光譜導(dǎo)論和原子吸收

1、關(guān)于光譜導(dǎo)論和原子吸收現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第一頁(yè)，共71頁(yè)光譜的概念光譜的概念復(fù)色光經(jīng)過(guò)色散系統(tǒng)（如棱鏡、光柵）分光后，被色散開(kāi)的單復(fù)色光經(jīng)過(guò)色散系統(tǒng)（如棱鏡、光柵）分光后，被色散開(kāi)的單色光按波長(zhǎng)（或頻率）大小而依次排列的圖案。色光按波長(zhǎng)（或頻率）大小而依次排列的圖案。 現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二頁(yè)，共71頁(yè) 電磁輻射電磁輻射電磁輻射電磁輻射(電磁波電磁波) 是一種是一種以巨大速度通過(guò)空間而不需要任何物質(zhì)以巨大速度通過(guò)空間而不需要任何物質(zhì)作為傳播媒介的作為傳播媒介的光量子流光量子流，它具有，它具有波、粒二象性。波、粒二象性。波動(dòng)性：波動(dòng)性： c c 1(cm/s) )(cm)Hz( )(nm1-光速光速波數(shù)波數(shù)

2、頻率頻率波長(zhǎng)波長(zhǎng) c 微粒性：微粒性： （普朗克公式）（普朗克公式） hcchhE 普朗克常數(shù)普朗克常數(shù) h電磁輻射的二象性：電磁輻射的二象性：左邊為粒子性（能量）左邊為粒子性（能量）, ,右邊為波動(dòng)性（用波長(zhǎng)、右邊為波動(dòng)性（用波長(zhǎng)、波數(shù)、頻率等物理量表征）。波數(shù)、頻率等物理量表征）?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三頁(yè)，共71頁(yè)電磁波譜電磁波譜 ：電磁輻射按波長(zhǎng)順序排列：電磁輻射按波長(zhǎng)順序排列波譜名稱(chēng)波譜名稱(chēng) 波長(zhǎng)范圍波長(zhǎng)范圍 射線(xiàn)射線(xiàn) 0.005 0.17nm X射線(xiàn)射線(xiàn) 0.1 10nm 紫外紫外 10 400nm 可見(jiàn)光可見(jiàn)光 400 760nm 紅外紅外0.76 1000 m微微 波波 1 1000

3、mm 無(wú)線(xiàn)電波無(wú)線(xiàn)電波 1 1000 m 光譜區(qū)光譜區(qū)波譜區(qū)波譜區(qū)射線(xiàn)射線(xiàn) X 射線(xiàn)射線(xiàn)紫外光紫外光可見(jiàn)光可見(jiàn)光紅外光紅外光微波微波無(wú)線(xiàn)電波無(wú)線(xiàn)電波波長(zhǎng)越短，危害越大：波長(zhǎng)越短，危害越大：白血病、癌癥、生育。白血病、癌癥、生育。現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第四頁(yè)，共71頁(yè)電磁輻射與物質(zhì)的相互作用電磁輻射與物質(zhì)的相互作用吸收光譜法：吸收光譜法：發(fā)射光譜法：發(fā)射光譜法：1.ifEEh 2.ifEEh 現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第五頁(yè)，共71頁(yè)光譜分析法光譜分析法光譜法：光譜法：當(dāng)物質(zhì)與輻射能相互作用時(shí)，物質(zhì)內(nèi)部發(fā)生當(dāng)物質(zhì)與輻射能相互作用時(shí)，物質(zhì)內(nèi)部發(fā)生能級(jí)躍遷，測(cè)量由此而產(chǎn)生的輻射能強(qiáng)度及其變化的能級(jí)躍遷，測(cè)量由此而產(chǎn)生的輻射

4、能強(qiáng)度及其變化的方法稱(chēng)為光譜分析法方法稱(chēng)為光譜分析法 （紫外（紫外- -可見(jiàn)光度法、紅外光可見(jiàn)光度法、紅外光譜法）譜法）非光譜法：非光譜法：利用物質(zhì)與輻射能相互作用時(shí)，電磁波的利用物質(zhì)與輻射能相互作用時(shí)，電磁波的傳播方向、速度等物理性質(zhì)發(fā)生改變所建立的分析方傳播方向、速度等物理性質(zhì)發(fā)生改變所建立的分析方法法 （如光散射法、旋光法、折射法和干涉法）（如光散射法、旋光法、折射法和干涉法）現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第六頁(yè)，共71頁(yè)光譜法與非光譜法的區(qū)別光譜法與非光譜法的區(qū)別光譜法：光譜法：現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第七頁(yè)，共71頁(yè) 按作用結(jié)果不同分類(lèi)按作用結(jié)果不同分類(lèi) 按物質(zhì)與輻射能間的轉(zhuǎn)換方向分類(lèi)按物質(zhì)與輻射能間的轉(zhuǎn)換方向分

5、類(lèi)光譜法的分類(lèi)：光譜法的分類(lèi)：現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第八頁(yè)，共71頁(yè) 按電磁輻射波長(zhǎng)分類(lèi)按電磁輻射波長(zhǎng)分類(lèi)現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第九頁(yè)，共71頁(yè)現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十頁(yè)，共71頁(yè)本章重點(diǎn)本章重點(diǎn)熟悉電磁輻射的定義及其基本性質(zhì)熟悉電磁輻射的定義及其基本性質(zhì): 二象性的意義；二象性的意義；2. 掌握電磁波譜的分區(qū)及各類(lèi)電磁波譜的波長(zhǎng)掌握電磁波譜的分區(qū)及各類(lèi)電磁波譜的波長(zhǎng)(頻率頻率) 范圍和相應(yīng)的能級(jí)躍遷類(lèi)型；范圍和相應(yīng)的能級(jí)躍遷類(lèi)型；3. 掌握電磁波譜的波長(zhǎng)、波數(shù)、頻率以及能量之間的掌握電磁波譜的波長(zhǎng)、波數(shù)、頻率以及能量之間的 相互關(guān)系及運(yùn)算方法；相互關(guān)系及運(yùn)算方法；掌握分子光譜和原子光譜、吸收光譜和發(fā)射光譜的掌握分子光譜

