3原子吸收光谱.ppt

1、原子吸收光谱，atomic absorption spectrometry，AAS，本章内容：第一节原子吸收光谱的基本原理基本原理原子吸收光谱第二节原子吸收光谱仪Atomic as，2 .确定原子吸收光谱吴宣仪轮廓和影响谱线放大的因素。4 .了解原子吸收光谱仪的特性。掌握原子吸收测量所需的条件。5 .掌握火焰和石墨炉雾化的原理，比较优缺点。6 .原子吸收光谱分析的实验条件选择和定量分析方法，第一节原子吸收光谱分析的基本原理，基本原则of AES，1。Generalization 2概述，原子吸收光谱的生成Formation of AAS 3，光谱轮廓和光谱线加宽shape and broade

2、ning of absorption line 4，原子吸收测量Quantitate AAS，1，1 1955年澳大利亚(1)灵敏度高，检测限制低，10-1010-14G；(2)准确度高，1% 5%；(3)选择性好，一般共存的元素不干涉。(4)广泛使用，可测量70多个元素。限制：多种元素不能同时测定，难以溶解的元素、非金属元素测定困难，2、原子吸收光谱的生成Formation of AAS，纪宁状态的第一个发生状态，通过吸收一定频率的辐射能，形成共振吸收线(共振线)，吸收光谱发生状态的状态，发出一定频率的辐射，使共振发射线1.原子的能量水平和转移，AAS是利用基态的测量对象原子蒸汽，通过光源发

3、射的特征补射线的吸收，根据辐射特征补射线光减弱的程度进行定量分析。(1)雾化将分析样品经过适当的化学处理，引入原子化器，使蒸发、离解、雾化，使测试的组成为气体基态原子。(2)从测量的元素的同种原子发射的特征辐射照射原子火器的原子蒸汽，其辐射部分被吸收，强度减小。(3)分散光谱将要测试的元素的共振线与其他光谱分开，使要测试的元素的共振线只通过。(4)检测并记录检测特性辐射吸收的情况。(5)定量分析，2 .AAS分析过程：频率、强度为I0的光通过原子蒸汽，其中一些被吸收，入射光的强度为I(通过光强度):3，光谱轮廓和光谱线变宽，A=，k是原子蒸汽对频率为N的光辐射的吸收系数。根据Lambert-B

4、eer吸收定律、A吸光度、吸收定律的表达式，分别用I和K-绘制了吸收强度和频率的关系以及光谱轮廓。通过光强I，吸收系数Kn与辐射频率N相关，谱线有宽度。谱线加宽的因素：(1)自然宽度(约10-5 nm)在不影响外部条件的情况下，谱线仍有一定的宽度。此宽度称为自然宽度。自然宽度与激发态原子的平均寿命有关，平均寿命越长，光谱宽度越窄。激发态原子的平均寿命与从激发态到低能状态的转移概率Aji成反比。，a .由原子的性质决定的自然宽度b .由于外部影响，列宽扩大，(2)多普勒加宽(列宽扩大)，(nD :10-3纳米)原子的热运动引起的可变多普勒效应，温度升高。光谱中心频率越大，原子量越小，原子吸收线就

5、越宽的主要因素；(3)碰撞越宽(压力越大)；(nl 336010-3nm)；(Lorentz)随着粒子间碰撞而产生的与碰撞粒子的差异，原子蒸汽压力越大，温度越高(莎士比亚、原子、原子、粒子、粒子、粒子、粒子、粒子、粒子)赫鲁斯马克(Holtsmark)的范围扩大了。(共振变宽了。):同类原子碰撞了。浓度高的时候有效。原子吸收中可以忽略。(4)自吸收宽光源发射的共振线被背部内的同种纪宁状态原子吸收，产生自吸收现象。灯电流越大，自吸现象越严重。(5)由于电场扩大、外部电场、带电粒子、离子形成的电场和磁场的作用，谱线扩大的现象。影响小。在一般分析条件下基于VD和VL。1 .积分吸收：理论：积分吸收(

6、原子蒸汽吸收的总能量)与单位体积原子蒸汽吸收辐射的原子数N0有关。4、原子吸收光谱测量，原子蒸汽吸收的全部能量，在原子吸收光谱中称为积分吸收。图中吸收线下方包含的总面积。C光速E电子功率M电子质量N0基态原子数F摆强度，在一定条件下，“积分吸收”与基态原子数成正比，与频率和吸收线的轮廓无关。只要测量积分吸收值，就可以计算出要测试的元素的含量。也就是说，这是绝对的测量方法，目前仪器还不能准确测量积分吸收！(n=10-3nm，波长600nm，单色分辨率R=l/n=6105)，2。最大吸收3360不是积分吸收，1955年Walsh在温度不高的情况下，峰值吸收系数在此轮廓内不随频率变化，吸收限制为辐射

7、轮廓，即KK0，因此可以使用“最高吸收”代替“积分吸收”:K0值测量的前提条件3360，预选光源发射线的半宽只有吸收线半宽的1/51/。空心阴极灯，(1)ne na (2)辐射线与吸收线的中心频率一致，锐利光源是能够发射光谱的半宽窄发射线的光源。通常最高吸收系数K0与光谱吴宣仪宽度相关。也就是说，K在一定的实验条件下是恒定的。也就是说，吸光度与正在测量的元素浓度成正比的原子吸收定量分析公式，3。原子吸收测量：N N0 c，2节原子吸收光谱仪，第一，过程过程过程2，光源光3，雾化装置auto mear 4，单色马达5，探测器Detector，Atomizer Absorption Spectro

