原子吸收課件學(xué)習(xí)PPT

1、會(huì)計(jì)學(xué)1原子吸收課件學(xué)習(xí)原子吸收課件學(xué)習(xí)PPT2021年12月4日17時(shí)57分2021年12月4日17時(shí)57分 原子吸收現(xiàn)象：原子蒸氣對(duì)共振輻射吸收的現(xiàn)象； 1802年人們已發(fā)現(xiàn)了原子吸收現(xiàn)象； 1955年以前，一直未用于分析化學(xué)，為什么？澳大利亞物理學(xué)家 Walsh A (瓦爾西)發(fā)表了著名論文： 原子吸收光譜法在分析化學(xué)中的應(yīng)用 奠定了原子吸收光譜法的基礎(chǔ)，之后迅速發(fā)展。成為微量、痕量金屬元素的重要分析方法。2021年12月4日17時(shí)57分(1)靈敏度高，10-910-12 gmL-1；(2)選擇性好，準(zhǔn)確度高，1%5%； 一般情況下共存元素不干擾；(3)應(yīng)用廣，可測(cè)定70多個(gè)元素（各種樣

2、品中）；(4)操作簡(jiǎn)便，分析速度快。局限性局限性：難熔元素、非金屬元素測(cè)定困難、不能同時(shí)測(cè)定多元素2021年12月4日17時(shí)57分 試樣所產(chǎn)生的原子蒸氣中基態(tài)原子對(duì)其特征譜線的吸收，以定量測(cè)定化學(xué)元素的分析方法。10.2.1 共振線和吸收線共振線和吸收線1.1.原子的能級(jí)與躍遷原子的能級(jí)與躍遷 基態(tài)第一激發(fā)態(tài),吸收一定頻率的輻射能量。 產(chǎn)生共振吸收線（簡(jiǎn)稱共振線） 吸收光譜 激發(fā)態(tài)基態(tài) 發(fā)射出一定頻率的輻射。 產(chǎn)生共振吸收線（也簡(jiǎn)稱共振線） 發(fā)射光譜2021年12月4日17時(shí)57分2.2.元素的特征譜線元素的特征譜線(1) (1) 各種元素的原子結(jié)構(gòu)和外層電子排布不同各種元素的原子結(jié)構(gòu)和外層電

3、子排布不同 基態(tài)基態(tài)第一激發(fā)態(tài)第一激發(fā)態(tài): : 躍遷吸收能量不同躍遷吸收能量不同, , 具有特征性具有特征性。(2) (2) 各種元素的基態(tài)各種元素的基態(tài)第一激發(fā)態(tài)第一激發(fā)態(tài) 最易發(fā)生，吸收最強(qiáng)，最靈敏線。特征譜線。最易發(fā)生，吸收最強(qiáng)，最靈敏線。特征譜線。(3) (3) 利用特征譜線可以進(jìn)行定量分析利用特征譜線可以進(jìn)行定量分析原子蒸汽I0ItrbbKvIIe0tr2021年12月4日17時(shí)57分2021年12月4日17時(shí)57分3.3.吸收峰形狀吸收峰形狀(1) 原子結(jié)構(gòu)較分子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，理論上應(yīng)產(chǎn)生線狀光譜吸收線。(2) 實(shí)際上用特征吸收頻率輻射光照射時(shí), 獲得一峰形吸收(具有一定寬度)。(3)

4、 原子對(duì)不同頻率入射光的吸收具有選擇性，因而I 和吸收系數(shù)Kv 隨著入射光的頻率而變化。2021年12月4日17時(shí)57分4.4.表征吸收線輪廓（峰）的參數(shù)表征吸收線輪廓（峰）的參數(shù) 入射頻率為0處，透過(guò)光強(qiáng)度最小，即吸收最大，原子蒸氣在頻率0處有吸收線。 半寬度：半寬度：最大吸收系數(shù)一半（K/2）處所對(duì)應(yīng)的頻率差或波長(zhǎng)差，用或表示。中心頻率或中心波長(zhǎng)：中心頻率或中心波長(zhǎng)：最大吸收系數(shù)所對(duì)應(yīng)的頻率或波長(zhǎng)稱為中心頻率或中心波長(zhǎng)。峰值吸收系數(shù)（峰值吸收系數(shù)（K0）：）：中心頻率或中心波長(zhǎng)處的最大吸收系數(shù)又稱為峰值吸收系數(shù)。2021年12月4日17時(shí)57分5.5.吸收峰變寬原因吸收峰變寬原因(1) (