6、和原子光譜、吸收光譜和發(fā)射光譜的 特點(diǎn)和區(qū)別；特點(diǎn)和區(qū)別；現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十一頁(yè)，共71頁(yè)原子吸收光譜法原子吸收光譜法( Atomic Absorption Spectrometry, AAS )現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十二頁(yè)，共71頁(yè)概概 述述原子吸收光譜法原子吸收光譜法：又稱(chēng)原子吸收分光光度法又稱(chēng)原子吸收分光光度法 根據(jù)物質(zhì)的基態(tài)原子蒸氣對(duì)同類(lèi)原子的特征輻根據(jù)物質(zhì)的基態(tài)原子蒸氣對(duì)同類(lèi)原子的特征輻射的吸收作用來(lái)進(jìn)行元素定量分析的方法。射的吸收作用來(lái)進(jìn)行元素定量分析的方法。原子吸收光譜分析的基本過(guò)程：原子吸收光譜分析的基本過(guò)程： 如欲測(cè)定試樣中某元素含量，用該元素的銳線(xiàn)光源發(fā)射出特征輻如欲測(cè)定試樣中某元素

7、含量，用該元素的銳線(xiàn)光源發(fā)射出特征輻射，試樣在原子化器中被蒸發(fā)、解離為氣態(tài)基態(tài)原子，當(dāng)元素的特征射，試樣在原子化器中被蒸發(fā)、解離為氣態(tài)基態(tài)原子，當(dāng)元素的特征輻射通過(guò)該元素的氣態(tài)基態(tài)原子區(qū)時(shí)，元素的特征輻射因被氣態(tài)基態(tài)輻射通過(guò)該元素的氣態(tài)基態(tài)原子區(qū)時(shí)，元素的特征輻射因被氣態(tài)基態(tài)原子吸收而減弱，經(jīng)過(guò)色散系統(tǒng)和檢測(cè)系統(tǒng)后，測(cè)得吸光度，根據(jù)吸原子吸收而減弱，經(jīng)過(guò)色散系統(tǒng)和檢測(cè)系統(tǒng)后，測(cè)得吸光度，根據(jù)吸光度與被測(cè)定元素的濃度線(xiàn)性關(guān)系，從而進(jìn)行元素的定量分析。光度與被測(cè)定元素的濃度線(xiàn)性關(guān)系，從而進(jìn)行元素的定量分析?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十三頁(yè)，共71頁(yè)AAS的特點(diǎn)的特點(diǎn)（1 1）檢出限低，靈敏度高）檢出限低，靈敏

8、度高 火焰原子吸收法的檢出限可達(dá)到火焰原子吸收法的檢出限可達(dá)到ngngmlml-1 -1級(jí)，石墨級(jí)，石墨爐原子吸收法的檢出限可達(dá)到爐原子吸收法的檢出限可達(dá)到1010-10-10-10-10-14-14g g。（2 2）準(zhǔn)確度好）準(zhǔn)確度好 火焰原子吸收法的相對(duì)誤差為小于火焰原子吸收法的相對(duì)誤差為小于1%1%，石墨爐原，石墨爐原子吸收法的相對(duì)誤差一般約為子吸收法的相對(duì)誤差一般約為3%-5%3%-5%。（3 3）選擇性好）選擇性好 多數(shù)情況下，共存元素對(duì)被測(cè)元素不產(chǎn)生干擾。多數(shù)情況下，共存元素對(duì)被測(cè)元素不產(chǎn)生干擾?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十四頁(yè)，共71頁(yè)（4 4）分析速度快）分析速度快 用用P-E5000P-

9、E5000型自動(dòng)原子吸收儀在型自動(dòng)原子吸收儀在35min35min，能連續(xù)，能連續(xù)測(cè)定測(cè)定5050個(gè)試樣中的個(gè)試樣中的6 6中元素。中元素。（5 5）應(yīng)用范圍廣）應(yīng)用范圍廣 可測(cè)定的元素多達(dá)可測(cè)定的元素多達(dá)7070余種，可以測(cè)定金屬、非余種，可以測(cè)定金屬、非金屬和有機(jī)化合物。金屬和有機(jī)化合物。（6）儀器簡(jiǎn)單，操作方便）儀器簡(jiǎn)單，操作方便缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：難熔元素、非金屬元素測(cè)定困難、難熔元素、非金屬元素測(cè)定困難、不能進(jìn)行多元不能進(jìn)行多元素同時(shí)分析素同時(shí)分析AAS的特點(diǎn)的特點(diǎn)現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十五頁(yè)，共71頁(yè)1、原子吸收現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)、原子吸收現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn) 1802年年Wollaston發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)光譜的暗線(xiàn)發(fā)現(xiàn)太

10、陽(yáng)光譜的暗線(xiàn)一、歷史一、歷史這一方法的發(fā)展經(jīng)歷了這一方法的發(fā)展經(jīng)歷了3 3個(gè)發(fā)展個(gè)發(fā)展階段：階段： 1859年年Kirchhoff和和 Bunson解釋了解釋了暗線(xiàn)產(chǎn)生的原因暗線(xiàn)產(chǎn)生的原因現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十六頁(yè)，共71頁(yè)太陽(yáng)光暗線(xiàn) 暗線(xiàn)是由于大氣層中存在的元素的原子對(duì)暗線(xiàn)是由于大氣層中存在的元素的原子對(duì)太陽(yáng)光選擇性吸收的結(jié)果太陽(yáng)光選擇性吸收的結(jié)果現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十七頁(yè)，共71頁(yè)基于原子吸收原理基于原子吸收原理進(jìn)行儀器設(shè)計(jì)的思路進(jìn)行儀器設(shè)計(jì)的思路光源光源火焰火焰棱鏡棱鏡檢測(cè)裝置檢測(cè)裝置現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十八頁(yè)，共71頁(yè)Why are molecular spectra usually measured

11、in absorption, and atomic spectra in emission? There is apparently no good reason to disregard the absorption spectra of atoms. When a continuum source was used, a resolution of 2 pm（0.002 nm） would be required. The measurement of atomic absorption hence requires line radiation sources. The task of

12、the monochromator is then merely to separate the line used for measurement from other lines emitted by the source.Statements from Sir Alan Walsh:Sir Alan Walsh 1916-1998Walsh的論文“Application of atomic absorption spectrometry to analytical chemistry”現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第十九頁(yè)，共71頁(yè)空心陰極燈的發(fā)明空心陰極燈的發(fā)明 -+Ar19551955年年WalshW

