原子吸收光谱法课件

1、原子吸收光谱，1，概述(1)定义(2)特性2，基本原理(1)一般分析过程(2)产生基态原子和原子吸收光谱(3)基态和激发态原子的分布关系(4)光谱线轮廓和可变宽度(5)是自由原子吸收光的元素定量分析方法。也就是说，正在测量的元素的基态原子对光源发射的这个原子的特征性窄频率辐射产生共振吸收，吸光度与在一定浓度范围内正在测量的元素的基态原子浓度成正比。原子吸收光谱法与紫外可见光分光光度计的基本原理相同，遵循Beer定律。可以根据雾化方法分为：1)火焰原子吸收法2)非火焰原子吸收法3)冷原子吸收法，第1节中2、特性(1)原子吸收法，紫外线可见光分光光度法，原子发射法的差异三种分析方法的基本原理相同，

2、并遵循贝尔定律。1.原子吸收法和紫外线可见光光度法的区别1)吸收材料状态不同的原子吸收法：蒸汽上的基态原子紫外线可见光分光光度法：溶液中的分子(或原子年代)吸收光谱中的其他原子吸收法：锐线光，线吸收，半宽约0.01紫外线可见光分光光度法：单色光，带状吸收，第一节概述，第一节概述原子吸收法和原子释放法的区别1)定量分析的基础(基础)其他原子吸收法：基态原子对特征线光的吸收也是原子释放法：激发状态原子发射的特性频率辐射的强度2)确定元素的原子状态其他原子吸收法：基态原子，要测试的元素中最重要的能量状态原子释放法：激发状态原子，1。高灵敏度(低检测限制)10-8-10-10g/ml至10-12-10

3、-14g/ml，第1节概述，2。精度好的相对标准偏差(RSD)为1-2%到0.1-0.5% 3。选择性高的4。准确度高，分析速度快5。使用广泛的岩石、矿石、土壤、大气尘埃、水、植物、食品、生物组织等样品中的70多种微量金属元素间接测定s、n、卤等非金属及其化合物。6.缺点1)不能同时对多个元素执行2)某些元素的测量灵敏度低(稀土元素，Zr，w，u，b)，某些组件的复杂样本干扰大。第二节的基本原理，第一，常规分析过程， 电离3) m (g) m * (g) m e化合激发作用是MOH * m (g) mo * oh，第二基本原理，(2)生成吸收光谱， 光的发射是原子外层中高能量水平(激发态)的电

4、子转移到低能量水平(低激发态或基态)时产生的电磁辐射。光的吸收，如果基态原子从外界收到一定的能量作用，原子外电子就会从基态转移到更高的能量等级，因此必须吸收一定频率的辐射。一个元素的原子不仅具有一系列特性谱线，还具有与发射波长相同的特性谱线(图1)，第二部分的基本原理，吸收光谱，共振转移：光谱分析中基态和激发态之间的原子相互转移。共振吸收线(发射线):由共振转移引起的光谱线第一共振吸收线(主共振吸收线):由第一激发态到基态转移产生的共振吸收线。原子吸收法通常使用第一共振吸收线测量。第二个基本原理，第三，基态和激发态原子的分布关系在火焰温度下热力学平衡时，火焰的基态和激发态原子数的比例关系在波兹

5、曼分布定律：Nq/N0=(gq/g0)e-(Eq-E0)/KT()Nq/N0=(GQ/G0)e-Eq/kt=(GQ/G0)e-HF/kt(2)h:普朗克常数f:光的频率为特定频率的原子光谱线GQ，gg(表1所知：1)相同的原子，t高度，Nq/N0比率高度2)在相同的t(火焰温度)下，共振线波长较长的原子Nq/N0比率越大，3) Nq/N0比率非常小。也就是说，与基态原子的数量相比，这里的原子数量很少。第二节基本原则，表1。某些元素在不同温度下的Nq/N0比率(理论值)Nq/N0元素共振谱nm 2000k 2500k 3000k 766.49 1.6810-4 1.1010-3.8410-3 n

6、a 589.00 9.8610-6 1.1410如果入射光不是绝对单色线，则吸收线的频率也将发生变化，且不会统一(图3)。理论上，原子的电子能级转移时发射或吸收的能级是量子化的，因此其发射或吸收线必须是单个频率。但事实上，原子吸收线不是严格地单色或无限定的，而是有一定的宽度(图3)。中心频率F0下最强，光线透射度最低。将吸收强度和频率相关联，就得到原子吸收线的轮廓(图4)。以F0为中心具有固定频率宽度的峰值吸收。峰值的最大吸收系数Kf0的频率对应于原子的特征吸收频率中心频率f0，峰值吸收系数的一半处的频率范围f称为吸收线轮廓的半宽。常用于表示吸收线的轮廓。大约0.001-0.01nm。第二部分

