第六章原子光谱法预案.ppt

第六章 原子光谱法 6.1.2.2 分光系统 光栅材料：玻璃、金属（铝） 6.1.2.3 进样系统 (1) 标准试样光谱比较法 (2) 元素光谱图比较法 为什么Fe光谱可作标尺？ 内标元素和内标线的选择原则： 1) 内标元素在试样和标样中的含量必须固定、相同; 2) 内标元素与分析元素具有相近的蒸发特性; 3) 分析线和内标线具有相近的激发或电离电位; 4) 分析线和内标线具有相近的波长; 5) 分析线和内标线没有自吸收或很小，且不受其它谱线的干扰。 原子吸收中的原子发射现象: (2) 背景干扰 塞曼效应校正法 6.2.4 分析方法与应用 (4) 检出限：产生一个能够确证在试样中存在某种元素的 分析信号所需该元素的最小量或最小浓度。 适用条件: (2) 特征浓度：产生1%吸收或能产生0.0044吸光度时， 待测物质的相应浓度 (1) 灵敏度：被测元素浓度变化一个单位时，吸光度的 变化量 1. 特征参数 (3) 特征质量：产生1%吸收时所对应的待测元素的质量 AAS特点和应用 (1) 灵敏度高，检出限低 (2) 测量精度好 (3) 选择性好 (4) 分析速度快，适用范围广 (5) 仪器简单，自动化程度高，操作简便 (6) 不能进行多元素同时测定 各种元素的原子结构和外层电子的排布不同 6.2.1.2 原子吸收光谱与原子结构 从基态跃迁至第一激发态时吸收的能量不同 各元素的 共振线 不同　 最灵敏谱线 原子吸收光谱的性质： 线状光谱，吸收光谱，紫外可见光谱，原子光谱 6.2.1.3 基态原子数与激发态原子数的关系 一定温度下，处于热力学平衡时，激发态原子数与基态原子数之比服从波尔兹曼分布定律： 激发能 (1) T 愈高，Ni / N0值愈大； (2) T 一定，Ei 越小，吸收波长越长， Ni / N0值愈大； (3) 通常条件下，激发态和基态原子数之比小于1‰， 基态原子数近似地等于总原子数。 与N0有关，N0受温度影响很小，准确度较高， N0占99%，灵敏度较高。 与Ni 有关，受温度影响大，准确度较差； Ni 占比例很小，灵敏度较低。 原子吸收光谱法 原子发射光谱法 6.2.1.4 AAS的轮廊 原子吸收光谱线很窄，占据着有限的、相当窄的频率或波长范围，具有一定的宽度和轮廓。 中心频率 中心吸收系数 半宽度 中心频率 原子能级 光子观测 光子观测 谱线变宽的原因 1. 自然宽度 无外界条件影响时的谱线宽度 2. 多普勒变宽 原子在空间作无规则热运动所引起的变宽 影响因素： 温度 谱线中心波长 原子量 3. 碰撞变宽 吸收原子或分子相互碰撞而引起的谱线变宽 共振变宽 被测元素激发态原子与基态原子相互碰撞引起的变宽，又称赫鲁兹马克变宽 洛伦茨变宽 被测元素原子与其它元素的原子相互碰撞引起的变宽 4. 其它变宽 斯塔克效应、塞曼效应 6.2.1.5 AAS的测量 1. 积分吸收测量法 积分吸收系数：在吸收线轮廓内，吸收系数的积分 含义：基态原子蒸汽所吸收的全部能量 根据经典色散理论，基态原子数N0与吸收曲线下面所包括的整个面积的定量关系为： 基态原子数 振子强度 因为Ni N0，所以 待测元素原子总数 测量积分吸收的困难: 谱线宽度10-3nm 。若?=500nm，要求单色器分辩率为：R=500/10-3 = 500000。目前无法实现。 2. 峰值吸收测量法 原理：在温度不太高的稳定火焰条件下，峰值吸收 系数K0与火焰中待测元素的基态原子浓度N0 之间存在简单的线性关系。 条件： 通过吸收介质的发射线的中心频率与吸收线 的中心频率严格一直。 (2) 发射线的半宽度远远小于吸收线的半宽度。 根据吸光度的定义： Δve 频率范围内的入射光强 Δve 频率范围内的透射光强 若吸收线轮廓主要取决于多普勒变宽，则 所以 在给定的实验条件下， 比例常数 被测元素含量 原子吸收测量的基本关系式 与实验有关的常数 6.2.2 AAS 的仪器类型与结构流程 锐线光源 原子化器 分光系统 检测系统 试液 (1) 锐线光源：发射待测元素的共振辐射； (2) 原子化器：提供能量，使试样干燥，蒸发和原子化； (3) 分光系统：分离锐线辐射和背景辐射 (4) 检测器：接受欲测量的光信号并将其转换为电信号， 经放大和运算处理给出分析结果 6.2.2.1 光源 作用：发射被测元素特征共振辐射。 要求: (1) 发射线半宽度明显小于吸收线宽度； (2) 辐射强度大、背景低；