仪器分析教学课件-第2章 原子吸收光谱法.ppt

第二章 原子吸收光谱法 1.掌握原子吸收的原理及相关基本概念(基态、激发态、共振线、热变宽、压力变宽、锐线光源、燃助比等)。 2.能熟练应用普朗克方程及光谱通带、灵敏度、检出限等关系式。 3.掌握定量分析中的标准加入法。 4. 明确原子吸收分析中的各种干扰因素及其抑制方法。 前页 后页 目录 返回 前页 后页 目录 * 前页 后页 目录 第二章 原子吸收光谱法 仪 器 分 析 第二章 原子吸收光谱法 其中： △E=E激-E基 = h·v = h·c/λ = h·c·σ h ——普朗克常数 v —— 电磁波频率 c —— 光速 (P9) λ—— 电磁波波长 σ—— 电磁波波数 第二章 原子吸收光谱法 第一节 基本概念 1、基态原子和激发态原子 第一节 基本概念 不同原子，△E不同，故可定性 … E E0 E1 E2 E3 … 基态→基态原子 第一 激发态 激发态→激发态原子 △E3 v3、λ3 第二 激发态 第三 激发态 吸收 放出 △E △E △E2 v2、λ2 △E1 v1、λ1 吸收光谱 发射光谱 I v v v1、λ1 v2、λ2 v3、λ3 2、吸收线和共振线 第二章 原子吸收光谱法 吸收线：被测元素的吸光度随入射频率（波长）变化而变化的曲线。 原子吸收线特征：各吸收峰彼此独立，呈线状光谱 A A1 △E1 A2 △E2 A3 △E3 共振线： 广义上指原子由基态跃迁至激发态对应的吸收线（v1、v2、v3） 狭义上指原子由基态跃迁至第一激发态对应的吸收线（v1） 特点：信号最强，灵敏度最高。又称分析线或灵敏线 第一节 基本概念 第二节 分析原理 第二章 原子吸收光谱法 第二节 分析原理 出射光 入射光 待测元素的基态原子 部分吸收 （Iov） （Iv） T （T= ——） Iv Iov A （A=lg —） 1 T （A∝N待测） 一、分析过程 分析中的基态原子，由以下三步产生： 第二章 原子吸收光谱法 第二节 分析原理 1 蒸发 样品(M) MX(l) MX(g) 雾化 脱水 气化 2 高温分解 MX(g) Mo(g) + X(g) 高温 气态基态原子 3 调节温度 Mo(g) Mi(g) 升温 M n+(g) 升温 降温 基态原子 激发态原子 气态离子 降温 MX(g) 升温 分解 温度条件——波耳兹曼关系式(P99式7-5) — = — Ni No gi go e - — △Ei kT k——波耳兹曼常数，取(1.38×10-23J.K-1) 或(8.618×10-5eV.K-1)。 一般，当T＜3000K时，(Ni /No)＜1%，可忽略Ni。 第二章 原子吸收光谱法 第二节 分析原理 二、定量原理 基态原子对电磁波的吸收遵循光吸收定律 A= lg — = lg—— =0.434Kv·l Iv T Iov 1 Kv——吸收系数，与被测物 和电磁波频率(v)有关； l ——吸收层厚度。 1 吸收线的轮廓和宽度 轮廓呈峰形而非线状； 位置可用中心频率vo(或中 心波长λo)来表示。 大小可用中心吸收系数Ko 和半宽度△v(或△λ)来反映。 第二章 原子吸收光谱法 第二节 分析原理 吸收线变宽的主要原因： 内因 自然宽度 (△vN或△λN) 外因 不受外界影响，与能级宽度成正比，与激发态寿命成反比。宽度约10-4A。 o 热变宽 (△vD或△λD) (多普勒变宽) 温度 由发光原子的热运动引起，变化遵循多普勒效应，宽度约10-2A。 o △vD=7.16×10-7vo — T Ar 碰撞变宽 (压力变宽) 由激发态原子与原子或分子间的相互碰撞，使寿命缩短而引起。宽度约10-2A。 o 赫尔兹马克变宽 (△vR或△λR) 待测原子间的相互碰撞 洛伦兹变宽 (△vL或△λL) 待测原子与其他粒子间的相互碰撞 压强 第二章 原子吸收光谱法 2 原子吸收与浓度的关系 确定思路—— ⑴ 积分吸收法 由积分曲线图可知 准确求取 的条件： a. Kv与dv的数学关系； b. 高分辨率的仪器。 吸收峰所围面积= = kρ0 = kρ ⑵ 峰值吸收法 原理——由测面积转为测高度(Ko) 若吸收峰很窄(只及一般情况下的1/5～1/10)，则可将吸收峰面积按矩形近似处理。 实现条件：锐线光源 第二