10、原子吸收光谱.pptVIP

下周一下午13：00环化楼 1510 Fe(CN)3+ 电化学实验 总结AES？ 8－1 概 述 generalization 第8章 原 子 吸 收 光 谱 分 析 atomic absorption spectrometry, AAS atomic absorption spectrometry, AAS：基于测量待测元素的基态原子对其特征谱线的吸收程度而建立起来的定量分析方法 历史： 1802年，发现原子吸收现象；1955年，Australia 物理学家Walsh A将该现象应用于分析；60年代中期发展最快。 AAS与AES之比较： 相似之处——产生光谱的对象都是原子； 不同之处——AAS是基于“基态原子”选择性吸收光辐射能(h?)，并使该光辐射强度降低而产生的光谱(共振吸收线)； AES是基态原子受到热、电或光能的作用，原子从基态跃迁至激发态，然后再返回到基态时所产生的光谱(共振发射线和非共振发射线)。 原子吸收光谱分析的过程: A元素含量测定----- A元素的空心阴极灯发射特征辐射--------试样在原子化器中变为气态的基态原子-------吸收空心阴极灯发射特征辐射---------空心阴极灯发射特征辐射减弱------产生吸光度------元素定量分析 特点： (1) 检出限低 10-15 ～ 10-13 g； (2) 准确度高 1%～5%； (3) 选择性高 一般情况下共存元素不干扰； (4) 测定元素多 可测定70多个元素； 局限性： 多数非金属元素不能直接测定、 不能同时多元素测定 basic principle of AAS 8－2 基本原理 一、共振线与吸收线 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 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。 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。 利用原子蒸气对特征谱线的吸收可以进行定量分析 h?? I0 ? 原子蒸汽 l I? ? h?? I0 ? 二、谱线轮廓与谱线变宽 以频率为?，强度为 I0 的光通过原子蒸气，其中一部分光被吸收，使该入射光的光强降低为 I? ： ? ? ? 据朗伯定律，得 其中k? 为一定频率的光吸收系数。 注意： K? 将随着光源的辐射频率而变化。由于物质的原子对光的吸收具有选择性，对不同频率的光，原子对光的吸收不同，故透过光的强度随着光的频率而有所变化。 I0 K0/2 ?? K? K0 ? 0 I? ? 0 ? ? I?~ ?（吸收强度与频率的关系） K?~ ?（谱线轮廓） 根据吸收定律的表达式，以 I?~? 和 K?-? 分别作图得吸收强度与频率的关系及谱线轮廓。可见谱线是有宽度的。 图中： K?—吸收系数；K0—最大吸收系数； ?0，?0—中心频率或波长(由原子能级决定)； ??，??—谱线轮廓半宽度（K0/2处的宽度，10-2～10-3nm, 除自然宽度外还有诸多因素影响）； 谱线变宽因素（Line broadening） 1. 自然变宽： 无外界因素影响时谱线具有的宽度。其大小为 （?k为激发态寿命或电子在高能级上停留的时间，10-7-10-8） 原子在基态和激发态的寿命是有限的。电子在基态停留的时间长，在激发态则很短。由海森堡测不准(Uncertainty principle)原理，这种情况将导致激发态能量具有不确定的量，该不确定量使谱线具有一定的宽度??N (10-5nm)，即自然宽度。 该宽度比光谱仪本身产生的宽度要小得多，只有极高分辨率的仪器才能测出，故可勿略不计。? 2. Doppler变宽：它与相对于观察者的原子的无规则热运动有关。又称热变宽。 （接收到很多频率稍有不同的光，谱线变宽） 可见，Doppler变宽 ?? 与谱线波长，相对原子质量和温度有关， ?? 多在10-3 nm数量级 3. 压力变宽（劳伦兹变宽，赫鲁兹马克变宽）ΔVL 由于原子相互碰撞使能量（频率）发生稍微变化。 劳伦兹（Lorentz）变宽： 待测原子和其他原子碰撞。随原子区压力增加而增大。 赫鲁兹马克（Holtsmark）变宽: 同种原子碰撞。浓度高时起作用，在原子吸收中可忽略。 谱线变宽将导致原子吸收分析灵敏度的下降！ 三、积分吸收和峰值吸收 1.积分吸收 钨丝灯光源