13、alsh發(fā)表的這一篇論文解決了原子吸收光譜的光源問(wèn)題，隨發(fā)表的這一篇論文解決了原子吸收光譜的光源問(wèn)題，隨后后 PE PE 和和 VarianVarian公司推出了原子吸收商品儀器。公司推出了原子吸收商品儀器?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十頁(yè)，共71頁(yè)Drawing by Walsh from April 1952The first AAS Instrument現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十一頁(yè)，共71頁(yè)AAS Research Laboratory Prototype in 1961空心陰極光源火焰棱鏡光電管現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十二頁(yè)，共71頁(yè)電熱原子化技術(shù)的提出電熱原子化技術(shù)的提出 19591959年里沃夫提出電熱原子

14、化技術(shù)，大大提年里沃夫提出電熱原子化技術(shù)，大大提高了原子吸收的靈敏度高了原子吸收的靈敏度現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十三頁(yè)，共71頁(yè)AAS的基本原理的基本原理一、共振線(xiàn)一、共振線(xiàn) 1.1.原子的能級(jí)與躍遷原子的能級(jí)與躍遷 基態(tài)基態(tài)第一激發(fā)態(tài)第一激發(fā)態(tài), ,吸收一定頻率的輻射能量。產(chǎn)生的吸收線(xiàn)吸收一定頻率的輻射能量。產(chǎn)生的吸收線(xiàn)叫共振吸收線(xiàn)（簡(jiǎn)稱(chēng)共振線(xiàn)）叫共振吸收線(xiàn)（簡(jiǎn)稱(chēng)共振線(xiàn)） 吸收光譜吸收光譜 激發(fā)態(tài)激發(fā)態(tài)基態(tài)，發(fā)射出一定頻率的輻射。所釋放的光線(xiàn)叫共振基態(tài)，發(fā)射出一定頻率的輻射。所釋放的光線(xiàn)叫共振發(fā)射線(xiàn)（也簡(jiǎn)稱(chēng)共振線(xiàn)）發(fā)射線(xiàn)（也簡(jiǎn)稱(chēng)共振線(xiàn)） 發(fā)射光譜發(fā)射光譜 2.2.元素的特征譜線(xiàn)元素的特征譜線(xiàn) 1 1

15、）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)和外層電子排布不同 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(xiàn)，最易發(fā)生、吸收最強(qiáng)、最靈敏線(xiàn)，特征譜線(xiàn)特征譜線(xiàn) 3 3）AASAAS就是利用處于基態(tài)的待測(cè)原子蒸氣對(duì)從光源發(fā)射的就是利用處于基態(tài)的待測(cè)原子蒸氣對(duì)從光源發(fā)射的特特 征譜線(xiàn)征譜線(xiàn)( (共振線(xiàn)共振線(xiàn)) )的吸收進(jìn)行定量分析。的吸收進(jìn)行定量分析。現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十四頁(yè)，共71頁(yè)二、原子吸收光譜輪廓與譜線(xiàn)變寬二、原子吸收光譜輪廓與譜線(xiàn)變寬 1. 1.吸收定律吸收定律Iv=I0exp(

16、-Kvl )lKvv434. 0IIlgA0 I0、 Iv分別是頻率為分別是頻率為v的入射光和透過(guò)光的強(qiáng)度的入射光和透過(guò)光的強(qiáng)度； Kv為原子蒸氣對(duì)頻率為為原子蒸氣對(duì)頻率為v的入射光的吸收系數(shù)的入射光的吸收系數(shù)；l 為原子蒸氣的寬度。為原子蒸氣的寬度。AAS的基本原理的基本原理現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十五頁(yè)，共71頁(yè)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(xiàn)狀光譜原子結(jié)構(gòu)較分子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，理論上應(yīng)產(chǎn)生線(xiàn)狀光譜吸收線(xiàn)。吸收線(xiàn)。 實(shí)際上用特征吸收頻率左右范圍的輻射光照射時(shí)實(shí)際上用特征吸收頻率左右范圍的輻射光照射時(shí)，獲得一峰形吸收：具有一定寬度。，獲得一峰形吸收：具有一定寬度。透射光強(qiáng)度透射光強(qiáng)度Iv 和吸收系數(shù)

17、和吸收系數(shù)Kv與輻射頻率與輻射頻率v有關(guān)有關(guān). . 以以Iv與與v 作圖作圖, , 以以Kv與與 作圖：作圖： 2. 2. 吸收線(xiàn)的輪廓和變寬吸收線(xiàn)的輪廓和變寬AAS的基本原理的基本原理現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十六頁(yè)，共71頁(yè)表征吸收線(xiàn)輪廓（峰）的參數(shù)：表征吸收線(xiàn)輪廓（峰）的參數(shù)：中心頻率中心頻率 O(峰值頻率峰值頻率) :最大吸收系數(shù)對(duì)應(yīng)的頻率最大吸收系數(shù)對(duì)應(yīng)的頻率中心波長(zhǎng)中心波長(zhǎng)(nm) : :最大吸收系數(shù)對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)最大吸收系數(shù)對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)半寬度半寬度 O(吸收線(xiàn)寬度吸收線(xiàn)寬度)：峰值吸收值一半處的頻率：峰值吸收值一半處的頻率 原子吸收線(xiàn)的寬度約為原子吸收線(xiàn)的寬度約為10-3-10-2 nm( (折

18、合成波長(zhǎng)折合成波長(zhǎng)) )。AAS的基本原理的基本原理吸收曲線(xiàn)：吸收曲線(xiàn)：K K 為縱坐標(biāo)，為縱坐標(biāo)， 為橫坐標(biāo)為橫坐標(biāo)現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十七頁(yè)，共71頁(yè)3. 3. 吸收峰變寬原因吸收峰變寬原因 自然變寬自然變寬( (N N或或N N):): 在無(wú)外界條件影響時(shí)，譜線(xiàn)的固有寬度稱(chēng)為自然寬在無(wú)外界條件影響時(shí)，譜線(xiàn)的固有寬度稱(chēng)為自然寬度度, ,它與原子發(fā)生能級(jí)間躍遷時(shí)激發(fā)態(tài)原子的平均壽它與原子發(fā)生能級(jí)間躍遷時(shí)激發(fā)態(tài)原子的平均壽命命( (10-8-10-5 s) )有關(guān)，壽命越長(zhǎng)，則譜線(xiàn)寬度就越窄，有關(guān)，壽命越長(zhǎng)，則譜線(xiàn)寬度就越窄，自然寬度造成的影響與其他因素相比可以忽略不計(jì)。自然寬度造成的影響與其他因

