第二章 原子吸收光谱法,3的测定方法： 用空白溶液进行10次以上测定：a1、a2、an，, =,2019/2/5,本章要求,1.掌握原子吸收的原理及相关基本概念