7、的基本原理，If，f0，f，Kf，Kf0，1/2Kf0，f，f0，f，图3中的半透明度(If)-综上所述：1)自然光宽度(f n)是原子发生能量准位转移时，激发态的原子取决于使命的宽度。2)据说列宽(f D)使多普勒变宽。因为如果原子受热，就会在空间里进行不规则的运动，产生多普勒效应。其值与原子量的平方根成反比，与火焰温度的平方根成正比。3)压力变宽(f L)，碰撞也变宽。原子蒸汽的气体压力增加了粒子之间相互碰撞的可能性，而吸光原子和蒸汽的原子或分子的能量水平发生了轻微的变化，吸收频率发生了变化，使谱线变宽。第二节的基本原理，压力宽度分为洛伦兹面积和霍尔茨马克变宽。其值与火焰温度的平方根成反比

8、，但随着气体压力的增加明显增加。4)同位素存在引起的光谱叠加宽度的宽度。5)自吸收在空心阴极灯中变宽，激发状态原子发出的光被阴极周围的同种基态原子吸收的自吸现象也使光谱线变宽，发射强度变弱。自吸宽度随灯电流的增加而增加。第二基本原理，5，原子吸收测量积分吸收和峰值吸收1。积分吸收与原子数(浓度)的关系是因为在原子吸收光谱中，共振吸收线和共振发射线都不是单个频率的线，而是具有一定频率宽度的峰值吸收(或发射)。应用Beer定律来说明吸光度和原子浓度之间的关系显然不严格。经常用积分吸收或峰值吸收进行定量分析。爱因斯坦的理论积分吸收和基态原子数N0之间存在以下关系：87474；kfdf=( E2/MC

9、) f n0 (3)因为在一定条件下，给定元素的 E2，MC，f 是常数，所以有第二个基本原理：874747；kfdf=k n0 (4)，第二个基本原理是原子吸收线的带宽只有0.001-0.01nm，但在这么小的波长范围内测量其积分系数实际上是很困难的。1)单色光纯度要求高，普通光源2)仪器分辨率要求高，普通仪器2。因为不能满足预赛光源沃尔什(1955年)。在温度不高的情况下，峰值吸收(即吸收线中心波长的吸收系数)也与测量的原子浓度呈线性关系，因此可以用中心波长吸收的测量代替积分吸收系数的测量。同时，尖锐的线光源的出现解决了测量峰值吸收的问题。尖锐的线光源是空心阴极灯中某些元素的激发状态在一定

10、条件下发出的半宽只有吸收线1/5的辐射线。发射的光谱线与原子吸收光谱的中心频率一致，位于F0上(图5)。第2节的基本原理是，吸收线与发射线的中心频率(波长)一致，尖锐线光源发射线的带宽比吸收线的带宽小得多，因此，发射线带宽风扇周围的原子吸收系数是常数，与中心波长0的吸收计数成正比。也就是说，辐射的轮廓对应于吸收线中心的峰值频率吸收。如果仅考虑火焰原子的热移动，峰值吸收和积分吸收之间的关系是，=0.001-0.005nm，=0.0005-0.002nm， 0 (F0)(3)，(4)表达式-kfdf=(E2/MC)f n0=k n0k Kf0=k n0(7)峰值吸收系数Kf0和基态原子数之间的比例

11、关系根据兰伯特的定律I=I0exp(-K L) (8) K ，如果此波长下基态原子的吸收系数L是通过样品的光的长度，则：第二部分的基本原理，A=lg(I0/I)=Kf0 L lge (9)为(7)表达式，A=lg(I0/I)=kN0 (10)、第三节原子吸收分光光度计、1、基本装置和工作原理可分离单光束、双光束原子吸收光谱仪、相同基本结构、光源、雾化系统、分光系统和检测系统四个主要部分。，双光束分光光度计：主要区别在于，光源发射的作用光被旋转调光器分为两个具有相同亮度的光源，其中一个通过原子化器(通过样品)，另一个通过原子化器(不通过原子化器)，而是作为基准光。之后，两种分析光都通过单个色器，探测器。通过测量基准光束光强度的波动，消除光强度不稳定性引起的漂移，可以进一步提高测量精度。第三节原子吸收分光光度计，(a)光源1。光源的要求原子吸收分析的光源要求满足以下要求：1)稳定性良好2)发射强度