19、素相比可以忽略不計(jì)。AAS的基本原理的基本原理現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第二十八頁(yè)，共71頁(yè)rAT07D1016. 7或T為絕對(duì)溫度，為絕對(duì)溫度，Ar為相對(duì)原子質(zhì)量。為相對(duì)原子質(zhì)量。 溫度升高，原子的相對(duì)熱運(yùn)動(dòng)劇烈，熱寬度增溫度升高，原子的相對(duì)熱運(yùn)動(dòng)劇烈，熱寬度增大。即使在溫度較低時(shí)，也比自然寬度要嚴(yán)重，大。即使在溫度較低時(shí)，也比自然寬度要嚴(yán)重，因此必須引起注意。因此必須引起注意。多普勒變寬（多普勒變寬（Doppler）( (D或或D):): 由于原子在空間作無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)所引起的譜線(xiàn)變由于原子在空間作無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)所引起的譜線(xiàn)變寬，因而又稱(chēng)為寬，因而又稱(chēng)為熱變寬熱變寬。AAS的基本原理的基本原理現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第

20、二十九頁(yè)，共71頁(yè)勞倫茲勞倫茲(Lorentz)變寬變寬(L或或L): 由于原子相互碰撞使能量發(fā)生稍微變化。待測(cè)原子和由于原子相互碰撞使能量發(fā)生稍微變化。待測(cè)原子和其他原子碰撞，通常其他原子碰撞，通常L L為為1010-4-4-10-10-3-3，勞倫茲變寬隨外界，勞倫茲變寬隨外界氣體壓力的升高而加劇，有稱(chēng)為壓力變寬，隨溫度的升氣體壓力的升高而加劇，有稱(chēng)為壓力變寬，隨溫度的升高譜線(xiàn)變寬呈下降的趨勢(shì)。高譜線(xiàn)變寬呈下降的趨勢(shì)。AAS的基本原理的基本原理現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三十頁(yè)，共71頁(yè)赫魯茲馬克赫魯茲馬克(Holtzmark)變寬變寬(R或或R): 同種原子碰撞，又稱(chēng)為共振變寬，同種原子碰撞，又稱(chēng)為共

21、振變寬， R R隨著待測(cè)元隨著待測(cè)元素原子密度升高而增大，在原子吸收法中，測(cè)定元素的素原子密度升高而增大，在原子吸收法中，測(cè)定元素的濃度較低，濃度較低，R R一般可以忽略不計(jì)一般可以忽略不計(jì) 。 自吸變寬：自吸變寬： 光源輻射共振線(xiàn)被光源周?chē)^冷的同種原子所吸收光源輻射共振線(xiàn)被光源周?chē)^冷的同種原子所吸收的現(xiàn)象叫做自吸，自吸現(xiàn)象使譜線(xiàn)強(qiáng)度降低，同時(shí)導(dǎo)的現(xiàn)象叫做自吸，自吸現(xiàn)象使譜線(xiàn)強(qiáng)度降低，同時(shí)導(dǎo)致譜線(xiàn)變寬。致譜線(xiàn)變寬。AAS的基本原理的基本原理現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三十一頁(yè)，共71頁(yè) 除上述的變寬原因之外，還有電場(chǎng)致寬、磁除上述的變寬原因之外，還有電場(chǎng)致寬、磁場(chǎng)致寬。但在通常原子吸收實(shí)驗(yàn)條件下，吸收線(xiàn)

22、場(chǎng)致寬。但在通常原子吸收實(shí)驗(yàn)條件下，吸收線(xiàn)輪廓主要受多普勒變寬和勞倫茲變寬的影響。當(dāng)輪廓主要受多普勒變寬和勞倫茲變寬的影響。當(dāng)采用火焰原子化器時(shí)，勞倫茲變寬為主要因素；采用火焰原子化器時(shí)，勞倫茲變寬為主要因素；當(dāng)采用無(wú)火焰原子化器時(shí)，多普勒變寬占主要地當(dāng)采用無(wú)火焰原子化器時(shí)，多普勒變寬占主要地位。位。 譜線(xiàn)變寬往往會(huì)導(dǎo)致原子吸收分析的靈敏度譜線(xiàn)變寬往往會(huì)導(dǎo)致原子吸收分析的靈敏度下降。下降。AAS的基本原理的基本原理現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三十二頁(yè)，共71頁(yè)三、基態(tài)原子數(shù)與原子化溫度三、基態(tài)原子數(shù)與原子化溫度 在原子化過(guò)程中，多數(shù)原子處于基態(tài)，有部分原子成為激在原子化過(guò)程中，多數(shù)原子處于基態(tài)，有部分原子成

23、為激發(fā)態(tài)原子。在處于一定條件的熱平衡狀態(tài)下，激發(fā)態(tài)原子數(shù)發(fā)態(tài)原子。在處于一定條件的熱平衡狀態(tài)下，激發(fā)態(tài)原子數(shù)NNi i與基態(tài)原子數(shù)與基態(tài)原子數(shù)NN0 0之間的關(guān)系可用波耳茲曼之間的關(guān)系可用波耳茲曼（Boltzmann)方程方程表示表示 gi和和gO分別為激發(fā)態(tài)和基態(tài)的統(tǒng)計(jì)權(quán)重，分別為激發(fā)態(tài)和基態(tài)的統(tǒng)計(jì)權(quán)重，Ei表示激發(fā)能。溫表示激發(fā)能。溫度越高，度越高，Ni/N0值越大。通常原子化火焰溫度低于值越大。通常原子化火焰溫度低于3000K，激，激發(fā)態(tài)原子數(shù)發(fā)態(tài)原子數(shù)Ni與基態(tài)原子數(shù)與基態(tài)原子數(shù)No之比較小之比較小,1%. 可以用可以用基態(tài)原子數(shù)基態(tài)原子數(shù)代表待測(cè)元素的原子總數(shù)代表待測(cè)元素的原子總數(shù)N

24、N。)exp(00kTEggNNiiiAAS的基本原理的基本原理現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三十三頁(yè)，共71頁(yè)例題例題計(jì)算計(jì)算2000K和和3000K時(shí)時(shí), , Na589.0nm的激發(fā)態(tài)與的激發(fā)態(tài)與基態(tài)原子數(shù)之比各為多少？已知基態(tài)原子數(shù)之比各為多少？已知gi/g0=2解：解：eV107. 2nmcm10589.0nmscm103seV104.1361711015hcEi615001082. 9)2000KKeV108.6182.107eVexp(2)exp(kTEggNNiiiT=2000K：T=3000K：401078. 5NNi現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三十四頁(yè)，共71頁(yè) T 3000 Ni/No 10-3 ,

