d郑永章仪器条件的优化及干扰的消除.ppt

原子吸收分光光度计 工作条件的优化及干扰消除 郑永章 1. 原子吸收的基本原理 2. 原子吸收分光光度计 3. 仪器条件的最佳化 4. 关于干扰和背景 5.日常应注意的问题 1. 原子吸收分析的基本原理 1.1. 原子光谱 1.2. 发射线和吸收线 1.3 谱线的自然宽度 1.4 谱线变宽 1.5 积分吸收 1.1 原子光谱 1.2.发射线和吸收线 发射线与发射光谱 1.1 吸收线 连续光照射到某一元素的原子蒸汽。一些特定波长的光被吸收，透射光带上出现一些不连续的暗线，这些不同波长的暗线即是吸收线。吸收线比发射线少得多，有实用价值的吸收线更少。吸收线的的波长是与发射线对应的，也称为共振线。 吸收线 1.3 谱线的自然宽度 当1.1式中E1、 E2是具体数值时，谱线的波长也具有固定值，理论上谱线应是一条几何直线。根据海德堡测不准原理，电子沿着固定的轨道围绕原子核旋转时，在的不同位置上轨道能级有微小的差别，E1、 E2各有一个微小的能量区间，所以谱线具有一定的宽度，成为谱线的自然宽度。 谱线的宽度用其强度1/2处的波数表示，谱线的自然宽度约10-5 ~10-6nm程度。 谱线的半宽 1.4 谱线变宽 多普勒变宽-----体系温度升高原子热运动导致的谱线变宽。 洛伦兹变宽-----压力变宽，与体系内气体粒子碰撞导致的谱线变宽，与体系气体分压有关。 赫鲁兹马克变宽----共振变宽，同种离子相互碰撞引起的谱线变宽。 斯塔克变宽-----场致变宽，外电场与体系电场相互作用导致谱线分裂产生超精细结构引起的谱线变宽。 塞曼变宽-------外界磁场作用导致谱线分裂产生超精细结构引起的谱线变宽。 自吸收变宽-------同种基态原子对发射线产生自吸收引起的谱线变宽。 原子吸收分析与分光光度分析不同，吸收线和发射线都是线光谱。因此，吸收线变宽有利于原子吸收测量。同时要尽可能避免发射线变宽。 空心阴极灯中，斯塔克变宽和塞曼变宽并不显著。多普勒变宽和斯塔克变宽取决于灯内充气压强和阴极升温程度。自吸收变宽和赫鲁兹马克变宽取决于灯内阴极元素的蒸汽压强，在一些元素的空心阴极灯内自吸收变宽起主导作用。尽量避免发射线变宽是日常工作中应该注意的问题。 在原子吸收测量状态下，原子化器中的温度在2000~30000C，气体压强为大气压，多普勒变宽和斯塔克变宽比较显著，可导致谱线宽度达到10-3nm的程度，这对原子吸收测量有利；原子化器中分析元素的分压并不高，自吸收变宽和赫鲁兹马克变宽对吸收线变宽的贡献并不大。 日常工作中，原子化器工作条件的选择主要考虑的是测定元素充分原子化，通过原子化条件改变吸收线宽度的余地很小。更多的是通过改变空心阴极灯的工作条件减小发射线变宽。 塞曼变宽和自吸收变宽被用于背景校正时，是创造特殊的条件使其变宽效应发挥到极至。 1.5 积分吸收 原子吸收测量中，吸收线比发射线宽，但两者之比相对较小，吸收线被发射线覆盖部分的吸收系数仍不能看作是一个常数，所得测量值是对不同吸收系数区域的积分。尽管如此，经过数学推导最终仍得到吸光度值与浓度成线性关系的结果，即符合比尔定律： A=k.a.b.c 应注意的是，当发射线变宽严重，以至于接近或大于吸收线，有部分能量不被吸收线吸收时，测定灵敏度降低，标准曲线将发生弯曲。 积分吸收示意 2. 原子吸收分光光度计 3. 影响分析性能的仪器条件 3.1 分析线波长 3.2 光谱通带宽度 3.3 灯电流及等的预热 3.4 火焰组分 3.5 雾化、燃烧系统 3.6 测定参数 3.7 关于仪器条件的最佳化 3.1 分析线波长对分析性能的影响 测定灵敏度：绝大多数元素都有两条以上的分析线可供选择，一般情况下总是选用测定灵敏度最高的分析线。除了测定灵敏度的因素之外，谱线的发射强度、临近线的分布情况及谱先的波长也对分析性能有一定的影响。可根据需要选择不同的分析线。 测定精密度：谱线的发射强高，仪器的稳定性越好。在测定灵敏度满足要求的情况下，有时为了获得更好的稳定行往往选择发射强度更