5、1) 照射光具有一定的寬度。照射光具有一定的寬度。(2) (2) 多普勒變寬（溫度變寬）多普勒變寬（溫度變寬） D 多普勒效應(yīng)：一個(gè)運(yùn)動(dòng)著的原子發(fā)出的光，如果運(yùn)動(dòng)方向離開(kāi)觀察者（接受器），則在觀察者看來(lái)，其頻率較靜止原子所發(fā)的頻率低，反之，高。(3) (3) 勞倫茲變寬和赫魯茲馬克變寬勞倫茲變寬和赫魯茲馬克變寬 勞倫茲變寬：待測(cè)原子和其他原子碰撞。 赫魯茲馬克變寬：同種原子碰撞。2021年12月4日17時(shí)57分在一般分析條件下在一般分析條件下 D為主。為主。MT.07D1016270 ：譜線的中心頻率；T ：熱力學(xué)溫度。M ：原子的相對(duì)質(zhì)量。 待測(cè)原子的相對(duì)原子質(zhì)量越小，溫度越高，則吸待測(cè)原子

6、的相對(duì)原子質(zhì)量越小，溫度越高，則吸收線輪廓變寬越顯著。收線輪廓變寬越顯著。2021年12月4日17時(shí)57分10.2.2 熱激發(fā)時(shí)基態(tài)原子和激發(fā)態(tài)原子的分配 在高溫過(guò)程中，待測(cè)元素由分子離解成的原子，不可能全部成為基態(tài)原子，必有部分為激發(fā)態(tài)原子。待測(cè)元素分子基態(tài)原子蒸汽原子化高溫激發(fā)態(tài)原子特征頻率光不希望發(fā)生的過(guò)程高溫，熱激發(fā) 原子蒸氣中基態(tài)原子與待測(cè)元素原子總數(shù)之間有什么關(guān)系？其分布狀況如何？2021年12月4日17時(shí)57分 在一定溫度下，熱力學(xué)平衡時(shí)，激發(fā)態(tài)原子數(shù)與基態(tài)原子數(shù)之比服從玻茨曼分布定律： Nj 激發(fā)態(tài)原子數(shù)； N0 基態(tài)原子數(shù) Pj 激發(fā)態(tài)統(tǒng)計(jì)權(quán)重；P0 基態(tài)統(tǒng)計(jì)權(quán)重 k 玻茨曼

7、常數(shù)； T 熱力學(xué)溫度 Ej、E0 分別為激發(fā)態(tài)和基態(tài)能級(jí)的能量 在原子光譜中, 對(duì)一定波長(zhǎng)的譜線，已知Pj/P0和Ej ,火焰溫度確定后，可求得 Nj/N0 值。kThjkTEjkTEEjjePPePPePPNNj000002021年12月4日17時(shí)57分表10-1 幾種元素共振線的Nj/N0值共振線波長(zhǎng)NJ/NO元素/nmPJPOT = 2000KT = 3000KT = 4000KT = 5000KCs852.124.4410 -47.2410 -32.9810 -26.8210 -2Na589.029.8610 -6 5.8810 -44.4410 -31.5110 -2Ca422.7

8、31.2110 -73.6910 -56.0310 -43.3310 -3Zn213.937.2910 -155.5810 -101.4810 -74.3210 -62021年12月4日17時(shí)57分10.2.3 原子吸收法的定量基礎(chǔ)1.1.積分吸收積分吸收 原子蒸氣所吸收的全部能量，在原子吸收光譜法中稱為積分吸收，圖中吸收線下面所包括的整個(gè)面積。fNmcdvKv2ec 光速e 電子電荷m 電子質(zhì)量N 基態(tài)原子數(shù)f 振子強(qiáng)度一種絕對(duì)測(cè)量方法，現(xiàn)在的分光裝置無(wú)法實(shí)現(xiàn)。一種絕對(duì)測(cè)量方法，現(xiàn)在的分光裝置無(wú)法實(shí)現(xiàn)。2021年12月4日17時(shí)57分2.2.峰值吸收峰值吸收 鎢絲燈光源和氘燈，經(jīng)分光后，光譜

9、通帶0.2 nm。而原子吸收線的半寬度：10-3 nm。圖示。 用一般光源照射時(shí),吸收光強(qiáng)度變化僅為0.5%。靈敏度極差。 1955年瓦爾什提出用測(cè)定峰值吸收系數(shù) K0 來(lái)代替積分吸收系數(shù)K的測(cè)定。 并采用銳線光源測(cè)量譜線的峰值吸收。2021年12月4日17時(shí)57分峰值吸收系數(shù)的測(cè)量峰值吸收系數(shù)的測(cè)量 吸收系數(shù)K隨入射光峰值吸收系數(shù)波長(zhǎng)改變； 峰值吸收系數(shù)K0 ：常數(shù)。 如何測(cè)定峰值吸收系數(shù)K0？采用銳線光源，為什么？fNmcvKD20e2ln22021年12月4日17時(shí)57分(1)(1)發(fā)射線的中心頻率發(fā)射線的中心頻率 = = 吸收線的中心頻率吸收線的中心頻率(2)(2)發(fā)射線的半寬度發(fā)射線

