Ch04-原子吸收光谱法.ppt

1、第4章原子吸收光谱Atomic Absorption Spectroscopy，1，4.1概要与历史，2，Overview History， overview原子能光谱(AAS ) isatechniqueforsdeterminingtheconncentrationofapraticarmemelementinasample.thethetechiquecanbeusedtoanalyzetheconcentrationof in a solution .3，原子吸收光谱是在被测定元素体的基本状态的原子为蒸汽状态下定量分析其原子共振放射性射线吸收的方法。 概要、4、天文学研究需要测量各种类

2、星体、行星的组成、结构，但由于这些个的行星离我们很远，类星体表面温度很高，我们无法接近，不能直接取样测量，天文学家怎么知道天体的构成问题的引入，5，1802年，伍兰斯顿(W. H. Wollaston )在研究太阳的连续光谱时，发现了太阳连续光谱上出现的暗线。 太阳光谱的黑线，6、6， 1859年，基尔霍夫(G. Kirchhoff )和本生(R. Bunson )研究了碱金属和碱土金属的火焰光谱，发现来自纳金属钍蒸气的光通过温度低的纳金属钍蒸气时引起纳金属钍光的吸收， 根据纳金属钍放射性射线与暗线在光谱中位置相同，判断太阳连续光谱的暗线是太阳周边大气层的纳金属钍原子吸收了太阳光谱中的纳金属钍

3、放射的结果。 发现原子吸收，7，7，1955年澳大利亚的华沙(A. Walsh )发表了他著名的论文在原子吸收光谱化学分析中的应用，为原子吸收光谱法奠定了基础。 此后经过几代不懈的努力，黑金属铅炉原子化技术、塞曼效应背景校正等先进技术应运而生，尤其是近年来微电子学技术的发展使原子吸收技术的应用不断进步，尤其在临床检验、环境保护、生化等方面广泛应用。 定量分析在分析科学中的应用，8、原子蒸汽对特征光谱的吸收。 测量对象：金属元素体及少数非金属元素。 原子吸收光谱的概要，9，灵敏度高，检测限为：火焰法1 ng/ml级，黑金属铅炉法10-10 10-14g。 精度：火焰法的误差提高1%，黑金属铅炉法

4、提高35%。 选择性好：共存成分的干扰作用小，不分离即可直接测定。 操作简单，分析速度快。 应用广泛：可测元素体达70多种，在化工、压电石英药、环境、食品、农业等领域应用。 分析不同的要素需要使用不同的要素灯。 金属钍、铪、铌、钽等元素体灵敏度低。 复杂的样品需要化学预处理。 原子吸收分光法的特征：10，4.2基本原理，11，Basic Principles是，放射有通过自由原子(例如镁，铜原子)的蒸汽，入射放射的频率与原子中的电子从基态迁移到高能量状态所需的能量频率相等的情况下，原子从辐射场开始镁原子吸收285.2 nm、279.6 nm的光，铜原子吸收324.8 nm、327.4 nm的光

5、。 基本原理，12，谐振吸收谱线：电子吸收一定的能量从基态转化为能量最低的激发态时产生的吸收谱线称为谐振吸收谱线，简称谐振线。 共振发射线：当电子从第一激发态返回基态时，发射相同频率的光，其对应的光谱称为共振发射线，也简称为共振射线。 分析线：用于原子吸收分析的特征波长的放射性射线被称为分析线，共振线的分析灵敏度高，因此光强，被用作分析线。若干基本概念、13、原子吸收光谱具有一定波长范围的光谱，而不是严格几何学意义上的线，其形状参照下图，光谱的形状称为光谱的轮廓。吸收丝的轮廓，0 :中心频率K0 :峰值吸声系数：吸收曲线的半峰宽约为10-310-2 nm，原子吸收光谱的轮廓，14，自然扩展：光

