8第八章 原子吸收光谱分析研讨-1.ppt

定义： 原子吸收光谱法又称原子吸收分光光度法，它是通过测定试样所产生的原子蒸气对特征谱线的吸收来测定试样中待测元素含量的一种分析方法。 一、概述 1、分析示意图;2、分析过程 （1）试样的原子化：将试液喷成雾状，使其进入火焰中，待测物质在火焰温度下，挥发并离解成原子蒸气。 （2）锐线光源提供特征谱线，待测原子蒸气产生吸收。 （3）检测吸收程度;3、原子吸收光谱法的发展; 几乎与此同时，荷兰人啊勒克麦德（J.J.Alkemade）设计了一个用火焰作光源，以第二个火焰作吸收池的原子吸收分光光度计，指出了原子吸收可以作为一个普通应用的分析方法，从而从理论上和实用上取得了新的突破。 1958年，原子吸收分析方法首次应用于农业化学分析上，随后由于疑难的锐线光源的解决，避免了使用高分辨率的光学仪器，对实际分析提出了测量吸收信号的可能性，因而大大推动了这门技术的迅速发展。 目前，原子吸收光谱法已成为一种比较完善的现代分析技术，是研究原子谱线和物质成分分析的重要的有威望的常规方法之一。 从时间上看，原子吸收光谱在分析化学上的应用，比原子发射光谱晚了约80年，但由于原子吸收光谱法具有它独特的优点，使它一出现即引起重视，并在60年代得到发展，其发展和普及速度之快是其它仪器分析方法所不能相比的。; 依据试样原子化的方式不同，可分为： （1）火焰法； （2）电热原子化法（如石墨炉法）； （3）氢气法； （4）冷原子吸收法； 本章重点讨论火焰法。 ;5、原子吸收光谱法的特点和应用;1、原子的共振吸收 各种元素的原子由于其结构和外层电子排布情况不同，不同元素的原子从基态被激发跃迁至第一激发态时，所吸收的能量也不相同，因而，元素只选择性地吸收与其能量变化（E）相关的谱线——共振线，所以这种共振线就是元素的特征谱线。 我们把元素的外层电子从基态跃迁至第一激发态时所产生的吸收称为共振吸收，产生共振吸收时有下列两种情况： ;（1）如果光源强度不是太强，则基态原子蒸气云吸收自己的共振线后，当跃迁返回基态时所释放的能量一般来说是不会以光的形式辐射的，而是以热运动或热辐射的形式将其消耗掉，即非辐射跃迁，这就是原子吸收分析的情况：;2、原子吸收线的宽度; （1）光的吸收与半宽度 当一束光（强度为I0）通过原子蒸气时，有一部分光被吸收，其透过光的强度(I）与原子蒸气层的宽度，同样遵循朗伯定律：;（2）谱线变宽的原因 谱线变宽是一个很复杂的问题，但总的来说有两个方面的因素： 内因：原子的结构——自然变宽和同位素效应 外因：外部条件——温度、压力、电磁场及自吸效应等。;;静止原子： 反向运动： 正向运动：;;C、压力变宽 由于粒子间的相互碰撞而引起的谱线变宽称为压力变宽，又称为碰撞变宽。根据与光发生碰撞的粒子不同，又可分为两种： Ⅰ、待测原子与其它粒子碰撞而产生的宽度，称为劳伦兹变宽(Lorentz broading)，以 表示。 Ⅱ、同种原子碰撞而产生的变宽，称为共振变宽或赫鲁兹－马克变宽（Holtsmark broading),以 表示。;（1）基态原子与激发态原子的关系 原子吸收光谱法测定的是基态原子，使试样原子化器大多采用火焰作为能源，物质在火焰中解离后，不可能全部为基态原子，其中有一部分吸收了较多的能量变为激发态原子，使灵敏度下降：;;(2)原子吸收的测量 A、积分吸收 原子蒸气所吸收的全部辐射称为积分吸收，或简称总吸收，也就是吸收曲线下面所包含的整个面积：;※讨论： a、若能准确测得原子的积分吸收，即可求得原子浓度，这种方法称为绝对测量法，但目前实验条件很难实现，这是因为原子吸收谱线的半宽度仅在△ ＝0.001～0.005nm之间，要在500nm处分辨出0.001nm的谱线，单色仪的分辨率则要达到50万倍，（ ），这在目前的技术情况下还难 以达到，也是原子吸收光谱现象早在一百多年前已被发现，但一直未能用于化学分析的原因。 b、当然用连续光源测量吸收前后的光强度也能测定被测元素的含量，象分子吸收那样：;但因入射光强度大，而吸收只占其中很少部分，使测量准确度降低，如对半宽度仅为0.001nm的原子吸收线，若采用通常为1nm的分光光度计，则被吸收的部分为：;B