25、Ni/N0值小于值小于1%，基態(tài)占原子總，基態(tài)占原子總數(shù)的數(shù)的99%以上，可以用以上，可以用N0代表原子化器中原子總。代表原子化器中原子總。因此因此，原子吸收測(cè)量通常在，原子吸收測(cè)量通常在3000K以下進(jìn)行。以下進(jìn)行?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三十五頁(yè)，共71頁(yè)四、原子吸收法的測(cè)量四、原子吸收法的測(cè)量1. 1. 積分吸收測(cè)量法積分吸收測(cè)量法 測(cè)量氣態(tài)基態(tài)原子吸測(cè)量氣態(tài)基態(tài)原子吸收共振線(xiàn)的總能量稱(chēng)為收共振線(xiàn)的總能量稱(chēng)為積分吸收測(cè)量法積分吸收測(cè)量法。它相當(dāng)。它相當(dāng)于吸收線(xiàn)輪廓下面所包圍于吸收線(xiàn)輪廓下面所包圍的整個(gè)面積。的整個(gè)面積。AAS的基本原理的基本原理現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三十六頁(yè)，共71頁(yè) 19551955年澳

26、大利亞物理學(xué)家沃爾士提出采用銳線(xiàn)年澳大利亞物理學(xué)家沃爾士提出采用銳線(xiàn)光源，測(cè)量吸收線(xiàn)的峰值吸收。光源，測(cè)量吸收線(xiàn)的峰值吸收。 所謂銳線(xiàn)光源：能發(fā)射出譜線(xiàn)半寬度很窄的所謂銳線(xiàn)光源：能發(fā)射出譜線(xiàn)半寬度很窄的(0.0005-0.002nm)(0.0005-0.002nm)輻射線(xiàn)的光源。峰值吸收是采用輻射線(xiàn)的光源。峰值吸收是采用測(cè)定吸收線(xiàn)中心的極大吸收系數(shù)測(cè)定吸收線(xiàn)中心的極大吸收系數(shù)K K0 0來(lái)代替積分吸收來(lái)代替積分吸收的方法來(lái)測(cè)定元素含量的。的方法來(lái)測(cè)定元素含量的。2.2.峰值峰值吸收測(cè)量法吸收測(cè)量法AAS的基本原理的基本原理現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三十七頁(yè)，共71頁(yè)銳線(xiàn)光源的條件銳線(xiàn)光源的條件(1)(1)

27、銳線(xiàn)光源輻射的發(fā)射線(xiàn)與原子吸收銳線(xiàn)光源輻射的發(fā)射線(xiàn)與原子吸收線(xiàn)的中心頻率完全一致；線(xiàn)的中心頻率完全一致；(2)(2)銳線(xiàn)光源發(fā)射線(xiàn)的半寬度比吸收銳線(xiàn)光源發(fā)射線(xiàn)的半寬度比吸收線(xiàn)的半寬度更窄，一般為吸收線(xiàn)半線(xiàn)的半寬度更窄，一般為吸收線(xiàn)半寬度的寬度的1/51/101/51/10。v0I發(fā)射線(xiàn)發(fā)射線(xiàn)吸收線(xiàn)吸收線(xiàn)AAS的基本原理的基本原理現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三十八頁(yè)，共71頁(yè)kNlvlKDvv2ln2434. 0434. 0IIlgA0 試樣經(jīng)原子化后獲得的原子蒸氣吸收銳線(xiàn)光源的輻射并試樣經(jīng)原子化后獲得的原子蒸氣吸收銳線(xiàn)光源的輻射并遵守朗伯遵守朗伯- -比爾定律：比爾定律： 當(dāng)吸收厚度一定，在一定實(shí)驗(yàn)條件下，

28、吸光度與被當(dāng)吸收厚度一定，在一定實(shí)驗(yàn)條件下，吸光度與被測(cè)元素的含量成線(xiàn)性關(guān)系。測(cè)元素的含量成線(xiàn)性關(guān)系。原子吸收測(cè)量的基本關(guān)系式原子吸收測(cè)量的基本關(guān)系式AAS的基本原理的基本原理IOIL現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第三十九頁(yè)，共71頁(yè) 原子吸收光譜分析的儀器原子吸收光譜分析的儀器空心陰極燈火焰棱鏡光電管原子吸收光譜分析的儀器包括四大部分 光源 原子化器 單色器 檢測(cè)器現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第四十頁(yè)，共71頁(yè)原子吸收光譜儀原子吸收光譜儀 （1 1）現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第四十一頁(yè)，共71頁(yè)原子吸收儀器（原子吸收儀器（2 2）現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第四十二頁(yè)，共71頁(yè)原子吸收儀器（原子吸收儀器（3 3）現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第四十三頁(yè)，共71頁(yè)原子吸收儀

29、器（原子吸收儀器（4 4）現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第四十四頁(yè)，共71頁(yè)儀器流程儀器流程特點(diǎn)特點(diǎn)(1)(1)采用銳線(xiàn)光源采用銳線(xiàn)光源(2)(2)單色器在火焰與檢測(cè)器之間單色器在火焰與檢測(cè)器之間(3)(3)原子化系統(tǒng)原子化系統(tǒng)現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第四十五頁(yè)，共71頁(yè)一、光一、光 源源（1 1）能發(fā)射待測(cè)元素的共振線(xiàn)；）能發(fā)射待測(cè)元素的共振線(xiàn)；（2 2）能發(fā)射銳線(xiàn)；）能發(fā)射銳線(xiàn)；（3 3）輻射光強(qiáng)度大，穩(wěn)定性好。）輻射光強(qiáng)度大，穩(wěn)定性好。 （30分鐘漂移分鐘漂移 不超過(guò)不超過(guò)1%）（4）背景低背景低 （低于特征共振輻射強(qiáng)度的（低于特征共振輻射強(qiáng)度的1%1%） 1 1、作用：、作用：發(fā)射被測(cè)元素的特征共振輻射發(fā)射被測(cè)元素

30、的特征共振輻射光源應(yīng)滿(mǎn)足如下要求：光源應(yīng)滿(mǎn)足如下要求：現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第四十六頁(yè)，共71頁(yè)2.空心陰極燈( Hollow Cathode Lamp, HCL )，又稱(chēng)元素?zé)簦菏⒋瓣?yáng)極陰極云母屏蔽惰性氣體：氖或氬一、光一、光 源源現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第四十七頁(yè)，共71頁(yè)空心陰極燈的原理空心陰極燈的原理 P P132132 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)作用下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)作用下，向陰極內(nèi)壁猛烈轟擊，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)

