Ch04-原子吸收光譜法.ppt

1、第4章原子吸收光譜Atomic Absorption Spectroscopy，1，4.1概要與歷史，2，Overview History， overview原子能光譜(AAS ) isatechniqueforsdeterminingtheconncentrationofapraticarmemelementinasample.thethetechiquecanbeusedtoanalyzetheconcentrationof in a solution .3，原子吸收光譜是在被測定元素體的基本狀態(tài)的原子為蒸汽狀態(tài)下定量分析其原子共振放射性射線吸收的方法。 概要、4、天文學(xué)研究需要測量各種類

2、星體、行星的組成、結(jié)構(gòu)，但由于這些個的行星離我們很遠，類星體表面溫度很高，我們無法接近，不能直接取樣測量，天文學(xué)家怎么知道天體的構(gòu)成問題的引入，5，1802年，伍蘭斯頓(W. H. Wollaston )在研究太陽的連續(xù)光譜時，發(fā)現(xiàn)了太陽連續(xù)光譜上出現(xiàn)的暗線。 太陽光譜的黑線，6、6， 1859年，基爾霍夫(G. Kirchhoff )和本生(R. Bunson )研究了堿金屬和堿土金屬的火焰光譜，發(fā)現(xiàn)來自納金屬釷蒸氣的光通過溫度低的納金屬釷蒸氣時引起納金屬釷光的吸收， 根據(jù)納金屬釷放射性射線與暗線在光譜中位置相同，判斷太陽連續(xù)光譜的暗線是太陽周邊大氣層的納金屬釷原子吸收了太陽光譜中的納金屬釷

3、放射的結(jié)果。 發(fā)現(xiàn)原子吸收，7，7，1955年澳大利亞的華沙(A. Walsh )發(fā)表了他著名的論文在原子吸收光譜化學(xué)分析中的應(yīng)用，為原子吸收光譜法奠定了基礎(chǔ)。 此后經(jīng)過幾代不懈的努力，黑金屬鉛爐原子化技術(shù)、塞曼效應(yīng)背景校正等先進技術(shù)應(yīng)運而生，尤其是近年來微電子學(xué)技術(shù)的發(fā)展使原子吸收技術(shù)的應(yīng)用不斷進步，尤其在臨床檢驗、環(huán)境保護、生化等方面廣泛應(yīng)用。 定量分析在分析科學(xué)中的應(yīng)用，8、原子蒸汽對特征光譜的吸收。 測量對象：金屬元素體及少數(shù)非金屬元素。 原子吸收光譜的概要，9，靈敏度高，檢測限為：火焰法1 ng/ml級，黑金屬鉛爐法10-10 10-14g。 精度：火焰法的誤差提高1%，黑金屬鉛爐法

4、提高35%。 選擇性好：共存成分的干擾作用小，不分離即可直接測定。 操作簡單，分析速度快。 應(yīng)用廣泛：可測元素體達70多種，在化工、壓電石英藥、環(huán)境、食品、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域應(yīng)用。 分析不同的要素需要使用不同的要素?zé)簟?金屬釷、鉿、鈮、鉭等元素體靈敏度低。 復(fù)雜的樣品需要化學(xué)預(yù)處理。 原子吸收分光法的特征：10，4.2基本原理，11，Basic Principles是，放射有通過自由原子(例如鎂，銅原子)的蒸汽，入射放射的頻率與原子中的電子從基態(tài)遷移到高能量狀態(tài)所需的能量頻率相等的情況下，原子從輻射場開始鎂原子吸收285.2 nm、279.6 nm的光，銅原子吸收324.8 nm、327.4 nm的光

5、。 基本原理，12，諧振吸收譜線：電子吸收一定的能量從基態(tài)轉(zhuǎn)化為能量最低的激發(fā)態(tài)時產(chǎn)生的吸收譜線稱為諧振吸收譜線，簡稱諧振線。 共振發(fā)射線：當(dāng)電子從第一激發(fā)態(tài)返回基態(tài)時，發(fā)射相同頻率的光，其對應(yīng)的光譜稱為共振發(fā)射線，也簡稱為共振射線。 分析線：用于原子吸收分析的特征波長的放射性射線被稱為分析線，共振線的分析靈敏度高，因此光強，被用作分析線。若干基本概念、13、原子吸收光譜具有一定波長范圍的光譜，而不是嚴格幾何學(xué)意義上的線，其形狀參照下圖，光譜的形狀稱為光譜的輪廓。吸收絲的輪廓，0 :中心頻率K0 :峰值吸聲系數(shù)：吸收曲線的半峰寬約為10-310-2 nm，原子吸收光譜的輪廓，14，自然擴展：光

