原子吸收實(shí)驗(yàn)一課件

原子吸收實(shí)驗(yàn)一

一目的要求．

1、學(xué)習(xí)原子吸收光譜法的基本原理；

2、掌握原子吸收分光光度計(jì)的結(jié)構(gòu)、性能及操作方法3.掌握原子吸收分光光度法測(cè)定的最佳實(shí)驗(yàn)條件的選擇方法4、了解實(shí)驗(yàn)條件對(duì)測(cè)定的靈敏度、準(zhǔn)確度和干擾情況的影響1/6/20242

二、原理:從光源發(fā)出的特征輻射，通過(guò)原子蒸汽時(shí)，被待測(cè)元素的基態(tài)原子所吸收，由輻射的吸收程度來(lái)測(cè)定待測(cè)元素的含量。1/6/20243定量分析依據(jù)

物質(zhì)產(chǎn)生的原子蒸氣中，待測(cè)元素的基態(tài)原子對(duì)光源特征輻射譜線的吸收符合朗伯-比爾定律基態(tài)原子對(duì)光的吸收?qǐng)D

式中I0和Iv分別表示入射光和透射光的強(qiáng)度；No為單位體積基態(tài)原子數(shù),L為光程長(zhǎng)度，K為與實(shí)驗(yàn)條件有關(guān)的常數(shù)。1/6/20244

上式表示吸光度與蒸氣中基態(tài)原子數(shù)呈線性關(guān)系。實(shí)際工作中．要求測(cè)定的是試樣中待測(cè)元素的濃度C，在確定的實(shí)驗(yàn)條件下，試樣中待測(cè)元素的濃度與蒸氣中原子總數(shù)有確定的關(guān)系，

N=aＣ

（2）a為比例常數(shù)．將式(2)代入式(1)得：

A=KＣL（３）這就是原子吸收光譜法中的基本公式，它表示在確定實(shí)驗(yàn)條件下，吸光度與試樣中待測(cè)元素濃度呈線性關(guān)系。

1/6/20245三原子吸收主要分析特點(diǎn)特點(diǎn)：檢出限低準(zhǔn)確度高選擇性高（一般情況下共存元素不干擾）應(yīng)用廣（可測(cè)定70多種元素）局限性：難熔元素、非金屬元素測(cè)定困難、不能同時(shí)多元素測(cè)定1/6/20246

四原子吸收分光光度計(jì)儀器結(jié)構(gòu)由四部分組成：１.光源２．原子化器

３.分光系統(tǒng)４．檢測(cè)系統(tǒng).1/6/20247

原子吸收分光光度計(jì)示意圖光源原子化系統(tǒng)分光系統(tǒng)檢測(cè)顯示系統(tǒng)空心陰極燈反射鏡旋轉(zhuǎn)斬光器廢液光束反射鏡半反射鏡狹縫反射鏡吸光度空氣光柵原子吸收光譜儀主要部件8(1).光源-空心陰極燈

作用:發(fā)射待測(cè)元素的特征光譜

組成:陰極陽(yáng)極內(nèi)充惰性氣體（氖氣）1/6/20249(2).原子化器

作用：使樣品原子化并將原子蒸汽送入光路

噴霧器膨脹室燃燒器1/6/202410

(3).分光系統(tǒng)

作用:從光源發(fā)出的光譜輻射中分離出特征譜線

組成:光柵反射鏡狹縫

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（4）.檢測(cè)系統(tǒng)

作用:１.進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換.２.信號(hào)放大、處理和顯示.

組成:1.光電轉(zhuǎn)換元件-光電倍增管.2.信號(hào)放大電路,信號(hào)運(yùn)算和讀出裝置(計(jì)算機(jī))

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五.最佳測(cè)定條件的選擇在原子吸收分析中，測(cè)定條件的選擇，對(duì)測(cè)定的靈敏度、準(zhǔn)確度和干擾情況均有很大的影響。（1）分析波長(zhǎng)

