1.原子吸收分光光度法(绝对不错)经典案例.ppt

第5章 原子吸收分光光度法;原子吸收分光光度法;太阳光;1814－1815年弗兰霍夫（J.Fraunhofer）用棱镜、狭缝和望远镜标出太阳光谱中有700多条强弱暗线，并研究了其中的8条，随后的研究表明，这些线相应于O、H(2条)、Na、He、Fe、Mg、Ca；并称为弗兰霍夫线；; 暗线是由于大气层中的钠原子对太阳光选择性吸收的结果。;Alan Walsh (1916-1998)和他的原子吸收光谱仪在一起;同时荷兰人阿尔克麦得（J.T.J.Alkemade）设计了一个用两个火焰的原子吸收分光光度计（一个火焰作光源，另一个作吸收池）。;同时一些理论问题被劳伦兹（Lorentz）的经典电子理论和爱因斯坦（Einstein）的量子辐射理论所解释。;;;（1）目前大多数仪器都不能同时进行多元素的测定。因为每测定一个元素都需要与之对应的一个空心阴极灯(也称元素灯)，一次只能测一个元素。 （2）由于原子化温度比较低，对于一些易形成稳定化合物的元素，如W、Ni、Ta、Zr、Hf、稀土等以及非金属元素，原子化效率低，检出能力差。 （3）受化学干扰较严重，所以结果不能令人满意。 （4）非火焰的石墨炉原子化器虽然原子化效率高，检测限低，但是重现性和准确性较差。;5-1 基本原理; 不同种类的原子有不同的原子结构，由基态 → 激发态所需的能量差不同，吸收的光辐射的频率 或波长不同。 Na（基态）吸收波长为589.0 nm Mg（基态）吸收波长为285.2 nm ;共振线 当气态基态原子受特征辐射的照射后，基态原子被激发，伴随着对光的吸收；基态原子从辐射场中吸收能量跃迁到激发态，这一过程称为共振吸收，由这一过程产生的吸收线为共振吸收线，由基态到第一激发态所产生的吸收线为主共振吸收线(第一共振吸收线)；若处于激发态的原子，放出光子（能量）回到基态，这一过程称为共振发射，由这一过程产生的发射线为共振发射线。 ;原子吸收光谱法测定的是基态原子对特征谱线的吸收;例：计算2000K和3000K时，Na 589.0 nm的激发态 与基态原子数比各是多少？已知gi /g0 =2 解：;共振线nm; Ni/No比值随温度T变化。 对同一元素来说，T越高，Ni /No比值越 大，说明温度对激发态原子数影响大；对不同 元素，激发能越低，共振线波长越长，Ni/No比 值越大。 在原子吸收分析时，温度一般在2000~3500K之间，多数原子Ni/No比值很小，No占99%以上，即使易激发的元素，Ni也很小，可忽略，把基态原子数近似看成总原子数N， No ≈ N ， No ∝C Ni受温度影响大，No受温度影响小，所以原子吸收分光光度法比原子发射光谱法准确度高，又由于No 》Ni，原子吸收光谱法灵敏度也高。;三、原子光谱线的轮廓 ;1. 自然宽度 没有外界影响，谱线具有的宽度称为自然宽度。它与激发态原子的平均寿命有关，平均寿命越长，谱线宽度越窄。不同谱线有不同的自然宽度，多数情况下约为10-5? 。;2. 多普勒(Doppler)变宽( );一个运动着原子发出的光;3. 压力变宽(碰撞变宽)( ) ;4. 自吸变宽;吸收系数-频率关系曲线 ; e为电子电荷；N0为基态原子密度； m为电子质量，c为光速；f 为振子强度，代表每个原子中能被入射光激发的平均电子数，在一定条件下对一定的元素，f 可视为一定值。 ;?1 ?2 ?3 ?4 ?5 ?6 ?7 ?8 ?9 ?10; 另一方面，即使用分辨率很高的单色器，采用 普通的分光光度法所用的连续光源，获得0.x nm 纯度很高的光作为原子吸收入射光，只有很少一 部分被吸收，1%左右。大部分通过，入射光和 透过光强度没有差别。;2. 峰值吸收法 1955年沃尔什指出，在用锐线光源及温度 不太高的火焰的条件下，峰值吸收系数与火焰 中待测元素基态原子的浓度存在着简单的线性 关系，这样N0值可由测定K0而得到，即峰值 吸收法。 这种方法的关键是： a. 光源发射线的中心频率ν0e与吸收线的中心频率ν0a一致； b. 发射线的半宽度△ν0e远远小于吸收线的半宽度△ν0a 。; (1) 峰值吸收系数与基态原子浓度的关系 由吸收线的轮廓可以看出，峰值吸收系数是 积分