6、譜自身固有的寬度稱為自然寬度，與激發(fā)狀態(tài)的原子的人口平均預(yù)期壽命有關(guān)，人口平均預(yù)期壽命越長，光譜寬度越窄，一般約為10 -。多普勒變化幅度d :多普勒變化幅度也稱為熱變化幅度，因為原子在空間中呈不規(guī)則的熱運動。 式中的0是中心頻率，t是熱力學(xué)溫度，Ar是相對原子質(zhì)量。 多普勒寬度與元素體的原子量、溫度、光譜頻率有關(guān)。 多普勒寬度隨著溫度的上升和原子量的減少而增加。 多普勒的寬度為10-3 nm納米。 光譜變寬，15，壓力變寬：壓力變寬，也稱為碰撞變寬，是因為被測量元素體的原子與蒸汽中的原子或分子碰撞，光譜變寬，壓力變寬約10-3 nm。 勞倫斯擴展：被測量元素體的原子與其他粒子碰撞而產(chǎn)生的光譜

7、擴展。 原子區(qū)域內(nèi)的原子蒸氣壓力的增大和隨溫度上升而增大，中心頻率位移，光譜輪廓不對稱。 赫茲標志擴展：也稱為共鳴擴展，同種原子之間碰撞擴展光譜。 光譜變寬，16，積分吸收：在一定條件下，基態(tài)原子數(shù)N0與吸收曲線下包圍的面積成比例：式中e為電子電荷，m為電子質(zhì)量，c為光速，N0為單位體積原子蒸汽中吸收輻射的基態(tài)原子數(shù)，即基態(tài)的原子密度； f是振子的強度。 積分吸收，17，峰值吸收：基態(tài)原子蒸汽在入射光中心頻率線的吸收。 峰值吸收的大小用峰值吸聲系數(shù)K0表示。 由于現(xiàn)在的技術(shù)條件不能測定積分吸收，可以用峰值吸收代替積分吸收。 在一定條件下，峰值吸光率與基底狀態(tài)的原子濃度N0成比例，是A N0、N

8、0試樣中的測定對象元素體的濃度c，因此A=KC A :原子吸收吸光率； c :試驗液中的元素體濃度這是原子吸收分析的基本關(guān)系式。 在原子吸收測定溫度下，基態(tài)的原子數(shù)基本等于原子總數(shù)，因此，原子吸收光譜法的靈敏度較高。 實現(xiàn)峰值吸收、18、峰值吸收測量的條件：光源放射性射線的半峰寬小于吸收譜線的半峰寬，通過原子蒸汽的放射性射線的中心頻率必須與吸收譜線的中心頻率0正好一致。 因此，在選擇光源時，請不要采用鎢絲燈、氘燈等連續(xù)光源，而要采用空心陰極燈、無放電燈等線光源。峰值吸收測定條件、19、4.3設(shè)備、20、Instrument、原子吸收光度計、21、22、原子吸收光度計的結(jié)構(gòu)圖、23、光源、光源的

9、作用是放射被測定元素體的共振輻射。 對光源的要求有：尖溜溜線光源、輻射強度大、穩(wěn)定性高、背景小等。 目前使用最廣泛的是空心陰極燈(Hollow Cathode Lamp )、其他還有蒸汽放電燈(Vapor Discharge Lamp )和射頻波無極性放電燈(highfrequencyelectrodelessdischargelamp )等。24、空心陰極燈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、黑金屬鉛爐原子化器Graphite Furnace Atomizer，28， 2光路AAS計

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

11、類和去除、物理干擾作用如果試樣液的濃度高，也可以采用稀釋法。 化學(xué)干擾：被測元素體與共存成分反應(yīng)生成穩(wěn)定的化合物，影響被測元素體的原子化選擇的適宜的原子化方法。 提高原子化溫度會減少化學(xué)干擾作用。 使用高溫火焰提高黑金屬鉛爐的原子化溫度，加入能夠分解難以解離的化合物的放射劑的保護劑，EDTA，8 -羥基金獅子酮等常用的化學(xué)分離等其他方法。 32、干擾種類和去除、電離干擾：高溫條件下，原子電離，減少基態(tài)原子數(shù)，降低吸光率值，加入過量的絡(luò)離子化劑。 其電離能低于被測元素體，先產(chǎn)生大量電子，抑制被測元素體電離。如果在測定Ca時加入KCl，則k的電能小于Ca的6.1 eV。 在光譜干擾作用吸收譜線重疊