31、，濺射出來(lái)的金屬原子再與電子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)，于是陰極內(nèi)輝光中便出、惰性氣體原子及離子發(fā)生撞碰而被激發(fā)，于是陰極內(nèi)輝光中便出現(xiàn)了陰極物質(zhì)和內(nèi)充惰性氣體的光譜?，F(xiàn)了陰極物質(zhì)和內(nèi)充惰性氣體的光譜。 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)，增大電流可以增空心陰極燈的輻射強(qiáng)度與燈的工作電流有關(guān)，增大電流可以增加發(fā)光強(qiáng)度，但工作電流過(guò)大，會(huì)使輻射的銳線(xiàn)譜帶變寬，縮加發(fā)光強(qiáng)度，但工作電流過(guò)大，會(huì)使輻射的銳線(xiàn)譜帶變寬，縮短燈的使用壽命。

32、短燈的使用壽命。現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第四十八頁(yè)，共71頁(yè) 1. 1.優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)缺點(diǎn)：（1 1）輻射光強(qiáng)度大，穩(wěn)定，譜線(xiàn)窄，燈容易更換。）輻射光強(qiáng)度大，穩(wěn)定，譜線(xiàn)窄，燈容易更換。（2 2）每測(cè)一種元素需更換相應(yīng)的燈。）每測(cè)一種元素需更換相應(yīng)的燈。2. 2. 空心陰極燈的使用注意事項(xiàng)：空心陰極燈的使用注意事項(xiàng)：(1)(1)空心陰極燈使用前應(yīng)預(yù)熱空心陰極燈使用前應(yīng)預(yù)熱2030 min2030 min，使燈的發(fā)光強(qiáng)度，使燈的發(fā)光強(qiáng)度達(dá)到穩(wěn)定；達(dá)到穩(wěn)定；(2) (2) 點(diǎn)燃后可從燈發(fā)射出光的顏色判斷燈的工作是否正常點(diǎn)燃后可從燈發(fā)射出光的顏色判斷燈的工作是否正常HCL的優(yōu)缺點(diǎn)及注意事項(xiàng)的優(yōu)缺點(diǎn)及注意事項(xiàng)(3)(3

33、)元素?zé)糸L(zhǎng)期不用，應(yīng)定期元素?zé)糸L(zhǎng)期不用，應(yīng)定期( (每月或每隔二、三每月或每隔二、三) )點(diǎn)燃處理點(diǎn)燃處理1h1h(4)(4)使用元素?zé)魰r(shí)應(yīng)輕拿輕放，低熔點(diǎn)的燈用完后，要等冷卻后才能使用元素?zé)魰r(shí)應(yīng)輕拿輕放，低熔點(diǎn)的燈用完后，要等冷卻后才能移動(dòng)。移動(dòng)?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第四十九頁(yè)，共71頁(yè)HCL的優(yōu)缺點(diǎn)及注意事項(xiàng)的優(yōu)缺點(diǎn)及注意事項(xiàng)motorizedmotorizedMirrorMirror固定固定4 4 燈位燈位 方法：方法：充氖氣的燈發(fā)射光的顏色是橙紅色；充氬氣的燈是淡充氖氣的燈發(fā)射光的顏色是橙紅色；充氬氣的燈是淡紫色；當(dāng)燈內(nèi)有雜質(zhì)氣體時(shí)，發(fā)射光的顏色變淡，紫色；當(dāng)燈內(nèi)有雜質(zhì)氣體時(shí)，發(fā)射光的顏色變淡

34、， 如充氖氣的燈，顏色可變?yōu)榉奂t，發(fā)藍(lán)或發(fā)白。如充氖氣的燈，顏色可變?yōu)榉奂t，發(fā)藍(lán)或發(fā)白。現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第五十頁(yè)，共71頁(yè)二、原子化系統(tǒng)P1331. 1.作用作用： 將試樣蒸發(fā)并使待測(cè)元素轉(zhuǎn)變成基態(tài)原子蒸氣。將試樣蒸發(fā)并使待測(cè)元素轉(zhuǎn)變成基態(tài)原子蒸氣。2.2.原子化方法：原子化方法： 火焰原子化法火焰原子化法 非火焰原子化法非火焰原子化法電熱高溫石墨管，激光。電熱高溫石墨管，激光。3.3.火焰原子化裝置火焰原子化裝置由四部分組成：由四部分組成： 霧化器霧化器 霧化室霧化室 供氣系統(tǒng)供氣系統(tǒng) 燃燒器燃燒器現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第五十一頁(yè)，共71頁(yè)霧化器霧化器作用：將試液霧化作用：將試液霧化原理：采用同心型氣動(dòng)霧

35、化器，以具有一定壓力的壓縮空氣為助原理：采用同心型氣動(dòng)霧化器，以具有一定壓力的壓縮空氣為助燃?xì)膺M(jìn)入霧化器，從進(jìn)樣毛細(xì)管周?chē)咚賴(lài)姵?，在前端形成?fù)壓燃?xì)膺M(jìn)入霧化器，從進(jìn)樣毛細(xì)管周?chē)咚賴(lài)姵?，在前端形成?fù)壓，試樣沿毛細(xì)管吸入再?lài)姵?，被快速通入的助燃?xì)夥稚⒊伸F粒，試樣沿毛細(xì)管吸入再?lài)姵?，被快速通入的助燃?xì)夥稚⒊伸F粒，撞擊球則使霧粒進(jìn)一步霧化。撞擊球則使霧粒進(jìn)一步霧化。霧化器的效率一般在霧化器的效率一般在10%10%左右，較低。效率與試樣的粘度、左右，較低。效率與試樣的粘度、 表面表面張力、密度、空氣的壓力、撞擊球相對(duì)位置等有關(guān)。張力、密度、空氣的壓力、撞擊球相對(duì)位置等有關(guān)?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第五十二頁(yè)，共

