待测元素特征共振发射线.ppt

第四章 原子吸收光谱法 原子吸收光谱分析法：是基于物质所产生的原子蒸气对特征谱线（通常是待测元素的特征谱线）的吸收作用来进行元素定量分析的一种方法。 原子吸收光谱分析的特点： (1) 检出限低，10-10～10-14 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,无须分离； (4) 应用广，可测定70多个元素（各种样品中）； 局限性：难熔元素（如W)、非金属元素测定困难、不能同时进行多元素分析。 第一节原子吸收光谱法基本原理 二 共振线与特征谱线 1 共振线：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） 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） 2 特征谱线：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 三 原子吸收线的形状（或轮廓）与变宽 将吸收系数对频率作图，得曲线为吸收线轮廓，表征吸收线轮廓(峰)的参数： K：吸收系数，表示单位体积内原子对光的吸收值； γ：频率，吸收最大处所对应的频率叫中心频率； 峰值吸收：最大吸收值 谱线宽度：最大吸收值的 一半处所对应的宽度 用△ν表示；10-3~10-2nm 谱线变宽——导致测定的灵敏度下降 原子的性质决定的自然宽度，与激发态原子的寿命有关 外界因素： 多普勒变宽：热 压力变宽：碰撞展宽 自吸变宽：被灯内同种基态原子所吸收，灯电流越大，自吸现象越严重 场致变宽：影响较小 四 原子吸收的测量 2 峰值吸收测量法 第二节 原子分光光度计 原子吸收光谱分析的基本过程： （1）用该元素的锐线光源发射出特征辐射； （2）试样在原子化器中被蒸发、解离为气态基态原子； （3）当元素的特征辐射通过该元素的气态基态原子区时，部分光被蒸气中基态原子吸收而减弱，通过单色器和检测器测得特征谱线被减弱的程度，即吸光度，根据吸光度与被测元素的浓度成线性关系，从而进行元素的定量分析。 流程 一．光源： 光源应满足的条件： 1）能辐射出半宽度比吸收线半宽度还窄的谱线，并且发射线的中心频率应与吸收线的中心频率相同。 2）辐射的强度应足够大。 3）辐射光的强度要稳定，且背景小。 锐线光源 空心阴极灯 (动画） 空心阴极灯是一种气体放电管，其结构如图： 工作过程： 高压直流电（300V）---阴极电子---撞击隋性原子---电离(二次电子维持放电)---正离子---轰击阴极---待测原子溅射----聚集空心阴极内被激发----待测元素特征共振发射线。 二、原子化系统 a）喷雾器：将试样溶液转为雾状。 b）雾化室：内装撞击球和扰流器（去除大雾滴并使气溶胶均匀）。 c）燃烧器：产生火焰并使试样蒸发和原子化的装置。 原子化过程： MeX 脱水 MeX 蒸发 MeX 分解 （溶液）（固体微粒） （气态分子） Me ＋X (基态原子) 火焰的组成： 空气-乙炔火焰：温度在2500K左右； N2O-乙炔火焰：温度可达到3000K左右； 空气-氢气火焰：最高温度2300K左右。  火焰的类型： 贪燃：燃气较少，（燃助比小于化学计量，约为1比6），燃烧完全，温度较高 但冷的助燃气带走热量，用于易离解、易电离的元素。 富燃焰：燃气较多。燃烧不完全，温度较低。但具有还原性 。 适用于易形成难解离氧化物的元素 化学计量焰：温度高、稳定、干扰小 火焰原子化法的优缺点 优点： 重现性好 火焰稳定性高 背景噪声低 易于操作 （2）非火焰原子化法：电热高温石墨管原子化法和化学原子化法。 ①石墨炉原子化装置 包括电源、保护系统和石墨管三部分。 电源：10~25V，500A。用于产生高温。 保护系统： 保护气（Ar）分成两路 管外气——防止空气进入，保护石墨管不被氧化、烧蚀。 管内气——流经石墨管两端及加样口，可排出空气并驱 除加热初始阶段样品产生的蒸汽 冷却水——金属炉体周围通水，以保护炉体。 石墨管：多采用石墨炉平台技术。 （2）原子化过程 原子化过程可分为四个阶段，即干燥、灰化、原子化和净化。 干 燥：去除溶剂，防样品溅射； 灰 化：使基体和有机物尽量挥发除去； 原子化：待测物化合物分解为基态原子，此时停止通 Ar，延长原子停留时间，提高灵敏度； 净 化：样品测定完成，高温去残渣，净化石墨管。 （动画） ②化学原子化（低温原子化） 将元素在低温下与强还原剂反应，使其以气态原子或化合物的形式与反应液分离，送入吸收池中或低温加热进行原子化的方法。 冷原子化法 （测汞仪） 将试样中汞的化合物以还原剂（如SnCl2）还原为汞，加热成为蒸汽，并通过Ar 或N2 将其带入吸收池进行测定。 氢化物原子化——