石墨炉原子化器.ppt

第三章 原子吸收光谱分析 原子吸收光谱分析概述 原子吸收光谱分析方法的历史发展 原子吸收光谱法，又称为原子吸收分光光度法、原子吸收法：是基于物质的原子蒸气对同种原子发射的特征辐射（谱线）的吸收作用而建立起来的分析方法。 分析过程：用(锐线光源)同种原子发射的特征辐射照射(原子蒸气)试样溶液被雾化和原子化的焰层，测量(特征辐射)透过的光强或吸光度，根据吸光度对浓度的关系计算试样中被测元素的含量。 原子吸收光谱法的特点： a. 灵敏度高－火焰法检出限为10－4~10-10g ，无火焰法检出限为10-9~10-15g； b. 选择性好－元素间的干扰小，可不经分离而直接测定； c. 准确性好－相对标准偏差约为1~2％； d. 适用范围宽－可对六十多种金属和某些非金属元素的分析，适用于各行各业； e. 稳定性好； f. 简便快速； g. 使用多通道仪器时，可实现多元素同时分析。 不足： （1）目前大多数仪器都不能同时进行多元素的测定。因为每测定一个元素都需要与之对应的一个空心阴极灯(也称元素灯)，一次只能测一个元素。 （2）由于原子化温度比较低，对于一些易形成稳定化合物的元素，如W、Ni、Ta、Zr、Hf、稀土等以及非金属元素，原子化效率低，检出能力差。 （3）受化学干扰较严重，所以结果不能令人满意。 （4）非火焰的石墨炉原子化器虽然原子化效率高，检测限低，但是重现性和准确性较差。 第一节原子吸收光谱法基本原理 一、原子吸收光谱的产生 ??? 在原子中，电子按一定的轨道绕原子核旋转，各个电子的运动状态是由4个量子数来描述。不同量子数的电子，具有不同的能量，原于的能量为其所含电子能量的总和。原子处于完全游离状态时，具有最低的能量，称为基态（E。）。在热能、电能或光能的作用下，基态原子吸收了能量，最外层的电子产生跃迁，从低能态跃迁到较高能态，它就成为激发态原子。激发态原子（Eq）很不稳定，当它回到基态时，这些能量以热或光的形式辐射出来，成为发射光谱。其辐射能量大小，用下列公式示： ΔE=Eq-E0=hv=hc/λ ???C——光速（3X105km／s）； ???V、入—一分别为发射光的频率和波长； ???EO、Eq—一分别代表基态和激发态原子的能量，它们与原子的结构有关。由于不同元素的原子结构不同，所以一种元素的原子只能发射由其已与Eq决定的特定频率的光。这样，每一种元素都有其特征的光谱线。即使同一种元素的原子，它们的Eq也可以不同，也能产生不同的谱线。 ?? 原子吸收光谱法是基于被测元素基态原子在蒸气状态对其原子共振辐射的吸收 进行元素定量分析的方法。 基态原子吸收其共振辐射，外层电子由基态跃迁至激发态而产生原子吸收光谱。原子吸收光谱位于光谱的紫外区和可见区。 二、原子吸收光谱的特征 1.吸收光谱的特征波长 电子从基态跃迁到能量最低的激发态(称为第一激发态)时要吸收一定频率的光，这种谱线称为共振吸收线； 当它再跃迁回基态时，则发射出同样频率的光(谱线)，这种谱线称为共振发射线(它们都简称共振线)。 每种原子的核外电子能级分布不同，当产生由基态→第一激发态的跃迁时，吸收特定频率的辐射能量。 4.吸收定律 根据吸光度的定义，设I0和I 为 范围内的照射和通过的光强，且它们分别为在相应光带宽内的积分光强，即： 第二节 原子吸收分光光度计的结构和原理 原子吸收光谱仪的光路图与72型分光光度计光路图的比较：单色器的位置不同，为避免火焰光强的影响，原子吸收光谱仪的单色器放在原子化器（试样系统）的后面。 一、光源 1.原子吸收对光源的要求 a.发射锐线光，以满足峰值吸收的要求； b.发射待测元素的共振线； c.辐射稳定的光强。 d.辐射强度大，稳定性高，锐线性强，背景小等。 适合要求的光源有： 蒸气放电管、无极放电灯，空心阴极灯。 3.工作原理：在300~500V电压下，正负极间产生辉光放电，电子从阴极移向阳极，途中与惰性气体分子碰撞，使其电离；带正电的离子轰击阴极，使阴极金属产生原子溅射；溅射原子与电子、惰性气体分子、离子碰撞，从而产生激发，同时又去激发射阴极金属的共振辐射。 由于不同空心阴极灯具有不同的阴极金属，发射不同波长的共振辐射，故不同的被分析元素使用不同的空心阴极灯。 对原子化器的要求： 原子化效率要高。 稳定性要好 干扰水平低。背景小、噪声低。 安全耐用，操作方便。 a．雾化器，又称喷雾器（负压雾