第05章 原子吸收光谱.ppt

* 第五章 原子吸收光谱（AAS） 5.1 基本原理 dl l I0 It c I I-dI 若用强度为I0的单色光照射原子化器，则被测物吸收后射出原子化器的光的强度为It，吸收池长度为l 若光通过dl 的长度，则减弱的光dI 符合比尔定律： 积分： 吸光度： ：吸收系数（ 频率下的 ） f：振子强度 me：电子质量 e：电子电荷 积分吸收系数： 可见，积分吸收系数与原子数目成正比，但积分吸收 系数在实验上很难测量，为了解决 AAS 实际测量问题，1955年Walsh（原子吸收之父）提出了空心阴极灯。 这一锐线光源的提出，从实验上解决了测定k0的问题，即解决了测定A的问题。只测定 处的A，e求出K0与 关系，即可知道K0与n0的关系，也就知道了A与n0的关系。 透过率 kn n n0 k0 锐线光源 只有Doppler变宽时 废液 光源 原子化器 分光 检测 雾化器 空气 燃料 雾室 试液 5.2 仪器装置 ? （1）火焰原子化器 5.2.1 原子化器 助燃气 燃料：乙炔，H2，丙烷，煤气 助燃气：空气，氧气，N2O 常用：空气-乙炔（2100-2400 0C，可测30多种元素） N2O-乙炔（2600-2800 0C，可测70多种元素，包括Al、 V等难熔元素） 氢气-空气（2000-2100 0C，紫外区背景低，测As： 193.7 nm、Se：196.0 nm） 中性火焰：燃料 : 助燃气 = 化学反应计量关系 温度高，稳定，常用 贫燃火焰：燃料 : 助燃气 化学反应计量关系 温度低，氧化性强，适于碱金属及碱土金属 富燃火焰：燃料 : 助燃气 化学反应计量关系 温度低，还原性强，适于难离解氧化物 （2）石墨炉 1959 L’vov提出 电流 300~450 A，电压 8~12 V 石墨管：长28 nm，外径8 mm，内径6.5 mm 样品 石墨管 a)???? 检测限低，灵敏度高（比火焰） 100~1000倍 b)?????用样量少：5~100 ml (火焰一般1 mL) c)???? 分析固体、悬浮体 石墨炉AAS的优点： 涂C 操作分四步，主要是温度、时间控制 a)??? 干燥：溶剂去掉，升至120 0C b)??? 灰化：去除有机物或易挥发基体，升高温度 c)???? 原子化：被测物的原子化，测量信号，升高温度 d)??? 净化：3000 0C，3~5 s 普通石墨管有易形成炭化物、寿命短、样品易渗入管 内等缺点，为了改进分析性能，现常使用热解涂层石墨管， 通过在高温下向管内通CH4＋N2，可在管壁上沉积一层C 而制得热解涂层石墨管。热解涂层石墨管寿命更长，样品 不易渗入管壁，但仍可形成炭化物。 5.2.2 光源 空心阴极灯（HCL） （1）?? 构成 阳极 阴极 钨 钽 深10 mm，直径2~5 mm Ne 内充惰性气体 ? 窗口 内充气体作用：传输电流；溅射阴极；激发原子 阴极：由被测元素构成 阳极：钨、钽 窗口：石英或玻璃，可透光 He Ne Ar Kr Xe 选 用 电离能ev 激发能 原子量 离子半径 激发能力 溅射能力 12.130 14.000 15.760 21.565 24.587 131 84 40 20 4 溅射 （2）? 放电机理 阴极发射 HCL发的谱线为锐线：谱线半宽度很窄，谱线窄的原因是：压力低，温度低。故存在 的条件。 （碰撞）压力： PNe = 100 Pa 1大气压 = 101325 Pa 压力低，压力变宽小 （热）温度： 电流小（mA），温度低， 热（Doppler）变宽小 （3）操作 200~500 V脉冲放电，电流X mA 5.2.3 分光检测系统 分光元件主要采用光栅和棱镜，检测器件主要采用光电倍增管 ? 光谱通带： S：狭缝宽度 (mm) D：倒线色散率 5.2.4 原子吸收光谱仪类型 （1）??? 单光束 光源 分光 火焰 检测 切光