6、谱自身固有的宽度称为自然宽度，与激发状态的原子的人口平均预期寿命有关，人口平均预期寿命越长，光谱宽度越窄，一般约为10 -。多普勒变化幅度d :多普勒变化幅度也称为热变化幅度，因为原子在空间中呈不规则的热运动。 式中的0是中心频率，t是热力学温度，Ar是相对原子质量。 多普勒宽度与元素体的原子量、温度、光谱频率有关。 多普勒宽度随着温度的上升和原子量的减少而增加。 多普勒的宽度为10-3 nm纳米。 光谱变宽，15，压力变宽：压力变宽，也称为碰撞变宽，是因为被测量元素体的原子与蒸汽中的原子或分子碰撞，光谱变宽，压力变宽约10-3 nm。 劳伦斯扩展：被测量元素体的原子与其他粒子碰撞而产生的光谱

7、扩展。 原子区域内的原子蒸气压力的增大和随温度上升而增大，中心频率位移，光谱轮廓不对称。 赫兹标志扩展：也称为共鸣扩展，同种原子之间碰撞扩展光谱。 光谱变宽，16，积分吸收：在一定条件下，基态原子数N0与吸收曲线下包围的面积成比例：式中e为电子电荷，m为电子质量，c为光速，N0为单位体积原子蒸汽中吸收辐射的基态原子数，即基态的原子密度； f是振子的强度。 积分吸收，17，峰值吸收：基态原子蒸汽在入射光中心频率线的吸收。 峰值吸收的大小用峰值吸声系数K0表示。 由于现在的技术条件不能测定积分吸收，可以用峰值吸收代替积分吸收。 在一定条件下，峰值吸光率与基底状态的原子浓度N0成比例，是A N0、N

8、0试样中的测定对象元素体的浓度c，因此A=KC A :原子吸收吸光率； c :试验液中的元素体浓度这是原子吸收分析的基本关系式。 在原子吸收测定温度下，基态的原子数基本等于原子总数，因此，原子吸收光谱法的灵敏度较高。 实现峰值吸收、18、峰值吸收测量的条件：光源放射性射线的半峰宽小于吸收谱线的半峰宽，通过原子蒸汽的放射性射线的中心频率必须与吸收谱线的中心频率0正好一致。 因此，在选择光源时，请不要采用钨丝灯、氘灯等连续光源，而要采用空心阴极灯、无放电灯等线光源。峰值吸收测定条件、19、4.3设备、20、Instrument、原子吸收光度计、21、22、原子吸收光度计的结构图、23、光源、光源的

9、作用是放射被测定元素体的共振辐射。 对光源的要求有：尖溜溜线光源、辐射强度大、稳定性高、背景小等。 目前使用最广泛的是空心阴极灯(Hollow Cathode Lamp )、其他还有蒸汽放电灯(Vapor Discharge Lamp )和射频波无极性放电灯(highfrequencyelectrodelessdischargelamp )等。24、空心阴极灯Hollow Cathode Lamp，25、原子化器Atomizer，26、原子化器、火焰原子化器Flame Atomizer，27、原子化器、黑金属铅炉原子化器Graphite Furnace Atomizer，28， 2光路AAS计

10、doublebeamaasinstructionaccesforinstallityinthesource.othertechniquesareaddedtoacestringiflityinthesamplesandthe absorpt pecesinthesumple .29，Amor n顺序icpwithamonochromator，30， Amor n“simultaneous”ICP design (mostinstrumentssoldnowaresimultaneous )、4.4干扰作用及其去除方法、31、interferersanditselimination、干扰作用的种

11、类和去除、物理干扰作用如果试样液的浓度高，也可以采用稀释法。 化学干扰：被测元素体与共存成分反应生成稳定的化合物，影响被测元素体的原子化选择的适宜的原子化方法。 提高原子化温度会减少化学干扰作用。 使用高温火焰提高黑金属铅炉的原子化温度，加入能够分解难以解离的化合物的放射剂的保护剂，EDTA，8 -羟基金狮子酮等常用的化学分离等其他方法。 32、干扰种类和去除、电离干扰：高温条件下，原子电离，减少基态原子数，降低吸光率值，加入过量的络离子化剂。 其电离能低于被测元素体，先产生大量电子，抑制被测元素体电离。如果在测定Ca时加入KCl，则k的电能小于Ca的6.1 eV。 在光谱干扰作用吸收谱线重叠