通常選取共振線作分析波長(zhǎng)，但為了消除干擾，可選擇靈敏度較低的譜線，例如，測(cè)定Pb靈敏線為210。0nm，為了避免分子吸收，可選用次靈敏線283.3

nm

（2）燈電流的大小對(duì)測(cè)定的影響及選擇的標(biāo)準(zhǔn)空心陰極燈的發(fā)射強(qiáng)度與燈電流的關(guān)系

I=ain

a-常數(shù)

n-與陰極材料和沖入的惰性氣體有關(guān)的指數(shù)

i-燈電流

1/6/202413由公式可知:燈電流增大，發(fā)光強(qiáng)度增強(qiáng)，儀器的信噪比變好，但過(guò)大的燈電流會(huì)導(dǎo)致陰極表面濺射增加，陰極周?chē)a(chǎn)生較大的原子蒸汽，引起自吸，譜線的多譜勒變寬增加，使測(cè)定的靈敏度降低，燈的使用壽命變短，低熔點(diǎn)的金屬還會(huì)造成熔化（NaKCs).燈電流減小，從理論上講譜線的多譜勒變寬減小，譜線的單色性好，靈敏度提高，但過(guò)小的燈電流會(huì)造成空心陰極燈發(fā)光太弱，發(fā)光不穩(wěn)，儀器的信噪比變差，讀數(shù)不穩(wěn)，1/6/202414因此需要選擇既能夠保證空心陰極燈有一定的發(fā)光強(qiáng)度，又有較高的測(cè)定靈敏度的燈電流。選擇的原則：測(cè)定靈敏度高，精密度好的燈電流。

(RSD%<1)（3）.狹縫寬度對(duì)測(cè)定的影響及選擇的原則

S=Wdλ/dLS－光譜通帶（通過(guò)單色器出射狹縫的光的波長(zhǎng)范圍）W－狹縫寬度dλ/dL－導(dǎo)數(shù)線色散率，對(duì)于固定的儀器dλ/dL是一個(gè)定值。因此光譜通帶正比于狹縫寬度.通過(guò)調(diào)整狹縫寬度可以獲得一定的光譜通帶。1/6/202415

光譜帶寬:影響光譜的分辨率1/6/202416

狹縫變寬時(shí)，光譜通帶增大，能增大進(jìn)入檢測(cè)器的光量，有利于提高信噪比和測(cè)定的穩(wěn)定性。但光譜分辨率降低,在共振線附近有其它的非吸收線發(fā)射或背景發(fā)射時(shí)，將使測(cè)定的靈敏度降低，工作曲線的線性范圍變窄。1/6/202417

狹縫變小時(shí)，光譜通帶變窄，光譜分辨率提高,但太小的狹縫會(huì)造成進(jìn)入檢測(cè)器的光通量減小，信噪比變差，不利于測(cè)定。狹縫寬度的選擇應(yīng)以在共振線波長(zhǎng)處，得到高的檢測(cè)靈敏度，校正曲線范圍寬，滿意的信噪比為目的。

選擇原則：選擇不至于引起靈敏度明顯降低的最大狹縫寬度。1/6/202418

（4）燃燒器高度和燃?xì)饬髁康倪x擇火焰燃燒分為四個(gè)區(qū)：預(yù)熱層，第一反應(yīng)層，中間層，第二反應(yīng)層預(yù)熱層第一反應(yīng)層中間層第二反應(yīng)層預(yù)熱層作用：使試樣溶液蒸發(fā)脫水第一反應(yīng)層作用：干燥的試樣固體微粒在該區(qū)熔化和蒸發(fā)中間層作用：產(chǎn)生自由原子蒸汽，火焰溫度和火焰組成均勻，有利于氧化物分解為自由原子，原子蒸汽濃度最高，是光譜分析的重要區(qū)域。1/6/202419

選擇燃燒器高度的目的：讓空心陰極燈發(fā)出的光通過(guò)原子蒸汽濃度最大的區(qū)域燃?xì)饬髁亢突鹧嫒紵隣顟B(tài)的關(guān)系:火焰燃燒狀態(tài)隨燃?xì)饬髁亢椭細(xì)饬髁勘鹊淖兓兓ǔ７譃槿N火焰：貧燃性火焰，化學(xué)計(jì)量性火焰，富燃性火焰1/6/202420