10、的半寬度 吸收線的半寬度吸收線的半寬度 銳線光源發(fā)射線的半寬度只有吸收線半寬度的1/51/10,其積分吸收與峰值吸收非常接近，因此可以用K0代替K 如何產(chǎn)生銳線光源？空心陰極燈空心陰極燈2021年12月4日17時(shí)57分3. 定量基礎(chǔ)定量基礎(chǔ)bKveII0bKII0e0trbNfmcvln.IIADtr20e224340lgkfmcv.D2e2ln24340在一定實(shí)驗(yàn)條件下：在一定實(shí)驗(yàn)條件下： N ccKbNkA 2021年12月4日17時(shí)57分單光束型和雙光束型兩種單光束型和雙光束型兩種2021年12月4日17時(shí)57分10.3.1 結(jié)構(gòu)流程結(jié)構(gòu)流程 請(qǐng)請(qǐng)注注意單色器意單色器的位置。的位置。 是

11、否可放在原是否可放在原子化系統(tǒng)前。子化系統(tǒng)前。為什么？為什么？2021年12月4日17時(shí)57分10.3.2 光源光源空心陰極燈空心陰極燈1.1.作用作用 提供待測(cè)元素的特征譜線。為獲得較高的靈敏度和準(zhǔn)確度，光源應(yīng)滿足如下要求：（1 1）能發(fā)射待測(cè)元素的共振線；）能發(fā)射待測(cè)元素的共振線；（2 2）能發(fā)射銳線；）能發(fā)射銳線；（3 3）輻射光強(qiáng)度大，）輻射光強(qiáng)度大， 穩(wěn)定性好。穩(wěn)定性好。2.2.空心陰極燈空心陰極燈 結(jié)構(gòu)如圖所示2021年12月4日17時(shí)57分3.3.空心陰極燈的原理空心陰極燈的原理 施加適當(dāng)電壓時(shí)，電子將從空心陰極內(nèi)壁流向陽(yáng)極； 與充入的惰性氣體碰撞而使之電離，產(chǎn)生正電荷，其在電場(chǎng)

12、作用下，向陰極內(nèi)壁猛烈轟擊；使陰極表面的金屬原子濺射出來(lái)，濺射出來(lái)的金屬原子再與電子、惰性氣體原子及離子發(fā)生撞碰而被激發(fā)，出現(xiàn)了陰極物質(zhì)和內(nèi)充惰性氣體的光譜。2021年12月4日17時(shí)57分用不同待測(cè)元素作陰極材料，可制成相應(yīng)空心陰極燈用不同待測(cè)元素作陰極材料，可制成相應(yīng)空心陰極燈。 空心陰極燈的輻射強(qiáng)度與燈的工作電流有關(guān)。優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)缺點(diǎn)：（1）輻射光強(qiáng)度大，穩(wěn)定，譜線窄，燈容易更換。（2）每測(cè)一種元素需更換相應(yīng)的燈。2021年12月4日17時(shí)57分10.3.3 原子化系統(tǒng)原子化系統(tǒng)作用作用待測(cè)離子轉(zhuǎn)變成原子蒸氣。原子化方法原子化方法 火焰法：火焰法：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便， 準(zhǔn)確度和重現(xiàn)性較好，

13、 霧化效率低，試樣用量大。 無(wú)火焰法：無(wú)火焰法：原子化效率和測(cè)定靈敏度高； 精密度不如火焰法，復(fù)雜。原子化系統(tǒng)是原子吸收光譜儀的核心原子化系統(tǒng)是原子吸收光譜儀的核心2021年12月4日17時(shí)57分1. 1. 火焰原子化裝置火焰原子化裝置(1) 霧化器霧化器作用：作用：將試液霧化。要求：要求：噴霧穩(wěn)定、霧滴細(xì)小、均勻和霧化效率高。 結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：同心霧化器。（動(dòng)畫）（動(dòng)畫）2021年12月4日17時(shí)57分2021年12月4日17時(shí)57分(2) (2) 燃燒器燃燒器作用：作用：形成火焰，使進(jìn)入火焰的試樣微粒原子化。過(guò)程：過(guò)程：試液霧化后進(jìn)入霧室，與燃?xì)獬浞只旌?，進(jìn)入火焰中。（動(dòng)畫）（動(dòng)畫）2021年