8、meter，1(1)可以发射被测试元素的共振线。(2)可以发射锋利的线。(3)辐射强度高，稳定性好。2.空心阴极灯：一种气体放电管，3 .用空心阴极灯的原理施加适当的电压时，阴极发出的电子流入阳极。与充电的惰性气体碰撞，电离，产生正电荷，以电场作用向阴极内壁猛烈轰击。阴极表面的金属原子反弹，溅射的金属原子再次与电子、惰性气体原子及离子碰撞，释放共振线。，优缺点：(1)辐射强度、稳定性、光谱窄、灯容易更换。(2)每次测量每个元素时，可以更换相应的灯，徐璐使用其他测量对象元素作为阴极材料，制作相应的空阴极灯。空心阴极灯的辐射强度与灯的工作电流有关。4 .调制光源，同时调节光源和检测器的电源，以28

9、5Hz或400Hz脉冲供电。探测器只接受该频率的脉冲光信号。在雾化过程中，不会检测到发射的直流干扰信号。切割机的机械调制，消除干扰的措施：火焰雾化时火焰发出的辐射和中空阴极光源辐射共同作用于原子蒸汽，原子吸收和原子发射都存在，同时进入探测器，避免原子发射引起的直流信号干扰(火焰产生的干涉光谱)。3，原子化系统，1。样品中要测量的元素是原子蒸汽(原子化)，2。雾化方法，火焰法预混合原子化器非火焰法石墨炉原子化器，3。火焰雾化装置，缺点：雾化效率低，样品溶液用小水滴喷射到雾室，不锈钢材料，耐蚀性，高温；燃烧器使用的喷灯有“孔”和“长缝类型”两种，预混合燃烧器，一般为长缝类型喷雾，喷灯的接缝长度和接

10、缝宽度取决于火焰：空气乙炔火焰：0.5mm100mm氧化亚氮乙炔火焰：0.5mm50mm，(4)燃料气体和辅助气体燃烧形成的火焰。随着样品雾落到火焰中，经过蒸发、干燥、哈里(还原)等过程，产生了大量的基态原子。选择火焰温度：(A)使用可能的低温火焰，以便被测试的元素完全分解为基态原子。(b)火焰温度越高，产生的热发生状态原子越多。(C)火焰温度取决于气体和辅助气体类型，常用空气乙炔火焰的最高温度为2600K，可以测量35种元素。火焰类型：化学测量火焰(燃烧比类似于化学测量):中性火焰，温度高，干扰小，稳定，背景低，常用。富烟化火焰(气量大):适合还原性火焰，不完全燃烧，温度稍低，容易形成难以熔

11、化的氧化物的元素Mo，Cr稀土等测量。贫烟火焰(燃烧量大):火焰温度低，氧化火焰应用于容易电离的元素，如碱金属的测量。4 .石墨炉雾化装置，(1)电源、保护系统，包括黑关联在内的结构，(2)雾化过程，雾化过程分为干燥、绘画(去除气体)、雾化、净化(去除残渣)气体干涉和化学干涉很小。原理：在酸性介质中使用强还原剂溴化钠将测量的元素还原为易挥发和易分解的气体氢化物。，ASC L3 4 NAB H4 HCL 8 H2O=ash 3 4 NACL 4 HBO 2 13 H2在特殊氢酸盐生成器中生成氢化合物，并将其输送到原子化器中，氢化合物易于分解，雾化温度低，(2)冷原子化法(汞低温原子化法)主要原则

12、：样品中的汞离子灵敏度、准确度(最大10-8g汞)、第3节干扰和抑制、Interferences and elimination、第一、物理干扰和抑制物理干扰和抑制、化学干扰和抑制最好的去除方法是配与样品溶液相似的标准溶液，将标准溶液放在测试用样品中，并分别测定。例如，时液的粘度影响取样速度，表面张力影响液滴大小等，标准加入法，2，化学干涉和抑制，要测量的元素和其他组分之间的化学作用引起的干扰效果，主要影响，1 .化学干扰的类型(1)与正在测试的元素共存物质作用形成了难挥发的化合物，减少了参与吸收的基态原子。例如：A)火焰中容易产生挥发性氧化物的元素Al、Si、B、Ti等B)维特里乌斯、硅酸盐

13、、铝产生挥发物，(2)原子产生电离反应，产生离子，不产生吸收，总吸收强度减弱，电离电位6eV在标准溶液和试液中添加光谱化学释放剂或保护剂等，抑制或减少化学干扰。(1)添加释放剂和干涉元素，形成更稳定的化合物，释放测量大气中的元素，例如，PO43-的存在对钙的测量有严重干扰，添加锶或镧化合物，可以与PO43-形成更稳定的化合物，从而释放钙。防止干扰物质及其作用，但生成的复合物易挥发和雾化，不妨碍测量。添加EDTA生成EDTA-Ca，避免PO43-钙作用，(4)电离缓冲剂去除剂是低于被测试元素电离电位的元素，在相同条件下先去除离子化剂，产生大量电子。(3)添加缓冲剂以添加足够的干涉元素以稳定干涉：在用N2OC2H2火焰测量钛时，在样品和标准溶液中添加200ug/ml以上的铝盐以稳定对钛的铝干涉；(5)在石墨炉原子化时，在样品中添加基本改善剂。在干燥或绘画阶段，使干涉和容易挥发的化合物在雾化之前去除。NaCl对Cd的干扰可以通过添加NH4NO3转换到容易挥发的NH4Cl和NaNO3，在绘画阶段消除。3、光谱干扰和抑制，要测试的元素的共振线与干涉物质光谱没有完全分离。这种干涉主要有光源和以下几种：1 .分析线附近有单色不可分离的测量目标元素的相邻线可以通过调整狭缝来抑制干扰。2.空