仪器分析第6讲原子吸收光谱法第8章1.ppt

1.原子吸收现象的发现
1802年，W.H.Wollaston在研究太阳连续光谱时，发现太阳光谱的暗线。基态1955年，澳大利亚物理学家Walsh（沃尔什）发表了著名论文《原子吸收光谱法在分析化学中的应用》，奠定了原子吸收光谱法的基础。
1960年以后，得到迅速发展，成为测定微量或痕量金属元素的可靠分析方法。1802年，已经发现了原子吸收现象，但在1955年以前，一直未用于分析化学，为什么？火焰II.原子吸收光谱法的特点

一、原子吸收光谱分析定义227/-2：
基于物质所产生的原子蒸气对特定谱线（通常是待测元素特征谱线）的吸收作用来进行定量分析的一种方法。

分析示意图如图8-1.

二、操作227/-3三、原子吸收光谱分析过程
四、与发射光谱异同点

1.原子吸收光谱分析利用的是原子的吸收现象，
发射光谱分析则基于原子的发射现象.
2.原子的吸收线比发射线的数目少得多，这样谱线重叠的概率就小得多.
3.原子吸收法的选择性、灵敏度和准确性都好.一．原子吸收的过程及共振线

当适当波长的光通过含有基态原子的蒸气时，基态原子就可以吸收某些波长的光而从基态被激发到激发态，从而产生原子吸收光谱。共振线I二．原子吸收线的形状（或轮廓）
若将吸收系数对频率作图，所得曲线为吸收线轮廓。1．谱线的自然宽度：
自然宽度(无外界影响时)，谱线仍有一定宽度，这种宽度称为自然宽度。激发态原子的平均寿命越长，宽度越小。
2．多普勒变宽（热变宽）∆νD：
原子在空间作无规热运动所致，又称热变宽。相对原子质量越小，温度越高，变宽程度就越大。
原子吸收中，原子化温度一般在2000~3000K，∆νD一般在10-3~10-2nm，它是谱线变宽的主要因素。
3．压力变宽：
由于吸光原子与蒸气中原子或分子相互碰撞而造成的吸收谱线变宽。分赫尔兹马克变宽∆νH和洛伦兹变宽∆νL。
赫鲁兹马克变宽只有在被测元素浓度较高时才有影响。4．自吸变宽：

光源空心阴极灯发射的共振线被灯内同种基态原子所吸收产生自吸现象。灯电流越大，自吸现象越严重。

5．场致变宽：

外界电场、带电粒子、离子形成的电场及磁场的作用使谱线变宽的现象；影响较小。
三．原子的吸收与原子浓度的关系：
1、积分吸收与原子浓度的关系：
某一频率的吸收不能代表所有原子的总吸收，因此要准确测定原子吸收值，必须测定图中曲线和横坐标轴所包围的总面积。用积分吸收表示：积分吸收与被测原子总数成正比，但求积分吸收十分困难。尽管原子吸收现象早在18世纪就被发现，但一直未用于分析。2、峰值吸收与原子浓度的关系：1955年Walsh提出，采用锐线光源，在温度不太高的稳定火焰条件下，峰值吸收系数与火焰中被测元素的原子浓度呈正比。吸光度与试液中待测元素的c也成正比：
A=Kc
K包含了所有的常数。此即原子吸收光谱法进行定量分析的理论基础。
由上式可知：
特定条件下，吸光度A与待测元素的浓度c呈线性关系。此外，A与多普勒变宽成反比，说明在原子吸收测量中，应尽量避免谱线变宽因子的影响，以保证灵敏性和准确性。
4.2原子吸收分光光度计
光源＋原子化系统＋分光系统＋检测显示系统

检测显示系统一、光源：
1．光源应满足的条件：
1）能辐射出半宽度比吸收线半宽度还窄的谱线，并且发射线的中心频率应与吸收线的中心频率相同。
2）辐射的强度应足够大。
3）辐射光的强度要稳定，且背景小。2．空心阴极灯：
空心阴极灯是一种气体放电管，其结构如图：
当在正负电极上施加适当电压（一般为200～500伏）时，在正负电极之间便开始放电，这时，电子从阴极内壁射出，经电场加速后向阳极运动。二.原子化器
原子化器是将样品中的待测组份转化为基态原子的装置。
目前主要有火焰原子化、石墨炉原子化和低温原子化3种
（一）火焰原子化器：利用气体燃烧形成的火焰来进行原子化，火焰型的原子化系统叫做火焰原子化器。
1．结构：火焰原子化装置火焰原子化装置1）火焰的组成：
空气——乙炔火焰：火焰温度达2500K；
N2O——乙炔火焰：火焰温度达3000K；
空气——氢气火焰：火焰温度达2300K。2）火焰的类型：
化学计量焰：助燃气与燃气按其化学计量关系提供，温度高，适于多数元素原子化。
贫燃焰：燃气较少，(燃助比小于化学计量，约为1比6)。燃烧完全，黄色焰，温度较高，适于测定易解离、易电离的元素。适用于碱金属测定。
富燃焰：燃气较多，(燃助比大于化学计量)。燃烧不完全，蓝色焰，温度较低。具有还原性，适于易形成难解离氧化物的元素测定。Mo、Cr稀土等。
火焰原子化器的优缺点：火焰种类及对光的吸收：3.空心阴极灯的工作原理原子化器（二）石墨炉原子化器（1）结构如图所示：
外气路中Ar气体沿石墨管外壁流动，冷却保护石墨管；内气路中Ar气体由管两端流向管中心，从中心孔流出，用来保护