貧燃性火焰，成氧化性氣氛，化學(xué)計(jì)量性火焰成中性,富然性火焰還原性,而不同的火焰溫度也不同.選擇燃?xì)饬髁康哪康模菏钦页鲞m合該元素測(cè)定的最佳火焰被測(cè)元素在火焰中一般以氧化物的形式存在,不同元素的氧化物適合不同的火焰,火焰溫度高,有利于難揮發(fā)化合物的完全蒸發(fā)和解離,但對(duì)于一些容易電離的元素,高溫能增加自由態(tài)原子的電離,使基態(tài)原子數(shù)目減少,降低靈敏度。1/6/202421從所畫(huà)的曲線中選擇曲線高,但最高點(diǎn)兩邊變化較小的曲線最高點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的流量和該曲線所對(duì)應(yīng)的高度AVH1H2H3H4H5VX1/6/202422

:,

.六、主要儀器和試劑原子吸收分光光度計(jì)TAS-990型（北京譜析）；

鎂空心陰極燈空氣壓縮機(jī)；乙炔鋼瓶鎂標(biāo)準(zhǔn)溶液0.４?g/ml；1/6/202423

七:實(shí)驗(yàn)步驟1.安裝鎂空心陰極燈,按照儀器操作規(guī)程使儀器處于工作狀態(tài),調(diào)整儀器時(shí)儀器參數(shù)如下:燈電流２mA乙炔流量1700ml/min空氣流量固定光譜帶寬0.4nm分析波長(zhǎng)285.2nm原子化器高度8mm燈電流:在初步固定的實(shí)驗(yàn)條件下,吸噴蒸餾水調(diào)零，測(cè)定0.4μg/mL鎂標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度數(shù)值，重復(fù)測(cè)定3次,改變燈電流每次1mA,測(cè)定并記錄對(duì)應(yīng)燈電流下0.4μg/mL鎂標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度數(shù)值和標(biāo)準(zhǔn)偏差。

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狹縫寬度：在選定的燈電流下，改變狹縫寬度，測(cè)定并記錄對(duì)應(yīng)狹縫寬度下0.4μg/mL鎂標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度數(shù)值。燃?xì)饬髁亢驮踊鞲叨龋汗潭ㄒ陨线x擇的條件，改變?nèi)細(xì)饬髁?，在每一個(gè)燃?xì)饬髁肯拢凑?mm的間隔，改變?cè)踊鞲叨?，記錄每一個(gè)高度下0.4μg/mL鎂標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度數(shù)值。1/6/202425

VAH

1/6/202426九數(shù)據(jù)處理1.以燈電流對(duì)吸光度作圖，在滿足RSD≤1時(shí)，選擇最大的燈電流。2.以光譜帶寬對(duì)吸光度作圖，選擇不至于引起靈敏度明顯降低的最大光譜帶寬（相對(duì)誤差5%）。3.每一個(gè)燃燒器高度下燃?xì)饬髁繉?duì)吸光度作圖如下圖從所畫(huà)的曲線中選擇曲線高,但最高點(diǎn)兩邊變化較小的曲線，最高點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的流量和該曲線所對(duì)應(yīng)的高度AVH1H2H3H4H5VX1/6/202427

八注意事項(xiàng):最佳是指該元素在該該儀器上的最佳條件,儀器和元素變了,條件即不再成立.

點(diǎn)火時(shí):一定要先開(kāi)助燃?xì)?后開(kāi)燃?xì)?關(guān)閉火焰時(shí)先關(guān)燃?xì)?后關(guān)助燃?xì)?在進(jìn)行最佳條件選擇實(shí)驗(yàn)時(shí)，每改變一個(gè)條件，都必須重復(fù)調(diào)零等步驟，在進(jìn)行燈電流和狹縫寬度的調(diào)節(jié)時(shí)，必須重復(fù)能量的調(diào)節(jié)。1/6/202428實(shí)驗(yàn)要求：1.實(shí)驗(yàn)前認(rèn)真預(yù)習(xí)，寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告.對(duì)無(wú)預(yù)習(xí)報(bào)告的同學(xué)，指導(dǎo)教師有權(quán)終止其實(shí)驗(yàn)(不補(bǔ)做)。2.遵守實(shí)驗(yàn)課堂紀(jì)律,按指定時(shí)間進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)課遲到，該實(shí)驗(yàn)成績(jī)