14、12月4日17時(shí)57分(3) (3) 火焰火焰 試樣霧滴在火焰中，經(jīng)蒸發(fā)，干燥，離解(還原)等過(guò)程產(chǎn)生大量基態(tài)原子。 火焰溫度的選擇火焰溫度的選擇： （a）保證待測(cè)元素充分離解為基態(tài)原子的前提下，盡量采用低溫火焰； （b）火焰溫度越高，產(chǎn)生的熱激發(fā)態(tài)原子越多； （c）火焰溫度取決于燃?xì)馀c助燃?xì)忸愋停?常用空氣-乙炔，最高溫度2600K，能測(cè)35種元素。2021年12月4日17時(shí)57分火焰類型：火焰類型：化學(xué)計(jì)量火焰化學(xué)計(jì)量火焰： 溫度高，干擾少，穩(wěn)定，背景低，常用。富燃火焰富燃火焰： 還原性火焰，燃燒不完全，測(cè)定較易形成難熔氧化物的元素Mo、Cr稀土等。貧燃火焰貧燃火焰： 氧化性火焰，火焰溫度

15、低，適用于堿金屬測(cè)定。2021年12月4日17時(shí)57分空氣空氣乙炔火焰：乙炔火焰： 用途最廣的一類火焰； 最高溫度約2600K，能測(cè)定35種以上的元素； 燃燒速度穩(wěn)定，重復(fù)性好，噪聲低， 易形成難離解氧化物的元素時(shí)靈敏度度較低， 不宜使用； 在短波范圍內(nèi)對(duì)紫外線吸收較強(qiáng)，易使信噪比變低； 乙炔可用高壓乙炔鋼瓶供應(yīng)。2021年12月4日17時(shí)57分氧化亞氮氧化亞氮乙炔火焰：乙炔火焰： 最高溫度達(dá)3300K左右。 可形成強(qiáng)還原氣氛； 可以測(cè)定約70多種元素； 特別能用于測(cè)定空氣乙炔火焰所不能分析的難離解元素，如Al、B、Be、Ti、V、W、Si等， 可消除在其他火焰中可能存在的化學(xué)干擾現(xiàn)象。202

16、1年12月4日17時(shí)57分表10-2 火焰溫度及燃燒速度燃料氣體助燃?xì)怏w最高溫度K燃燒速度cms-1煤 氣空 氣211055丙 烷空 氣219582氫 氣空 氣2320320乙 炔空 氣2570160氫 氣氧 氣2970900乙 炔氧 氣33301130乙 炔氧化亞氮33651802021年12月4日17時(shí)57分2. 2. 無(wú)火焰原子化裝置無(wú)火焰原子化裝置(1) 石墨爐原子化器石墨爐原子化器 電源、爐體和石墨管組成2021年12月4日17時(shí)57分原子化過(guò)程分為原子化過(guò)程分為干燥干燥、灰化灰化 (去除基體去除基體)、原子化原子化、凈化凈化(去除殘?jiān)コ龤堅(jiān)? 四個(gè)階段四個(gè)階段，待測(cè)元，待測(cè)元素在

17、素在高溫下生成基態(tài)原子高溫下生成基態(tài)原子。2021年12月4日17時(shí)57分(2)(2)氫化物原子化裝置氫化物原子化裝置 主要應(yīng)用于主要應(yīng)用于：As、Sb、Bi、Sn、Ge、Se、Pb、Ti等 (火焰法中，火焰分子對(duì)其共振線有吸收，靈敏度很低) 原理原理： 在酸性介質(zhì)中，與強(qiáng)還原劑硼氫化鈉反應(yīng)生成氣態(tài)氫化物 (原子化溫度700900 C ) : AsCl3 +4NaBH4 + HCl +8H2O = AsH3 +4NaCl +4HBO2+13H2 將待測(cè)試樣在專門的氫化物生成器中產(chǎn)生氫化物，送入原子化器中檢測(cè)。 特點(diǎn)特點(diǎn)：原子化溫度低，靈敏度高, 干擾?。?氫化物均有毒；精密度差；2021年12

18、月4日17時(shí)57分10.3.4 分光系統(tǒng)分光系統(tǒng)1.1.作用作用 將待測(cè)元素的共振線與鄰近線分開(kāi)。2.2.組件組件 色散元件（棱鏡、光柵），凹凸鏡、狹縫等。3.3.單色器性能參數(shù)單色器性能參數(shù) （1）線色散率線色散率（D） 兩條譜線間的距離與波長(zhǎng)差的比值 X /。實(shí)際工作中常用其倒數(shù) /X （2）分辨率分辨率 儀器分開(kāi)相鄰兩條譜線的能力。用該兩條譜線的平均波長(zhǎng)與其波長(zhǎng)差的比值/表示。 （3）通帶寬度通帶寬度（W） 指通過(guò)單色器出射狹縫的某標(biāo)稱波長(zhǎng)處的輻射范圍。當(dāng)?shù)股⒙剩―）一定時(shí)，可通過(guò)選擇狹縫寬度（S）來(lái)確定： W=D S2021年12月4日17時(shí)57分10.3.5 檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)系統(tǒng) 主要