36、71頁(yè)霧化室霧化室 又稱(chēng)為預(yù)混室。它的作用：又稱(chēng)為預(yù)混室。它的作用：使較大霧粒沉降、凝聚從廢液口排出；使較大霧粒沉降、凝聚從廢液口排出；使霧粒與燃?xì)?、助燃?xì)饩鶆蚧旌闲纬蓺馊苣z，再使霧粒與燃?xì)?、助燃?xì)饩鶆蚧旌闲纬蓺馊苣z，再進(jìn)入火焰原子化；進(jìn)入火焰原子化；起起“緩沖緩沖”穩(wěn)定混合氣氣壓作用，使燃燒器產(chǎn)生穩(wěn)定混合氣氣壓作用，使燃燒器產(chǎn)生穩(wěn)定火焰。穩(wěn)定火焰。現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第五十三頁(yè)，共71頁(yè)燃燒器燃燒器作用：作用：使燃?xì)庠谥細(xì)獾淖饔孟滦纬苫鹧妫惯M(jìn)入火使燃?xì)庠谥細(xì)獾淖饔孟滦纬苫鹧?，使進(jìn)入火焰的試樣微粒原子化。焰的試樣微粒原子化。燃燒器是用不銹鋼材料制成的，耐高溫、耐腐蝕。燃燒器是用不銹鋼材料制成的，

37、耐高溫、耐腐蝕。現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第五十四頁(yè)，共71頁(yè)火焰類(lèi)型：火焰類(lèi)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。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 氧化物的元素氧化物的元素MoMo、CrCr稀土等。稀土等。 貧燃火焰：貧燃火焰：火焰溫度低，氧化性氣氛，適用于堿金屬測(cè)定?；鹧鏈囟鹊?，氧化性氣氛，適用于堿金屬測(cè)定。 火焰原子化的過(guò)程包括：霧粒的脫溶干燥、氣化解離成為基火焰原子化的過(guò)程包括：霧粒的脫溶干燥、氣化解離成為基態(tài)原子蒸氣。態(tài)原子蒸氣。MX(l)脫溶脫溶MX(s)氣化

38、氣化MX(g)原子化原子化M0(g) + X0(g)M0(g)激發(fā)激發(fā)M*(g)電離電離M+(g) + e -火焰原子化器火焰原子化器現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第五十五頁(yè)，共71頁(yè) 火焰原子化器操作簡(jiǎn)便，但霧化效率低，原子火焰原子化器操作簡(jiǎn)便，但霧化效率低，原子化效率也低?；鶓B(tài)原子在火焰吸收區(qū)中停留的時(shí)間化效率也低?；鶓B(tài)原子在火焰吸收區(qū)中停留的時(shí)間約約1010-4-4s s，同時(shí)原子蒸氣在火焰中被大量氣體稀釋?zhuān)瑫r(shí)原子蒸氣在火焰中被大量氣體稀釋?zhuān)蛊潇`敏度較低。，使其靈敏度較低?；鹧鏈囟鹊倪x擇：火焰溫度的選擇： （a 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）保證待測(cè)元素充分離解為基態(tài)原子的前提下

39、，盡量采 用低溫火焰；用低溫火焰； （b b）火焰溫度越高，產(chǎn)生的熱激發(fā)態(tài)原子越多；）火焰溫度越高，產(chǎn)生的熱激發(fā)態(tài)原子越多； （c c）火焰溫度取決于燃?xì)馀c助燃?xì)忸?lèi)型，常用空氣）火焰溫度取決于燃?xì)馀c助燃?xì)忸?lèi)型，常用空氣- -乙炔，乙炔， 最高溫度最高溫度2600K2600K能測(cè)能測(cè)3535種元素。種元素?；鹧嬖踊骰鹧嬖踊骰鹧婊鹧? : 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。量基態(tài)原子?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第五十六頁(yè)，共71頁(yè)現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第五十七頁(yè)，共71頁(yè) 乙炔乙炔- -空氣空氣 火焰火焰 是原子吸收測(cè)定中最

40、常用的火是原子吸收測(cè)定中最常用的火焰，該火焰燃燒穩(wěn)定，重現(xiàn)性好，噪聲低，溫焰，該火焰燃燒穩(wěn)定，重現(xiàn)性好，噪聲低，溫度高，對(duì)大多數(shù)元素有足夠高的靈敏度，但它度高，對(duì)大多數(shù)元素有足夠高的靈敏度，但它在短波紫外區(qū)有較大的吸收。在短波紫外區(qū)有較大的吸收。氫氫- -空氣火焰空氣火焰 是氧化性火焰，燃燒速度較乙炔是氧化性火焰，燃燒速度較乙炔- -空空氣氣 火焰高，但溫度較低，優(yōu)點(diǎn)是背景發(fā)射較弱，火焰高，但溫度較低，優(yōu)點(diǎn)是背景發(fā)射較弱，透射性能好。透射性能好。乙炔乙炔- -一氧化二氮火焰一氧化二氮火焰 的優(yōu)點(diǎn)是火焰溫度高，的優(yōu)點(diǎn)是火焰溫度高，而燃燒速度并不快，適用于難原子化元素的測(cè)而燃燒速度并不快，適用于難

41、原子化元素的測(cè)定，用它可測(cè)定定，用它可測(cè)定7070多種元素。多種元素?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第五十八頁(yè)，共71頁(yè)火焰種類(lèi)及對(duì)光的吸收火焰種類(lèi)及對(duì)光的吸收 選擇火焰時(shí)，還應(yīng)考慮火焰本身對(duì)光的吸收。根據(jù)待測(cè)元素的共振選擇火焰時(shí)，還應(yīng)考慮火焰本身對(duì)光的吸收。根據(jù)待測(cè)元素的共振線(xiàn)，選擇不同的火焰，可避開(kāi)干擾線(xiàn)，選擇不同的火焰，可避開(kāi)干擾： 例：例：As的共振線(xiàn)的共振線(xiàn)193.7nm由圖可見(jiàn)，采用空氣由圖可見(jiàn)，采用空氣-乙炔火乙炔火焰時(shí)，火焰產(chǎn)生吸收，而選焰時(shí)，火焰產(chǎn)生吸收，而選N2O-乙炔乙炔火焰則較好；火焰則較好；空氣空氣-乙炔火焰乙炔火焰：最常用；可測(cè)：最常用；可測(cè)定定30多種元素；多種元素；N2O-乙炔火

42、焰乙炔火焰：火焰溫度高可測(cè)：火焰溫度高可測(cè)定的增加到定的增加到70多種。多種?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第五十九頁(yè)，共71頁(yè)非火焰原子化器非火焰原子化器 又稱(chēng)為電熱原子化器，其種類(lèi)很多，如電熱高溫石又稱(chēng)為電熱原子化器，其種類(lèi)很多，如電熱高溫石墨爐、石墨坩堝、石墨碳棒爐、鎳爐、高頻感應(yīng)加熱墨爐、石墨坩堝、石墨碳棒爐、鎳爐、高頻感應(yīng)加熱爐、空心陰極濺射等。其中應(yīng)用最廣泛的是電熱高溫爐、空心陰極濺射等。其中應(yīng)用最廣泛的是電熱高溫石墨爐石墨爐。石墨爐原子化器的結(jié)構(gòu)由三部分組成：石墨爐原子化器的結(jié)構(gòu)由三部分組成：爐體，石墨管，電、水、氣供應(yīng)系統(tǒng)。爐體，石墨管，電、水、氣供應(yīng)系統(tǒng)?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第六十頁(yè)，共71頁(yè)石墨爐原

