现代农业仪器分析 课件8章原子吸收.ppt

第八章 原子吸收光谱法 利用蒸气相中被测元素的基态原子对光源发射共振线的吸收强度来测定试样中被测元素含量的方法。 基本要求 理解原子谱线的轮廓和影响谱线变宽的因素 掌握原子吸收测量的必要条件 了解火焰和石墨炉原子化的原理及仪器特点 掌握原子吸收光谱法的实验条件的选择以及定量方法 §8.1 原子吸收光谱法基本原理 一、共振线 谱线产生于基态和特征激发态，尤其是第一激发态间的跃迁。 基态原子吸收能量跃迁到第一激发态产生的吸收谱线，称为共振吸收线。 由于各元素的原子结构不同，共振线是代表原子结构的特征谱线。 二、吸收线的轮廓 1、自然宽度 ΔνΝ 在没有外界影响下，光谱线具有的宽度。 根据量子力学计算， ΔνΝ 在10-2～10-5 nm 数量级，与激发态原子寿命τ、激发态能量E 有关。 2、多普勒增宽 ΔνD 由原子在空间作无序热运动引起的谱线增宽。 例：在2000 K火焰中，Na原子D线的ν0＝589.3 nm，计算ΔλD。 3、压力增宽 ΔνL 吸光原子与蒸气中原子或分子相互碰撞，发生能量变化，引起的谱线增宽。 §8.2 原子吸收光谱仪器 一、光源 二、原子化器 雾化器 作用：将待测试液雾化。 要求：喷雾稳定，雾滴细小而且均匀，雾化效率高。 与ICP的雾化器结构相似，原理也相同。 进样量远大于ICP进样量。 根据仪器条件和试样溶液的性质确定气体条件。 最常使用的是预混型燃烧器。 产生的原子蒸气多，火焰稳定且背景噪声低。 由于大雾滴被排出，试样的利用率较低，约10％左右。 仅限于测定汞。 在室温下，试液中Hg2+ 被 SnCl2 或盐酸羟胺在酸性条件下还原为原子Hg0 。 Hg0 对 273.5 nm 的光产生原子吸收。 方法本身是个分离、富集的过程，灵敏度和准确度较高。 三、光学系统 原子吸收光谱分析的波长范围，从铯852.1nm到砷193.7nm的谱域。 色散元件为光栅，作用是将待测元素共振线与相邻谱线分开。 采用锐线光源，不要求单色器高分辨率，能分开Mn279.5nm和279.8nm线对即可。 避免火焰强光照到检测器上，将单色器安装在原子化器和检测器之间。 根据对出射光强度和单色器分辨率的要求调节狭缝宽度，以构成适合测定的光通带宽度。 窄狭缝宽度，有利于提高分辨能力，消除相邻谱线的干扰。 狭缝宽度过窄，光强度减弱，需要提高灯电流以增加光强度，或提高检测器放大倍率，导致谱线增宽和噪声增大，最终导致分析灵敏度下降。 增加狭缝宽度，光通量增大，导致光谱纯度降低。 在保证光强度的条件下，尽量使用窄狭缝。 四、检测系统 由光电转换器、放大器和显示终端组成。 光电倍增管作为光电转换器，将光信号转变为电信号输出。 放大的电信号经对数转换，由读数装置显示或进行记录吸光度或透光度。 近代仪器采用闭环系统，计算机作为仪器的工作站，通过计算程序和执行程序，对测量信号进行记忆、处理、对工作条件进行预设、控制及贮存信息等功能。 §8.3 定量分析方法 定量分析的基础是比尔定律 一、校准曲线法 应用校准曲线法时应注意 ? 标准溶液的浓度应在吸光度与浓度呈直线关系的范围内。 ? 标准溶液和试样溶液的基本组成一致。 ? 扣除试剂空白。 ? 在整个分析工作中，操作条件保持不变。 ? 在每次测定前绘制校准曲线。 二、标准加入法 三、分析结果的评价 灵敏度 校准曲线的斜率 §8.4 原子吸收光谱干扰及其抑制 一、光谱干扰 与光源有关的干扰 与原子化器有关的干扰 二、物理干扰 试样在转移、蒸发过程中，由于溶液粘度、表面张力、溶剂蒸气压等不同，对进样量、雾化效率等产生影响。 物理干扰对试样中各元素的影响基本相同，没有特殊性。 配制与待测元素试样具有相同组成的标准溶液，或采用标准加入法可有效地消除干扰。 三、化学干扰 待测元素与基体组成间发生化学作用引起的干扰效应。 影响待测元素原子化效率。 具有选择性，对各种元素的影响作用不同。 例如：溶液中的SO42+、PO43-和Ca2+生成难解离的Ca-SO 和 Ca-PO 等碎片，降低Ca 的原子化效率，导致基态原子数减少。 解决的方法： 加“释放剂”，与干扰元素形成更稳定的、难挥发的化合物，释放出使被测元素。例：La3+或Sr2+与PO43-形成更稳定La3PO4，释放出Ca 。 加“保护剂”，使待测元素不与干扰物质反应。例：EDTA与Ca生成络合物，消除PO43-干扰。 加“消电离剂”，提高体系电子分压，抑制待测元素电离。例： K→ K+＋e，Ca2+ ＋e →Ca。 适当降低原子化温度，克服电离干扰。 思考题与习题 126页－1、2、3、4、5、6、7、9 题 c/m cx/mx A Ax 影响校准曲线线性的