19、由檢測(cè)器（光電倍增管、光電二極管陣列）、放大器、讀數(shù)和記錄系統(tǒng)等組成。原子吸收計(jì)算機(jī)工原子吸收計(jì)算機(jī)工作站：作站： 參數(shù)設(shè)定 條件優(yōu)化 數(shù)據(jù)處理 結(jié)果打印2021年12月4日17時(shí)57分10.4.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線法標(biāo)準(zhǔn)曲線法適于共存組分互不干擾的試樣。(1)一組濃度合適的標(biāo)準(zhǔn)溶液；(2)由低到高分別測(cè)定吸光度；(3)以濃度為橫坐標(biāo)，吸光度為縱作標(biāo)作圖；(4)在相同條件下，測(cè)定試樣溶液吸光度；(5)由標(biāo)準(zhǔn)曲線內(nèi)插求得試樣溶液中待測(cè)元素濃度。2021年12月4日17時(shí)57分10.4.2 標(biāo)準(zhǔn)加入法標(biāo)準(zhǔn)加入法 若試樣基體組成復(fù)雜, 且基體成分對(duì)測(cè)定又有明顯干擾時(shí)采用。(1) 取若干份體積相同的試液（cx

20、），依次按比例加入不同量的待測(cè)物的標(biāo)準(zhǔn)溶液（cO）；(2) 定容后濃度依次為： cx , cx +cO , cx +2cO , ；(3) 分別測(cè)得吸光度為： AX，A1，A2，；(4) 以A對(duì)濃度c 做圖，圖中cx點(diǎn)即待測(cè)溶液濃度。2021年12月4日17時(shí)57分（1）此法可消除基體效應(yīng)帶來(lái)的影響，但不能消除分子吸收、背景吸收的影響；（2）應(yīng)保證標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性，否則曲線外推易造成較大的誤差。2021年12月4日17時(shí)57分四種：電離干擾、化學(xué)干擾、物理干擾和光譜干擾10.5.2 電離干擾電離干擾1. 1. 產(chǎn)生的原因產(chǎn)生的原因：基態(tài)原子電離；(1) 該干擾造成火焰中待測(cè)元素的基態(tài)原子數(shù)量減少，

21、使測(cè)定結(jié)果偏低。(2) 火焰溫度越高,元素電離電位越低,元素越易電離。2. 2. 消除與抑制方法消除與抑制方法:(1) 降低火焰溫度； (2) 加電離緩沖劑。2021年12月4日17時(shí)57分10.5.2 化學(xué)干擾化學(xué)干擾1.1.產(chǎn)生的原因產(chǎn)生的原因：待測(cè)元素與試樣中共存組分或火焰成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng),引起原子化程度改變所造成的干擾。(1) 原子吸收光譜分析中主要干擾來(lái)源；(2) 產(chǎn)生的原因是多方面的；(3) 典型的化學(xué)干擾是待測(cè)元素與共存元素之間形成更加穩(wěn)定的化合物，使基態(tài)原子數(shù)目減少。2.2.消除與抑制方法消除與抑制方法：加釋放劑、保護(hù)劑或基體改進(jìn)劑2021年12月4日17時(shí)57分(1)(1)

22、加入加入釋放劑釋放劑與干擾元素生成更穩(wěn)定化合物，使待測(cè)元素釋放出來(lái)。例：鍶和鑭可有效消除磷酸根對(duì)鈣的干擾。(2)(2) 加入加入保護(hù)劑保護(hù)劑與待測(cè)元素形成穩(wěn)定的化合物，防止干擾元素與它作用。例：加入EDTA生成EDTA-Ca,避免磷酸根與鈣作用。(3) (3) 加入加入基體改進(jìn)劑基體改進(jìn)劑與基體形成易揮發(fā)的化合物，在原子化前除去，避免與待測(cè)元素共揮發(fā)。例：石墨爐法測(cè)鎘，加入硝酸銨,氯化鈉氯化銨,硝酸鈉去除。2021年12月4日17時(shí)57分10.5.3 物理干擾物理干擾1.1.產(chǎn)生的原因產(chǎn)生的原因：試樣在轉(zhuǎn)移、蒸發(fā)過(guò)程中物理因素變化引起的干擾。 主要影響試樣噴入火焰的速度、霧化效率、霧滴大小等。