43、子化裝置石墨爐原子化裝置外氣路中外氣路中Ar氣體沿石墨管外壁流動(dòng)，冷卻保護(hù)石墨管；內(nèi)氣路中氣體沿石墨管外壁流動(dòng)，冷卻保護(hù)石墨管；內(nèi)氣路中Ar氣體由管兩端流向管中心，從中心孔流出，用來(lái)保護(hù)原子不被氧化，氣體由管兩端流向管中心，從中心孔流出，用來(lái)保護(hù)原子不被氧化，同時(shí)排除干燥和灰化過(guò)程中產(chǎn)生的蒸汽。同時(shí)排除干燥和灰化過(guò)程中產(chǎn)生的蒸汽?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第六十一頁(yè)，共71頁(yè) 石墨管：石墨管：由致密石墨制成，管中央上方開(kāi)有進(jìn)樣孔，試液用微量由致密石墨制成，管中央上方開(kāi)有進(jìn)樣孔，試液用微量注射器或蠕動(dòng)泵自動(dòng)進(jìn)樣。注射器或蠕動(dòng)泵自動(dòng)進(jìn)樣。爐體：爐體： 由電極、石墨錐、水冷卻套管、載氣和保護(hù)氣氣路、石英窗由電極、

44、石墨錐、水冷卻套管、載氣和保護(hù)氣氣路、石英窗等組成。石墨錐具有固定石墨管和導(dǎo)電作用；冷卻水使?fàn)t體降溫；外等組成。石墨錐具有固定石墨管和導(dǎo)電作用；冷卻水使?fàn)t體降溫；外氣路中氣路中ArAr氣體沿石墨管外壁流動(dòng)，冷卻保護(hù)石墨管防止其被氧化；內(nèi)氣體沿石墨管外壁流動(dòng)，冷卻保護(hù)石墨管防止其被氧化；內(nèi)氣路中氣路中ArAr氣體由石墨管兩端流入，從中心進(jìn)樣孔流出，用來(lái)保護(hù)原子氣體由石墨管兩端流入，從中心進(jìn)樣孔流出，用來(lái)保護(hù)原子不被氧化，同時(shí)排除干燥和灰化過(guò)程中產(chǎn)生的蒸汽。不被氧化，同時(shí)排除干燥和灰化過(guò)程中產(chǎn)生的蒸汽。加熱電源：加熱電源：惰性氣體保護(hù)下，用惰性氣體保護(hù)下，用10-25V低電壓、低電壓、400-60

45、0A大電流的交流電，通過(guò)電極和石墨錐向石墨管供電，使石墨管大電流的交流電，通過(guò)電極和石墨錐向石墨管供電，使石墨管迅速升溫，將試樣原子化，最高溫度可達(dá)迅速升溫，將試樣原子化，最高溫度可達(dá)3000K以上。以上。石墨爐原子化器石墨爐原子化器現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第六十二頁(yè)，共71頁(yè)原子化過(guò)程原子化過(guò)程原子化過(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（去除殘?jiān)堅(jiān)?四個(gè)階段四個(gè)階段，待測(cè)元素在，待測(cè)元素在高溫下生成基態(tài)原子高溫下生成基態(tài)原子?，F(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第六十三頁(yè)，共71頁(yè)原子化過(guò)程原子化過(guò)程干燥：干燥：石墨爐以小電流工作，溫度控制在稍高于溶劑的沸點(diǎn)石墨

46、爐以小電流工作，溫度控制在稍高于溶劑的沸點(diǎn) 趕掉溶劑，以避免在灰化、原子化時(shí)試樣飛濺。趕掉溶劑，以避免在灰化、原子化時(shí)試樣飛濺。 如：水溶液的干燥溫度：如：水溶液的干燥溫度：105-110。灰化：灰化：除去易揮發(fā)的基體和有機(jī)物，以減少分子吸收。除去易揮發(fā)的基體和有機(jī)物，以減少分子吸收。 灰化溫度：灰化溫度： 500-800，灰化時(shí)間：，灰化時(shí)間：10-20s。原子化：原子化：石墨爐繼續(xù)升溫至待測(cè)元素的原子化溫度，試樣石墨爐繼續(xù)升溫至待測(cè)元素的原子化溫度，試樣 氣化后解離成基態(tài)原子蒸氣。氣化后解離成基態(tài)原子蒸氣。 原子化溫度：原子化溫度： 1800-3000，時(shí)間：，時(shí)間：5-8s。 也可以通過(guò)

47、作圖的方法找到最佳原子化溫度和時(shí)間。也可以通過(guò)作圖的方法找到最佳原子化溫度和時(shí)間。 凈化：凈化：在高溫下除去留在石墨爐中的基體殘留物，稱(chēng)之為在高溫下除去留在石墨爐中的基體殘留物，稱(chēng)之為 空燒或清洗?？諢蚯逑础?除殘溫度：除殘溫度： 2500-32002500-3200，時(shí)間：，時(shí)間： 3- 5s3- 5s。現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第六十四頁(yè)，共71頁(yè)缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：試樣組成不均勻性的影響較大，測(cè)定精密度試樣組成不均勻性的影響較大，測(cè)定精密度一般在一般在2%-5%，共存化合物的干擾比火焰原子化法大，共存化合物的干擾比火焰原子化法大，測(cè)定速度慢，操作不夠簡(jiǎn)便，裝置復(fù)雜。，測(cè)定速度慢，操作不夠簡(jiǎn)便，裝置復(fù)雜。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：原子化程度高，試樣用量少原子化程度高，試樣用量少（0.5-10L），）， 可測(cè)固體及粘稠試樣，靈敏度高，絕對(duì)檢測(cè)可測(cè)固體及粘稠試樣，靈敏度高，絕對(duì)檢測(cè) 下限下限1010-13 -13 g g，比火焰法高比火焰法高10001000倍。倍。石墨爐原子化器的特點(diǎn)石墨爐原子化器的特點(diǎn)現(xiàn)在學(xué)習(xí)的是第六十五頁(yè)，共71頁(yè)其他原子化方法其他原子化