8第八章原子吸收光谱法-

第八章原子吸收光谱法,单色器,检测器,原子化器,试样,空气燃气,光源,一、概述1.仪器结构,2.原子吸收的特点（1）干扰小吸收谱线的数量少，重叠的可能性小（2）灵敏度高基态的原子数量大，产生的信号强（3）选择性好测量选择被测元素的特征谱线，不易受其他元素影响,二、基本原理1.原子吸收线的特点（1）吸收规律原子对特定波长的光产生吸收，吸收的强度满足朗伯定律：,Iv=I0e,-kvL,kv为原子蒸气对频率为v的光的吸收系数,吸收线的形状,0,kv,Iv,0,（2）吸收谱线的宽度原子吸收的光谱是线状光谱，但由于各种原因发生了变宽自然宽度与激发态的原子的寿命有关，其半宽度大约在10-5nm的数量级多普勒变宽（热变宽）与原子蒸气的原子运动方向有关（多普勒效应）压力变宽由于吸光原子与蒸气中的原子、分子发生碰撞引起的能级变化而导致的谱线变宽,2.积分吸收（1）积分吸收：原子吸收的能量的总和,kv,0,1）积分吸收与样品浓度,2）积分吸收的测量：,10-3nm,0.2nm,I,（2）积分吸收测量的要求对光源的要求要求光源发射的光的波长范围与原子吸收峰的宽度相当，使测量的信号较强。对测量的要求必须准确测出吸收峰的面积（积分吸收）,3.峰值吸收（1）积分吸收测量的困难（2）锐线光源：能发出半宽度很窄的发射线的光源（3）峰值吸收,吸收线,发射线,v0,v,A=kN0L,A为原子在发射线（频率）宽度范围里的吸光度，N0为原子蒸气中基态原子的数目,当光源发射的光的波长范围与原子吸收峰的宽度相当并小于吸收峰的宽度，并且发射峰的中心频率与吸收峰的频率对准(相同）时，有以下定量关系：,当火焰的长度（L）一定时，上式变为：A=kN0,4.原子蒸气的基态原子（1）原子蒸气的温度越高，则Nj/N0越大，即激发态的原子越多（2）同温时，跃迁的能级越低，共振线的频率越低则Nj/N0越大（3）通常在低于3000K的火焰中的原子，电离的很少，激发态的原子的数量远小于基态原子的数量（Nj/N0小于1）（4）原子蒸气的浓度与样品的浓度成正比，所以有：,A=kc,三、仪器结构1.结构框图,光源,原子化器,单色器,检测器,显示,2.仪器的构成（1）光源1）要求锐线光源：发射线的宽度小于吸收峰的宽度，并且两峰的中心波长相同,2）空心阴极灯的结构和原理,1,2,3,1空心阴极：材料为被分析元素2.阳极3.石英窗4.内充惰性气体（氖）,工作过程：,内充气体放电,阴极表面原子化,激发发光,特点：被分析元素的原子发光光谱必然与该元素吸收的光的光谱相对应，因此只要选定测定波长，就很容易使发射峰和吸收峰的中心波长对准发射峰的宽度也小于吸收峰的宽度控制空心阴极灯的电流就可以控制发射出的光谱，通常使用元素的第一共振线，这时灯电流最小,（2）原子化器1）作用：产生（基态的）原子蒸气2）类型A.高温（热）原子化器火焰原子化器特点：结构简单、快速，对大多数元素有较高的灵敏度类型：全消耗型：样品直接喷入火焰，样品利用率高，但火焰容易波动预混和型：样品先经过雾化，然后进入燃烧器,结构,空气燃气,雾化器,燃烧器,火焰类型：a.易挥发或易电离的元素，应采用低温且燃烧速度较慢的火焰,b.对易与氧气形成耐高温的氧化物的难离解的元素，应采用高温火焰无火焰原子化器特点：灵敏度高，比火焰原子化器高出1-2个数量级类型：电热高温石墨炉、石墨坩锅、石墨棒、钽舟、镍杯、激光等常用（电热高温）石墨炉原子化器,结构,氩气,石墨管,支架,工作过程：,进样,干燥,灰化,原子化,净化,特点：原子化效率高（约90左右），灵敏度高，但背景干扰大B.低温（冷）原子化器氢化物原子化器冷原子化器,（3）光学系统和单色器单色器的作用光源调制（4）检测系统光电倍增管工作原理,光,四、定量分析方法1.标准曲线法2.标准加入法五、干扰及其抑制（一）光谱干扰1.与光源有关的干扰（1）与分析线相邻的待测元素谱线的干扰（2）与分析线相邻的非待测元素谱线的干扰2.光谱线重叠的干扰3.与原子化器有关的干扰,原子化器的发射背景吸收特点：分子吸收和盐粒散射，是一种宽带吸收背景吸收的校正：a.邻近谱线校正b.空白溶液校正c.分离基体校正d.氘灯扣背景校正e.塞曼效应校正,塞曼效应的原理塞曼效应:在磁场作用下，简并的谱线发生分裂的现象,324.8nm,-,+,成分：偏振方向与磁场平行，波长与未分裂前相同成分：偏振方向与磁场垂