23、2. 2. 消除或抑制方法消除或抑制方法：(1)通過(guò)控制試液與標(biāo)準(zhǔn)溶液的組成盡量一致。(2)標(biāo)準(zhǔn)加入法或稀釋法來(lái)減小和消除。2021年12月4日17時(shí)57分10.5.4 光譜干擾光譜干擾 光譜發(fā)射和吸收有關(guān)的干擾，主要來(lái)自光源和原子化裝置。 1. 譜線干擾譜線干擾(1) (1) 產(chǎn)生的原因：產(chǎn)生的原因：共振線附近存在有非待測(cè)元素的譜線，或試樣中待測(cè)元素共振線與另一元素吸收線十分接近時(shí)，均會(huì)產(chǎn)生譜線干擾。 (2) (2) 消除或抑制方法：消除或抑制方法：通過(guò)采用調(diào)小狹縫的方法。2021年12月4日17時(shí)57分 2.背景干擾背景干擾(1) 產(chǎn)生的原因：產(chǎn)生的原因：分子吸收和光散射引起的干擾。分子吸

24、收：分子吸收：原子化過(guò)程中生成的氣態(tài)分子、氧化物和鹽類分子等對(duì)光源共振輻射產(chǎn)生吸收而引起的干擾；光散射：光散射：在原子化過(guò)程中，產(chǎn)生的固體微粒對(duì)光產(chǎn)生散射而引起的干擾。(2) 消除或抑制方法：消除或抑制方法：多采用氘燈扣背景和塞曼效應(yīng)扣背景的方法來(lái)消除這種干擾。2021年12月4日17時(shí)57分10.6.1 靈敏度靈敏度 分析前，注意該元素的靈敏度和檢出極限能否達(dá)到要求。靈敏度定義靈敏度定義：校正曲線的斜率(用S 表示)，IUPAC。 S = dA / dc 火焰法和石墨爐法中也常用特征濃度和特征質(zhì)量來(lái)表示元素的靈敏度（產(chǎn)生1%的吸收或 0.0044 吸光度時(shí)待測(cè)元素的濃度c0或質(zhì)量m0）。Ac

25、.c004400Am.m004400g(mL1%)-1g(1%)-12021年12月4日17時(shí)57分10.6.2 檢出極限檢出極限檢出極限：檢出極限：儀器能與適當(dāng)?shù)闹眯哦葯z出的待測(cè)元素的最小濃度或最小量（指空白溶液吸光度信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)偏差的3倍所對(duì)應(yīng)的待測(cè)元素濃度或質(zhì)量）。火焰原子吸收法中:cbDL3SSc石墨爐原子吸收法中(用絕對(duì)檢出極限mDL表示):mbDL3SSmSm ：靈敏度Sc：靈敏度Sb：標(biāo)準(zhǔn)偏差靈敏度只考慮檢測(cè)信號(hào)的大小，而檢出極限考慮了儀器噪聲。2021年12月4日17時(shí)57分10.6.3 測(cè)定條件的選擇測(cè)定條件的選擇1. 分析線分析線 通常選擇待測(cè)元素的共振線作為分析線。但測(cè)量濃度

26、較高或穩(wěn)定性差時(shí)，可選用次靈敏線。2. 空心陰極燈電流空心陰極燈電流 在保證有穩(wěn)定和足夠的輻射光強(qiáng)度的情況下，盡量選用較低的燈電流，以延長(zhǎng)空心陰極燈的壽命。3. 狹縫寬度狹縫寬度 無(wú)鄰近干擾線時(shí)，可選擇較寬的狹縫，否則選擇較小的狹縫。2021年12月4日17時(shí)57分4 4. 火焰火焰(1)(1)易原子化的元素易原子化的元素: : 選低溫火焰(空氣-氫火焰)。 As、Se等(2)(2)較難離解的元素較難離解的元素: : 選中溫火焰(空氣-乙炔火焰)。 Ca、Mg、Fe、Cu、Zn、Pb、Co、Mn等(3)(3)難離解的元素難離解的元素: : 選高溫火焰(氧化亞氮乙炔)。 V、Ti、Al、Si等(

27、4)(4)在火焰中易生成難離解氧化物的元素在火焰中易生成難離解氧化物的元素: :選富燃火焰 Cr、Mo、W、V、Al等(5)(5)在火焰中易于電離的元素在火焰中易于電離的元素: : 選貧燃火焰。K、Na等2021年12月4日17時(shí)57分5 5. 觀測(cè)高度觀測(cè)高度 觀測(cè)高度: 燃燒器高度。 調(diào)節(jié)燃燒器高度，控制光束通過(guò)自由原子濃度最大的火焰區(qū)，提高靈敏度和測(cè)量穩(wěn)定性。 旋轉(zhuǎn)燃燒器的角度(改變吸收光程)，降低靈敏度，如測(cè)定高濃度試樣溶液。2021年12月4日17時(shí)57分10.7.1 基本原理和特點(diǎn)基本原理和特點(diǎn) 元素在受到熱或電激發(fā)時(shí)，由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài),返回到基態(tài)時(shí)，發(fā)射出特征光譜，依據(jù)特征光譜

