第一章光谱分析法(2)原子吸收光谱.ppt

第一章 一、基本原理 二、仪器构造 三、干扰及其抑制 四、分析条件的选择与定量分析方法 一、基本原理 3.锐线光源 4.基态原子数与原子化温度 5.定量基础 二、仪器构造 原子吸收仪器 原子吸收光谱仪主要部件 1.流程 2.光源 （3）.空心阴极灯的原理 3.原子化系统 b.火焰 4.石墨炉原子化装置 （2）原子化过程 （3）优缺点 4.单色器 5.检测系统 三、干扰及其抑制1.光谱干扰 2.物理干扰 3.化学干扰 (2).化学干扰的抑制 （c）饱和剂—加入足够的干扰元素，使干扰趋于稳定。 四、分析条件的选择 2.检出极限 3.测定条件的选择 4、应用 三、定量分析方法 2.标准加入法 * 第二节原子吸收分光光度分析法基本原理 1.原子的能级与跃迁 基态?第一激发态,吸收一定频率的辐射能量。 产生共振吸收线（简称共振线） 吸收光谱 激发态?基态 发射出一定频率的辐射。 产生共振吸收线（也简称共振线） 发射光谱 2.元素的特征谱线 1）各种元素的原子结构和外层电子排布不同， 基态?第一激发态: 跃迁吸收能量不同——具有特征性。 2）各种元素的基态?第一激发态 最易发生，吸收最强，最灵敏线。特征谱线。 3）利用特征谱线可以进行定量分析。 在原子吸收分析中需要使用锐线光源。 何为锐线光源？ （1）光源的发射线与吸收线的V0一致。 （2）发射线的ΔV1/2小于吸收线的 ΔV1/2。 空心阴极灯: 可发射锐线光源。 原子吸收光谱是利用待测元素的原子蒸气中基态原子与共振线吸收之间的关系来测定的。 需要考虑原子化过程中，原子蒸气中基态原子与待测元素原子总数之间的定量关系。为什么？ 热力学平衡时： 上式中Pj和PO分别为激发态和基态的统计权重，激发态原子数Nj与基态原子数No之比较小，1%。可以用基态原子数代表待测元素的原子总数。公式右边除温度T外，都是常数。T 一定，比值一定。 f 振子强度，常数。峰值吸收系数： 当使用锐线光源时，可用K0代替Kv，则： A = k N0 b； N0 ∝N∝c （ N0激发态原子数，N基态原子数，c 待测元素浓度）　 　　　所以：A=lg(IO/I)=K c 原子吸收分光光度计与紫外可见分光光度计在仪器结构上的不同点： （1）采用锐线光源。 （2）分光系统在火焰与检测器之间。 （1）.作用 提供待测元素的特征光谱。获得较高的灵敏度和准确度。光源应满足如下要求； （1）能发射待测元素的共振线； （2）能发射锐线； （3）辐射光强度大， 稳定性好。 （2）.空心阴极灯 结构如图所示 施加适当电压时，电子将从空心阴极内壁流向阳极; 与充入的惰性气体碰撞而使之电离，产生正电荷，其在电场作用下，向阴极内壁猛烈轰击; 使阴极表面的金属原子溅射出来，溅射出来的金属原子再与电子、惰性气体原子及离子发生撞碰而被激发，于是阴极内辉光中便出现了阴极物质和内充惰性气体的光谱。 用不同待测元素作阴极材料，可制成相应空心阴极灯。 空心阴极灯的辐射强度与灯的工作电流有关。 优缺点： （1）辐射光强度大，稳定，谱线窄，灯容易更换。 （2）每测一种元素需更换相应的灯。 （1）.作用 将试样中离子转变成原子蒸气。 （2）.原子化方法 火焰法 无火焰法—电热高温石墨管，激光。 （3）.火焰原子化装置—雾化器和燃烧器。 a.雾化器：结构如图所示： 主要缺点：雾化效率低。 （动画） 试样雾滴在火焰中，经蒸发，干燥，离解（还原）等过程产生大量基态原子。 火焰温度的选择： （a）保证待测元素充分离解为基态原子的前提下，尽量采用低温火焰； （b）火焰温度越高，产生的热激发态原子越多； （c）火焰温度取决于燃气与助燃气类型，常用空气—乙炔，最高温度2600K能测35种元素。 火焰类型： 化学计量火焰：温度高，干扰少，稳定，背景低，常用。 富燃火焰：还原性火焰，燃烧不完全，测定较易形成难熔氧化物的元素Mo、Cr稀土等。 贫燃火焰：火焰温度低，氧化性气氛，适用于碱金属测定。 （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，用来保护原子不被氧化，同时排除干燥和灰化过程中产生的蒸汽。 缺点：精密度差，测定速度慢，操作不够简便，装置复杂。 原子化过程：四个阶