《原子吸收光谱分析》.ppt

第十四章原子吸收分光光度法太阳光第一节基本原理

原子吸收光谱法是基于被测元素基态原子在蒸气状态对其特征辐射的吸收进行元素定量分析的方法。
基态原子吸收其共振辐射，外层电子由基态跃迁至激发态而产生原子吸收光谱。原子吸收光谱位于光谱的紫外区和可见区。
3.选择性好，抗干扰能力强。
4.应用范围广。可测70多种元素，既可测常量元素，又可测微量、痕量和超痕量元素。可测金属，还可间接测非金属元素。S、P、N等原子吸收分光光度法的局限性一、原子的量子能级和能级图光谱项（spectralterm）是描述这些量子能级的形式。
n2S+1LJ
n：主量子数表示核外电子分布的层数
S：总自旋量子数表示价电子自旋量子数的矢量和
L：总角量子数表示电子轨道形状
J：内量子数表示价电子组合得到的L与S的矢量和
2S+1：光谱项的多重性（*****)
用图解的形式表示原子中各种可能存在的光谱项-能级及能级跃迁，称为原子的能级图。二、原子在各能级的分布Boltzmann方程共振线nm原子在各能级分布情况的影响因素三、原子吸收线共振吸收线（二）原子吸收线的轮廓与变宽

原子结构较分子结构简单，理论上应产生线状光谱吸收线。
实际上用特征吸收频率辐射光照射时，获得一峰形吸收。所得到的原子吸收谱线尽管很窄，但不是严格的几何线，有一定的宽度和轮廓。
以吸收系数Kv对辐射频率作图：原子吸收线的轮廓原子吸收线的谱线轮廓
原子吸收线的特点表征：频率、半宽度、强度
中心频率由原子能级分布决定
吸收线强度有两个能级之间的跃迁几率决定吸收线宽度的影响因素（吸收线变宽原因）2.热变宽（多普勒变宽）

热变宽引起的宽度为10-3nm数量级，是谱线变宽的一种主要因素
多普勒效应：一个运动着的原子发出的光，如果运动方向离开观察者（接受器），则在观察者看来，其频率较静止原子所发的频率低，反之，则高。
由于基态原子受热后无规则运动引起的，这种效应无论是在空心阴极灯中发光原子还是原子化器中被测基态原子都存在。从上式看出，多普勒变宽与吸收原子自身的相对原子质量的平方根成反比，与火焰的温度平方根成正比，与谱线频率有关。
被测元素的原子量越小，被测温度越高，3.压力变宽（注意两种变宽的区别）
随着气体压力增大，粒子定向碰撞机会增多，使原子或分子的能级稍有变化，能量发生变化，吸收频率发生变化，从而引起谱线变宽。
洛伦兹变宽——非同类原子或粒子间碰撞所产生的谱线变宽。待测原子与其它粒子相互碰撞。
赫鲁兹马克变宽（共振变宽）——同类原子或粒子间碰撞所产生的谱线变宽，通常忽略不计。待测原子间相互碰撞。只有在待测元素浓度很高时才出现。压力变宽通常指的是洛伦兹变宽，变宽程度由下式决定：在一定条件下，谱线变宽主要受热变宽和压力变宽的影响。当气相中与待测原子共存的其它粒子浓度很小时，以热变宽为主。四、积分吸收和峰值吸收四、积分吸收和峰值吸收这是一种绝对测量方法，现在的分光装置无法实现。
△l=10-3nm，若l取600nm，单色器分辨率R=l/△l=6×1052.锐线光源3.峰值吸收第二节原子吸收分光光度计...一、流程二、光源它是一个封闭的气体放电管。用被测元素纯金属或合金制成圆柱形空心阴极，用钨、钛或锆做成阳极。灯内充Ne或Ar惰性气体，压力为数百帕。发射线波长在370.0nm以下的用石英窗口，370.0nm以上的用光学玻璃窗口。.3.空心阴极灯的原理
可制成单元素灯、多元素灯，但多元素灯谱线干扰大，价格贵使用受限制。

灯电流：空心阴极灯的光强度和稳定性与灯电流有关，增大灯的工作电流，可增加发射强度，但太大，温度上升，热变宽增加，谱线变宽，寿命缩短；灯电流过低，光强度减弱，导致稳定性信噪比下降。
灯工作电流一般在1~20mA，根据情况选择合适的灯电流，满足要求的情况下，选用较低的工作电流。三、原子化系统2.原子化器的要求3.原子化方法全消耗型原子化器，将试样直接喷入火焰
预混型原子化器
主要讨论预混型原子化器预混合型原子化器包括：雾化器、雾化室，燃烧器（1）雾化器—它的作用是将试液雾化
对雾化器的要求：雾化效率高(一般为10%-12%)，雾滴细，喷雾稳定。
当助燃气以一定压力高速从喷嘴中喷出时，毛细管尖端产生负压，将试液吸上来经喷雾器形成雾珠，较大的雾珠在撞击球上撞成更小的雾珠，较小的雾珠在混合器中与助燃气、燃气混合后进入燃烧器燃烧，大的雾珠冷凝后沿废液管流出（2）雾化室
（3）燃烧器：是将雾珠中的待测元素原子化
雾化后试样进入火焰——蒸发——汽化成气态
——离解成基态原子
（4）火焰——进行原子化的能源
试样的脱水、汽化、离解成基态原子直接影响原子化程序。
温度过高，会使试样原子激发或电离，基态原子数减少，吸光度下降。温度过低，不能使试样中盐类解离或解离太小。测定的灵敏度会受影响。因此根据情况选择合适