28、進(jìn)行定性、定量的分析方法。特征輻射基態(tài)元素基態(tài)元素M激發(fā)態(tài)激發(fā)態(tài)M*熱能、電能E2021年12月4日17時(shí)57分原子發(fā)射光譜分析法的特點(diǎn)原子發(fā)射光譜分析法的特點(diǎn): :(1)(1)可多元素同時(shí)檢測(cè)可多元素同時(shí)檢測(cè) 各元素同時(shí)發(fā)射各自的特征光譜；(2)(2)分析速度快分析速度快 試樣不需處理，同時(shí)對(duì)幾十種元素進(jìn)行定量分析(光電直讀儀)；(3)(3)選擇性高選擇性高 各元素具有不同的特征光譜；(4)(4)檢出限較低檢出限較低 100.1gg-1(一般光源)；ngg-1(ICP）(5)(5)準(zhǔn)確度較高準(zhǔn)確度較高 5%10% (一般光源）； 1% (ICP) ；(6)(6)ICP-AESICP-AES性

29、能優(yōu)越性能優(yōu)越 線性范圍46數(shù)量級(jí)，可測(cè)高、中、低不同含量試樣； 缺點(diǎn)缺點(diǎn)：非金屬元素不能檢測(cè)或靈敏度低。2021年12月4日17時(shí)57分10.7.2 原子發(fā)射光譜儀原子發(fā)射光譜儀原子發(fā)射光譜分析過(guò)程： 試樣蒸發(fā)、激發(fā)和發(fā)射、復(fù)合光分光以及譜線記錄檢測(cè)三個(gè)過(guò)程。原子發(fā)射光譜儀組成： 激發(fā)光源 攝譜儀 檢測(cè)系統(tǒng)。2021年12月4日17時(shí)57分1.1.激發(fā)光源激發(fā)光源 提供試樣蒸發(fā)、離解、原子化和激發(fā)所需的能量。 激發(fā)光源應(yīng)滿足如下條件： (1) 能夠提供足夠的能量。 (2) 光譜背景小，穩(wěn)定性好。 (3) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于維護(hù)。 激發(fā)光源: 直流電弧、交流電弧、火花放電及電感耦合等離子炬（ICP

30、）等。2021年12月4日17時(shí)57分電感耦合等離子炬（ICP） 目前性能最好、應(yīng)用較廣泛的新型光源。組成：高頻發(fā)生器、等離子體矩管和霧化系統(tǒng)。2021年12月4日17時(shí)57分高頻發(fā)生器：高頻發(fā)生器： 產(chǎn)生高頻磁場(chǎng)，供給等離子體能量。感應(yīng)線圈通常用銅管繞成25匝的水冷線圈。ICP矩管：矩管： ICP的核心部件。三層同心石英管制成的玻璃管。霧化系統(tǒng)：霧化系統(tǒng)： 霧化裝置有氣動(dòng)霧化器、超聲霧化器、電熱氣化裝置等。2021年12月4日17時(shí)57分ICP原理： 當(dāng)高頻發(fā)生器接通電源接通電源后，高頻電流 I 通過(guò)感應(yīng)線圈產(chǎn)生交變磁場(chǎng)產(chǎn)生交變磁場(chǎng)(綠色)。 開(kāi)始時(shí)，管內(nèi)為Ar氣，不導(dǎo)電，需要用高壓電火花觸

31、高壓電火花觸發(fā)發(fā)，使氣體電離后，在高頻交流電場(chǎng)的作用下，帶電粒子高速運(yùn)動(dòng), 碰撞，形成“雪崩”式放電，產(chǎn)生等離子體氣產(chǎn)生等離子體氣流流。在垂直于磁場(chǎng)方向?qū)a(chǎn)生感應(yīng)電流產(chǎn)生感應(yīng)電流(渦電流渦電流，粉色)，其電阻很小，電流很大(數(shù)百安)，產(chǎn)生高溫產(chǎn)生高溫。又將氣體加熱、電離，在管口形成穩(wěn)定的等離子體焰炬形成穩(wěn)定的等離子體焰炬。2021年12月4日17時(shí)57分ICP的特點(diǎn)：的特點(diǎn)：(1) ICP光源具有溫度高、穩(wěn)定、環(huán)狀軸向通道等特點(diǎn)；(2)原子在通道內(nèi)停留時(shí)間長(zhǎng)，原子化完全，有利于難激發(fā)元素解離；(3)化學(xué)干擾小，基體效應(yīng)低，譜線強(qiáng)度大；(4)工作曲線線性范圍可達(dá)68個(gè)數(shù)量級(jí)，可同時(shí)分析試樣中高、

