f分析化学电子教案第二版.D08章节.ppt

尚辅网 / 第八章 原子吸收分光光度法 概述 原子吸收分光光度法基本原理 原子吸收分光光度计 定量分析方法 教学指导 原子吸收分光光度法中的干扰及抑制 教学目标 学习原子吸收分光光度的基本原理 了解原子吸收分光光度计 掌握定量分析法 掌握原子吸收分光光度法中的干扰及抑制 重点与难点 原子吸收分光光度的基本原理 定量分析法 原子吸收分光光度法中的干扰及抑制 　概述　　原子吸收分光光度法　　也叫原子吸收光谱法。它是基于从光源辐射出具有待测元素特征谱线的光，通过试样蒸气时被蒸气中待测元素的基态原子所吸收，由辐射特征谱线光被减弱的程度来测定试样中待测元素含量的分析方法。　　与紫外—可见光吸光光度法的比较　　相同点：它们都遵循光的吸收定律--朗伯-比尔定律。 不同点：它们的吸收物质的状态不同。紫外-可见光吸光光度法是基于溶液分子、离子对光的吸收，属于带宽为几个纳米到几十个纳米的宽带分子吸收光谱，因此，它可以用连续光源(钨灯、氢灯)；而原子吸收光谱法是基于基态原子对光的吸收，它是属于带宽仅有10-3 nm数量级的窄带原子 吸收光谱，因而它所使用的光源必须是锐线光源(如空心阴极灯、无极放电灯等)，测量时必须将试样原子化，转化为基态原子，一般多用火焰来实现原子化，这就是两种方法的根本区别。两种方法在设备及分析流程方面的异同。 原子吸收分光光度法的特点：　　(1) 选择性高、干扰少。分析不同元素需选择不同元素的灯，一般不需要分离共存元素就可以进行测定 (2) 灵敏度高。用火焰原子吸收分光光度法可测到10-9 g·mL-1数量级。用无火焰原子吸收分光光度法可测到10-13 g·mL-1数量级。。 (3) 测定的范围广。它可用来测定70多种元素，既可做痕量组分分析，又可进行常量组分测定。应用无火焰法，试样溶液仅需1～100 μL。　　(4) 操作简便、分析速度快、用途很广，已在冶金、地质、采矿、石油、轻工、农药、医药、食品及环境监测等方面得到广泛应用。 原子吸收分光光度法基本原理　　一、 共振线和吸收线　　共振发射线　　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，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，简称共振线。　　共振吸收线　　使电子从基态跃迁至第一激发态所产生的吸收谱线称为共振吸收线(也简称为共振线)。共振线是元素的特征谱线。对大多数元素来说，共振线是元素的灵敏线。原子吸收分光光度分析，就是利用处于基态的待测原子蒸气对光源辐射的共振线的吸收来进行分析测定。 二、 基态与激发态原子的分配　　玻耳兹曼方程式　　在原子吸收分光光度分析中，由于采用火焰使试样蒸发而产生原子蒸气，由待测元素分子解离成的原子，绝大部分是基态原子，还有少量激发态原子，在一定温度下，两种状态的原子数有一定的比值，这个关系可用玻耳兹曼方程式表示，即 式中：Nj、N0──激发态和基态的原子数；Ej、E0──激发态和基态原子的能量；T──热力学温度； k──玻耳兹曼常数；gj、g0──激发态和基态的统计权重。对共振线来说，电子是从基态(E0＝0)跃迁到第一激发态，上式可以写成： 对一定波长的谱线，gj/g0和Ej都是已知值，只要火焰温度T确定，就可求得Nj／N0值。一般来说，Nj／N0值都很小(10-3)，Nj可以忽略。因此可用基态原子数N0代表吸收辐射的原子总数。 三、 原子吸收分光光度法的定量基础 　　原子透过光的强度与光的频率的关系对不同频率的光，原子对光的吸收也不同，故透过光的强度Iν随着光的频率ν而有所变化，其变化规律如图所示。由图可知，在频率ν0处，透过光最少，即吸收最大。 吸收线(或谱线)轮廓　　原子蒸气在特征频率ν0处有吸收线，而且具有一定的频率(或波长)范围，这在光谱学中称为吸收线(或谱线)轮廓。常用吸收系数Kν随频率ν的变化曲线来描述吸收线轮廓，如动画所示。 在实际工作中，用一个与待测元素相同的纯金属或纯化合物制成的空心阴极灯来作锐线光源，这样不仅可得到很窄的锐线发射线，又使发射线与吸收线的中心频率一致。 原子吸收分光光度法定量分析的基本公式　　在使用锐线光源的情况下，原子蒸气对入射光的吸收程度是符合朗伯-比尔定律的。可以近似地把基态原子数看作吸收辐射的原子的总数。　　设入射光的强度为I 0，所透过的原子蒸气的厚度为b，被原子蒸气吸收后透过光的强度为I，则吸光度A与试样中基态原子数目N0的关系为： 表示吸光度与待测元素吸收辐射的原子总数成正比。实际分析要求测定的是试样中待测元素的浓度，而此浓度是与待测元素吸收辐射的原子总数