原子吸收光谱法ppt.pptxVIP

原子吸收光谱法是基于被测元素基态原子在蒸气状态对其原子共振辐射的吸收进行元素定量分析的方法。;一、原子光谱的产生 基态原子吸收其共振辐射，外层电子由基态跃迁至激发态而产生原子吸收光谱。原子吸收光谱位于光谱的紫外区和可见区。;二、基态原子数与激发态原子数的关系 根据热力学的原理，在一定温度下达到热平衡时，基态与激发态的原子数的比例遵循Boltzman分布定律。 Ni / N0 = gi / g0 exp(- Ei / kT);温度越高， Ni / N0值越大，即激发态原子数随温度升高而增加，而且按指数关系变化； 但是，即使在高温下， Ni /N0值也很低，即蒸气中基态原子数近似地等于总原子数。 如： Na 589.0 nm线， gi / g0 = 2, Ei=2.104 eV K=2000时, Ni /N0=0.99× 10-5 K=3000时, Ni /N0=5.83× 10-4 在相同的温度条件下，激发能越小，吸收线波长越长，Ni /N0值越大。;三、原子吸收光谱轮廓 原子光谱是线状光谱 为什么原子光谱为线光谱，而分子光谱为连续光谱？;原子和离子只存在电子能级; 原子吸收光谱并不是严格意义上的线状光谱，也有一定的宽度。 吸收强度对频率作图，所得曲线为吸收线轮廓。原子吸收线轮廓以原子吸收谱线的中心频率（或中心波长）和半宽度 表征。 中心频率由原子能级决定。 半宽度是中心频率位置，吸收系数极大值一半处，谱线轮廓上两点之间频率或波长的距离。 ;谱线具有一定的宽度，主要有两方面的因素： ;1、自然宽度 没有外界影响，谱线仍有一定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，通常为10-5nm数量级。 2、多普勒变宽 原子处于无规则的热运动状态，热运动与观测器两者间形成相对位移运动，从而发生多普勒效应，使谱线变宽，又称为热变宽。一般可达10-3nm，是谱线变宽的主要因素。;3、压力变宽 由于辐射原子与其它粒子（分子、原子、离子和电子等）间的相互作用而产生的谱线变宽，统称为压力变宽。压力变宽通常随压力增大而增大。 同种粒子碰撞引起的变宽叫Holtzmark（赫尔兹马克）变宽；凡是由异种粒子引起的变宽叫Lorentz（罗伦兹）变宽。 此外，在外电场或磁场作用下，能引起能级的分裂，从而导致谱线变宽，这种变宽称为场致变宽。;4、自吸变宽 由自吸现象而引起的谱线变宽称为自吸变宽。空心阴极灯发射的共振线被灯内同种基态原子所吸收产生自吸现象，从而使谱线变宽。 ;四、原子吸收光谱的测量 1、积分吸收 与原子蒸气中吸收辐射的原子数成正比。;2、峰值吸收 采用发射线半宽度比吸收线半宽度小得多的锐线光源，并且发射线的中心与吸收线中心频率一致。 这样就不需要用高分辨率的单色器，而只要将其与其它谱线分离，就能测出峰值吸收系数。;;3、锐线光源 锐线光源是发射线半宽度远小于吸收线半宽度的光源，如空心阴极灯。 半宽度很小 中心频率一致 ;4、分析基本关系式 吸收过程符合朗伯-比耳定律： I = I0exp(-K0N L) 式中K0为吸收系数，N为自由原子总数（基态原子数），L为吸收层厚度。 吸光度A可用下式表示 A = K N 在实际分析过程中，当实验条件一定时，N正比于待测元素的浓度。; 原子吸收光谱仪又称原子吸收分光光度计，由光源、原子化器、单色器和检测器等四部分组成。;原子吸收光谱仪;一、光源（空心阴极灯） 1、构造 阴极: 钨棒作成圆筒形，筒内熔入被测元素 阳极: 钨棒装有钛、 锆、 钽金属作成的阳极 管内充气：氩或氖称载气极间加压500-300伏，要求稳流电源供电。;3、对光源的要求 辐射强度大 稳定性高 锐线性 背景小 要用被测元素做阴极材料; 原子化器的功能是提供能量，使试样干燥、蒸发和原子化。入射光束在这里被基态原子吸收，因此也可把它视为“吸收池”。 原子化器的基本要求： 火焰原子化器和非火焰原子化器。;1、火焰原子化器 构造：三部分：喷雾器，雾化器，燃烧器;火焰的基本特性 (Ⅰ) 燃烧速度，是指火焰由着火点向可燃混凝气其他点传播的速度，供气速度过大，导致吹灭，供气速度不足将会引起回火。 （Ⅱ）火焰温度P136表6.2。 （Ⅲ）火焰的燃气与助燃气比例。