32、中、低含量組分；(5)不足之處是氬氣消耗量較大，運(yùn)行費(fèi)用較高。2021年12月4日17時(shí)57分2.2.攝譜儀攝譜儀 攝譜儀是將待測(cè)元素的發(fā)射譜線用照相方式記錄下來(lái)的裝置。 經(jīng)色散后的譜線在感光板上聚焦、成像，最后經(jīng)顯影、定影,制得光譜底片。2021年12月4日17時(shí)57分3.3.檢測(cè)器檢測(cè)器(1)映譜儀 又稱光譜投影儀。用來(lái)放大光譜圖。(2)測(cè)微光度計(jì) 又稱黑度計(jì),測(cè)量譜線底片上記錄的譜線黑度。試樣中待測(cè)組分含量越高，譜線線條越黑。(3)光電直讀光譜儀用光柵做分光元件,光電倍增管作檢測(cè)器直接測(cè)出譜線強(qiáng)度。2021年12月4日17時(shí)57分2021年12月4日17時(shí)57分10.7.3 定性、半定量

33、和定量分析定性、半定量和定量分析1.1.定性分析定性分析(1)(1)指定元素分析指定元素分析 如果需檢測(cè)指定的幾種元素,可采用與標(biāo)準(zhǔn)試樣光譜圖比較的方法。待測(cè)元素有23條特征譜線與標(biāo)準(zhǔn)樣品特征譜線重合,可認(rèn)為試樣中存在該元素。(2)(2)未知元素全分析未知元素全分析 通常采用與鐵譜比較的方法。鐵譜：波長(zhǎng)標(biāo)尺,將各元素特征波長(zhǎng)標(biāo)在相應(yīng)的位置構(gòu)成了元素的標(biāo)準(zhǔn)光譜圖。2021年12月4日17時(shí)57分2.2.半定量分析半定量分析對(duì)試樣中元素含量作粗略估計(jì)；譜線黑度比較法；3.3.定量分析定量分析根據(jù)被測(cè)元素譜線強(qiáng)度來(lái)確定元素含量；羅馬金-賽伯經(jīng)驗(yàn)公式: I = acb lgI = b lgc + aI

34、：譜線強(qiáng)度c：被測(cè)元素濃度a、b：常數(shù), a發(fā)射系數(shù)；b自吸系數(shù)；2021年12月4日17時(shí)57分內(nèi)標(biāo)法定量?jī)?nèi)標(biāo)法定量在待測(cè)元素中選一條譜線作為分析線；在基體元素（或定量加入的其他元素）譜線中選一條譜線作為內(nèi)標(biāo)線，組成分析線對(duì)；絕對(duì)強(qiáng)度之比 R 稱為譜線的相對(duì)強(qiáng)度。待測(cè)元素含量：I1 = a1cb 內(nèi)標(biāo)元素含量：I0 = a0c0b0相對(duì)強(qiáng)度 R 為：R = I1/I0 = a1cb / (a0c0b0)2021年12月4日17時(shí)57分當(dāng)c0和工作條件一定時(shí)，a1/(a0c0b0)為常數(shù) a。 R = acb lgR = blgc + lga攝譜法光譜定量分析: lgR S(線對(duì)的黑度差) S

35、 = lgR = blgc + lga在一定工作條件下, 也是常數(shù)。三標(biāo)準(zhǔn)試樣法：三標(biāo)準(zhǔn)試樣法： 用三個(gè)或三個(gè)以上標(biāo)準(zhǔn)試樣與待測(cè)試樣在相同條件下并列攝譜，根據(jù)標(biāo)樣數(shù)據(jù)繪制S - lgc 工作曲線。2021年12月4日17時(shí)57分1.原子吸收分析法有哪些特點(diǎn)？2.在原子吸收分析中為什么要使用銳線光源？3.用峰值吸收系數(shù)代替吸收系數(shù)的條件是什么？4.引起吸收峰變寬的原因是什么？5.空心陰極燈為什么能產(chǎn)生銳線光源？6.原子化方法有那些？各有什么特點(diǎn)？2021年12月4日17時(shí)57分結(jié)束結(jié)束結(jié)束結(jié)束結(jié)束結(jié)束第第 01 章章第第 02 章章第第 03 章章第第 04 章章第第 05 章章第第 06 章章第第 07 章章第第 08 章章第第 09 章章第第 10 章