原子吸收光谱法-N.ppt

* 第四章原子吸收光谱法Chapter 4Atomic Absorption Spectrometry 第一节 基本原理 一、原子吸收光谱法及其特点 基于蒸气状态原子对电磁辐射的吸收进行定量分析的方法。 1. 灵敏度高、检出限低 ng?mL-1或10-13~10-14g 2. 选择性好 3. 精密度高 4. 分析速度快、应用范围广、仪器简单、价格较低廉 1%或3%~5% 对难熔元素测定结果较差 W、Nb、Ta、Zr、Hf、稀土、非金属元素 1. 原子吸收光谱法 2. 原子吸收光谱法的优点 3. 原子吸收光谱法的局限 第一节 基本原理 一、原子吸收光谱法及其特点 灵敏、选择性好 二、原子吸收光谱的产生 基态原子吸收电磁波（其共振辐射），外层电子由基态跃迁至激发态，从而产生原子吸收光谱。 E0 E1 E2 E3 En 吸收能量 基态 激发态 共振辐射 第一共振线 紫外或可见光 蒸气状态原子吸收电磁辐射 第一节 基本原理 一、原子吸收光谱法及其特点 灵敏、选择性好 二、原子吸收光谱的产生 蒸气状态原子吸收电磁辐射 基态原子吸收电磁波引起外层电子跃迁 原子吸收谱线 半峰宽 中心波长处，吸收一半时，原子吸收光谱谱线宽度 中心频率(波长) 三、原子吸收线的轮廓 Dn1/2: 0.001-0.01nm DnN: 10-5nm DnD: 10-3nm T↑，DnD↑ Holtzmark(赫兹马克)变宽 Lorentz(劳伦兹)变宽 10-3nm 1. 自然宽度 2. 热变宽[多普勒(Doppler)变宽] 3. 压力宽度 第一节 基本原理 一、原子吸收光谱法及其特点 灵敏、选择性好 二、原子吸收光谱的产生 蒸气状态原子吸收电磁辐射 基态原子吸收电磁波引起外层电子跃迁 三、原子吸收线的轮廓 0.01nm 自然宽度、热(多普勒)变宽、压力变宽 四、原子吸收与样品浓度间的关系 原子吸收线轮廓内吸收系数的积分 峰值吸收 原子吸收线中心波长处的吸收系数 K0 单位体积内基态原子数量 如果： 定量分析基本关系式 样品浓度 原子化效率 锐线光源 发射线宽度远小于吸收线宽度的光源 1. 积分吸收(系数) 2. 峰值吸收(系数) 第二节 原子吸收光谱仪 第二节 原子吸收光谱仪 一、原子吸收光谱仪的组成 紫外-可见光度计 原子吸收光谱仪 原子吸收光谱仪类型：单光束、双光束 吸收池 光源 检测器 单色器 信号显示系统 原子化器 光源 检测器 单色器 信号显示系统 避免火焰的强光直接照射检测器 光线调制 第二节 原子吸收光谱仪 一、原子吸收光谱仪的组成 光源、原子化器、单色器、检测器 二、光源 发射被测元素的特征共振辐射 为测量提供足够强度的、波长范围很窄的入射光 辐射强度大、稳定、背景小 加压放电 电子与载气原子碰撞并电离 离子轰击阴极表面 原子溅射并激发 特征共振谱线 光源性能的主要影响因素：灯电流、充气种类及压力 影响发射线强度和宽度的最主要因素 1. 空心阴极灯(HCL) 第二节 原子吸收光谱仪 一、原子吸收光谱仪的组成 光源、原子化器、单色器、检测器 二、光源 发射被测元素的特征共振辐射 为测量提供足够强度的、波长范围很窄的入射光 辐射强度大、稳定、背景小 加压放电 电子与载气原子碰撞并电离 离子轰击阴极表面 原子溅射并激发 特征共振谱线 1. 空心阴极灯(HCL) 2. 无极放电灯(EDL) 操作参数：灯电流 多用于砷、硒、碲、铬、锡等低熔点、易挥发元素 第二节 原子吸收光谱仪 一、原子吸收光谱仪的组成 光源、原子化器、单色器、检测器 二、光源 空心阴极灯、无极放电灯 三、原子化器 提供能量使样品转化为气态基态原子 原子化效率高、稳定重现、操作简单、干扰少 火焰原子化器、电加热(石墨炉)原子化器 试液 撞击球 火焰 废液 燃烧器 雾化器 预混合室 利用火焰燃烧产生的高温使样品原子化 样品溶液 雾化效率：10-15% 影响火焰原子化法灵敏度的主要因素 第二节 原子吸收光谱仪 一、原子吸收光谱仪的组成 光源、原子化器、单色器、检测器 二、光源 空心阴极灯、无极放电灯 三、原子化器 火焰原子化器、电加热(石墨炉)原子化器 1. 火焰原子化器 a. 预混和火焰原子化器的结构 雾化：气溶胶 预混合 燃烧：脱溶、蒸发、灰化、原子化 利用火焰燃烧产生的高温使样品原子化 第二节 原子吸收光谱仪 一、原子吸收光谱仪的组成 光源、原子化器、单色器、检测器 二、光源 空心阴极灯、无极放电灯 1. 火焰原子化器 a. 预混和火焰原子化器的结构 试液 b. 火焰的基本特性 操作参数 (1) 燃烧速率 (2) 火焰温度及分布 (3) 火焰类型 (4) 火焰的光谱特性 供气速率 观测高度 化学计量、贫燃、富燃 火焰应用的波长范围 常见火焰：乙炔-空气火焰、