ppt课件--原子光谱分析 第三篇 2010.ppt

2009 10 10 高等分析化学（I）-原子光谱分析(3) 分析化学硕士学位课程 主讲教师：徐淑坤 2010 年秋 目 录 第一篇 原子光谱分析概论 第二篇 原子发射光谱分析 第三篇 原子吸收光谱分析 第四篇 原子荧光光谱分析 第五篇 原子光谱分析新技术 第六篇 原子质谱分析 第三篇 原子吸收光谱分析 第九章 原子吸收光谱分析理论基础 第十章 原子吸收光谱仪 第十一章 最佳条件选择与分析方法类型 第十二章 火焰原子吸收分析干扰及消除 第十三章 氢化物原子吸收分析干扰及消除 第十四章 背景吸收干扰及其校正技术 第九章 原子吸收光谱分析理论基础 第一节 原子吸收分析原理 第二节 火焰原子化过程 第三节 石墨炉原子化与测量方法原理 第一节 AAS分析原理 任何能够发射出给定波长辐射的物质都能吸收同一波长的辐射，即基态原子蒸气能够吸收同种元素所发出的特征光谱，此即原子吸收光谱分析的基本原理。 原子吸收光谱分析是基于待测物质所产生的原子蒸气对特定谱线的吸收作用来进行定量分析的一种方法。 第一节 AAS分析原理（1）基态与激发态原子的分布 基态与激发态原子的比可用Bottzmann分布表示： Ni/N0 = gi/g0·e-Ej/kT 在火焰温度范围内，大多数元素的Ni/N0 远小于1%。 激发态原子数随温度按指数规律变化，这对本来就为数不多的激发态原子影响很大，直接降低发射强度测定的精密度，这正是常规发射光谱分析的弱点。 由于基态原子数目很大，温度对基态原子数目的影响很小，且原子吸收所用火焰的温度变化不大，所以原子吸收分析具有较高的灵敏度和精密度。 吸收线的特点表征 波长， λ 形状， Δυ-吸收线半宽度 吸收线半宽度一般在0.01～0.1?, 发射线半宽度一般在0.005～0.02 ? 3 强度，Absorbance，吸光度 第二节 火焰原子化过程 吸喷雾化：取决于雾化器的工作状态 脱溶剂：取决于雾滴大小、溶液性质和环境温度 熔融和蒸发：形成蒸气 解离与还原：解离取决于分子化合物的键能、火焰温度和火焰气氛条件；还原主要取决于火焰气氛 电离：包括碰撞电离、电荷转移电离和化学电离 原子化的总效率：? 第三节 石墨炉原子化与测量方法原理（1）原子化过程 热解反应，分三种类型： 氧化物解离型 氯化物解离型 硫化物解离型 还原反应： MO (s,l) + C(g) ?M(g) + CO 碳化物的生成: MO(s,l) + 2C(s) ?MC(g,s) + CO 第三节 石墨炉原子化与测量方法原理（2）石墨炉中自由原子浓度 L’vov的逐渐升温条件下的动力学方程 Fuller的等温条件下的动力学方程 第三节 石墨炉原子化与测量方法原理（3）原子吸收信号的测定方法 峰值法 逐渐升温条件下的原子化 Ap = kCV 峰值吸收与浓度和进样体积成比例 等温条件下的原子化 lim Ap = kCV ( k1/k2 ?? ） 积分法 逐渐升温条件下的原子化 AQ= kNQ 积分吸收与积分原子数成比例（前提是待测元素全部原子化） 等温条件下的原子化 AQ= kNQ 第十章 原子吸收光谱仪 类型：单道单光束 单道双光束 二、仪器部件及性能要求 光源 原子化器 分光系统 检测系统 空心阴极灯 锐线光产生原理 在高压电场下, 阴极向正极高速飞溅放电, 与载气原子碰撞, 使之电离放出二次电子, 从而使场内正离子和电子增加以维持电流。 载气离子在电场中大大加速, 获得足够的能量, 轰击阴极表面时, 可将被测元素原子从晶格中轰击出来, 即谓溅射, 溅射出的原子大量聚集在空心阴极内, 与其它粒子碰撞而被激发, 发射出相应元素的特征谱线--共振谱线。 2. 原子化器的作用和方式 所谓原子化，实质上是破坏物质组成之间的化学键合，使各元素形成自由原子。原子化器的作用就是使试样中待测元素转变成基态的原子蒸气。 常用的原子化方法有以下三种： 火焰原子化器，稳定性好，易操作，但原子化效率低 无火焰原子化器，主要是高温石墨炉，还有钽舟，镍杯等，原子化效率高（接近100%），取样量很少，但背景较高，重现性较差； 其他化学原子化方法： 氢化物发生原子化，测定As, Se, Sb, Bi, Ge, Pb, Te, Sn等元素； 冷原子化；Hg、Cd 火焰原子化器 空气-乙炔火焰 火焰高度的影响 不同火焰自身的吸收曲线 火焰原子化器特点 优点： 简单， 火焰稳定，重现性好，精密度高， 应用范围广。