高教版仪器分析第八章 原子吸收光谱分析

2020年4月6日 第八章原子吸收分光光度分析法 第一节概述generalization atomicabsorptionspectrometry AAS 2020年4月6日 2020年4月6日 2020年4月6日 2020年4月6日 由光源发射出锐线光源 共振线 原子化器 基态原子吸收 单色器 分离出所需要的谱线 被检测器接收 电信号 放大 在显示记录装置上显示或记录 2020年4月6日 特点 选择性高 准确度高 灵敏度高 应用广难熔元素 非金属元素测定困难 不能多元素同时测定 2020年4月6日 第八章原子吸收分光光度分析法 第二节原子吸收光谱分析基本原理 atomicabsorptionspectrometry AAS 2020年4月6日 2020年4月6日 一 共振线与吸收线 1 基态原子的产生 待测元素原子化 蒸发 气化 离解 2 共振线与吸收线 2020年4月6日 a 各种元素的原子结构和外层电子排布不同跃迁吸收能量不同 具有特征性 b 各种元素的基态 第一激发态最易发生 吸收最强 最灵敏线特征谱线 c 利用原子蒸气对特征谱线的吸收可以进行定量分析 2020年4月6日 二 谱线的轮廓与谱线变宽 表征吸收线轮廓 峰 的参数 中心频率 0中心波长 半宽度 2020年4月6日 吸收峰变宽原因 1 自然宽度 N 10 5nm 2 温度变宽 多普勒变宽 D 10 3 10 2nm 3 压力变宽 劳伦兹变宽和赫鲁兹马克变宽 L 4 自吸变宽 5 场致变宽 2020年4月6日 三 积分吸收和峰值吸收 1 积分吸收 2020年4月6日 积分吸收 这是一种绝对测量方法 单色器分辨率要求过高 目前无法解决 2020年4月6日 2 峰值吸收 2020年4月6日 峰值吸收 在原子吸收中 考虑多普勒效应影响 则 上式的前提条件 1 e a 2 辐射线与吸收线的中心频率一致 锐线光源 2020年4月6日 四 基态原子数与原子吸收定量基础 对于大多数元素来说 Nj N0 1 2020年4月6日 2020年4月6日 六 定量基础 比尔定律 Beerlaw 2020年4月6日 第二节原子吸收分光光度计 第八章原子吸收光谱分析法 atomicabsorptionspectrometry AAS 2020年4月6日 原子吸收仪器 4 2020年4月6日 一 流程 1 采用锐线光源 2 单色器在火焰与检测器之间 3 信号调制 2020年4月6日 2020年4月6日 原子吸收中的原子发射现象 在原子化过程中 既存在原子吸收 也有原子发射 消除干扰的措施 调制 2020年4月6日 二 光源 提供待测元素的特征光谱 获得较高的灵敏度和准确度 灯电流 2020年4月6日 2020年4月6日 三 原子化系统 1 作用将试样中离子转变成原子蒸气 2020年4月6日 2 原子化方法 火焰法无火焰法 电热高温石墨管 激光 2020年4月6日 3 火焰原子化装置 雾化器和燃烧器 1 雾化器结构如图所示 主要缺点 雾化效率低 2020年4月6日 2 燃烧器 作用 支持火焰并通过火焰的作用使试样原子化 2020年4月6日 2020年4月6日 空气 乙炔火焰是原子吸收分析中最常用的火焰 火焰原子化法的优点 重现性好 火焰稳定性高 背景噪声低 易于操作的特点 缺点 原子化效率仅为10 左右 灵敏度较低 2020年4月6日 4 石墨炉原子化装置 无火焰原子化装置 1 结构如图所示 2020年4月6日 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 2020年4月6日 3 优缺点 优点 原子化程度高 试样用量少 1 100 L 可测固体及粘稠试样 灵敏度高 检测极限10 12g L 缺点 精密度差 测定速度慢 操作不够简便 装置复杂 2020年4月6日 5 其他原子化方法 1 低温原子化方法特点 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 2 冷原子化法 低温原子化方法 一般700 900 C 特点 常温测量 灵敏度 准确度较高 可达10 8g汞 2020年4月6日 四 单色器 1 作用将待测元素的共振线与邻近线分开 2 组件色散元件 棱镜 光栅 凹凸镜 狭缝等 3 单色器性能参数 1 线色散率 D 2 分辨率 3 通带宽度 W 2020年4月6日 五 检测系统 1 检测器 将单色器分出的光信号转变成电信号 如 光电池 光电倍增管 光敏晶体管等 2 放大器3 对数变换器4 显示 记录新仪器配置 原子吸收计算机工作站 2020年4月6日 第八章原子吸收分光光度分析法 第四节定量分析方法 atomicabsorptionspectrometry AAS 2020年4月6日 1 标准曲线法 标准曲线法简便 快速 但仅适用于组成简单的试样 2020年4月6日 2 标准加入法 该法可消除基体干扰 不能消除背景干扰 斜率小 误差大 2020年4月6日 第十四章原子吸收分光光度分析法 第五节干扰及其抑制 interferencesandelimination atomicabsorptionspectrometry AAS 2020年4月6日 一 光谱干扰 1主要来自光源在分析线附近有单色器不能分离的待测元素的邻近线 可以通过调小狭缝的方法来抑制这种干扰 空心阴极灯内有单色器不能分离的干扰元素的辐射 换用纯度较高的单元素灯减小干扰 灯的辐射中有连续背景辐射 用将灯反接 用大电流空点 以纯化灯内气体 或更换灯 光谱线重叠干扰 选用其它分析线或分离干扰元素 250页表8 5 2020年4月6日 1 原子化器的发射和背景吸收 原子化器的发射可用调制方式进行减免适当增加灯电流 提高光源发射强度来改善信噪比 2020年4月6日 2 背景干扰校正方法 1 氘灯连续光谱背景校正 2020年4月6日 2 塞曼 Zeeman 效应背景校正法 2020年4月6日 二 物理干扰 基体效应 及抑制 可通过控制试液与标准溶液的组成尽量一致的方法来抑制 也可以使用标准加入法来消除这种干扰 2020年4月6日 三 化学干扰及抑制 待测元素与其共存物质作用生成难挥发的化合物 例 a 钴 硅 铍在火焰中易生成难熔化合物待测离子发生电离反应 生成离子 1 化学干扰的类型 2020年4月6日 2 化学干扰的抑制 消电离剂 加入大量易电离的一种缓冲剂以抑制待测元素的电离 例 加入足量的铯盐 抑制K Na的电离 释放剂 与干扰元素生成更稳定化合物使待测元素释放出来例 锶和镧可有效消除磷酸根对钙的干扰 2020年4月6日 保护剂 生成稳定的络合物或螯合物 防止干扰物质与待测元素作用例 加入EDTA生成EDTA Ca 避免磷酸根与钙作用 饱和剂 加入足够的干扰元素 使干扰趋于稳定例 用N2O C2H2火焰测钛时 在试样和标准溶液中加入300mgL 1以上的铝盐 使铝对钛的干扰趋于稳定 2020年4月6日 第八章原子吸收分光光度分析法 第六节分析条件选择 atomicabsorptionspectrometry AAS 2020年4月6日 1 分析线2 空心阴极灯电流3 火焰4 观测高度5 狭缝宽度 2020年4月6日 2020年4月6日 第八章原子吸收分光光度分析法 第八节应用 atomicabsorptionspectrometry AAS 2020年4月6日 2020年4月6日