原子吸收分光光度分析法

1、關(guān)于原子吸收分光光度分析法第一張，PPT共十七頁，創(chuàng)作于2022年6月2022/8/21一、概述generalization 原子吸收現(xiàn)象：原子蒸氣對其原子共振輻射吸收的現(xiàn)象； 1802年被人們發(fā)現(xiàn)； 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。特點(diǎn)：(1) 檢出限低，10-1010-14 g；(2) 準(zhǔn)確度高，1%5%；(3) 選擇性高，一般情況下共存元素不干擾；(4) 應(yīng)用廣，可測定70多個元素（各種樣品中）；局限性：難熔元素、非金屬元素測定困難、不能同

2、時多元素第二張，PPT共十七頁，創(chuàng)作于2022年6月2022/8/21二、原子吸收光譜的產(chǎn)生 formation of AAS1.原子的能級與躍遷 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（也簡稱共振線） 發(fā)射光譜第三張，PPT共十七頁，創(chuàng)作于2022年6月2022/8/212.元素的特征譜線 （1）各種元素的原子結(jié)構(gòu)和外層電子排布不同 基態(tài)第一激發(fā)態(tài): 躍遷吸收能量不同具有特征性。 （2）各種元素的基態(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。 （3）利用原子蒸氣對特征譜線的吸收可以進(jìn)行定量

3、分析第四張，PPT共十七頁，創(chuàng)作于2022年6月2022/8/21三、譜線的輪廓與譜線變寬原子結(jié)構(gòu)較分子結(jié)構(gòu)簡單，理論上應(yīng)產(chǎn)生線狀光譜吸收線。實(shí)際上用特征吸收頻率輻射光照射時，獲得一峰形吸收(具有一定寬度)。 由：It=I0e-Kvb ， 透射光強(qiáng)度 It和吸收系數(shù)及輻射頻率有關(guān)。 以Kv與 作圖：表征吸收線輪廓(峰)的參數(shù)： 中心頻率O(峰值頻率) ： 最大吸收系數(shù)對應(yīng)的頻率； 中心波長：(nm) 半 寬 度：O第五張，PPT共十七頁，創(chuàng)作于2022年6月2022/8/21吸收峰變寬原因： （1）自然寬度 照射光具有一定的寬度。 （2）溫度變寬（多普勒變寬） Vo 多普勒效應(yīng)：一個運(yùn)動著的原

4、子發(fā)出的光，如果運(yùn)動方向離開觀察者（接受器），則在觀察者看來，其頻率較靜止原子所發(fā)的頻率低，反之，高。第六張，PPT共十七頁，創(chuàng)作于2022年6月2022/8/21（3）壓力變寬（勞倫茲變寬，赫魯茲馬克變寬）VL 由于原子相互碰撞使能量發(fā)生稍微變化。 勞倫茲（Lorentz）變寬： 待測原子和其他原子碰撞。隨原子區(qū)壓力增加而增大。 赫魯茲馬克（Holtsmark）變寬（共振變寬）： 同種原子碰撞。濃度高時起作用，在原子吸收中可忽略（4）自吸變寬 光源空心陰極燈發(fā)射的共振線被燈內(nèi)同種基態(tài)原子所吸收產(chǎn)生自吸現(xiàn)象。燈電流越大，自吸現(xiàn)象越嚴(yán)重。（5）場致變寬 外界電場、帶電粒子、離子形成的電場及磁場的

5、作用使譜線變寬的現(xiàn)象；影響較??； 在一般分析條件下Vo為主。第七張，PPT共十七頁，創(chuàng)作于2022年6月2022/8/21四、積分吸收和峰值吸收1.積分吸收 鎢絲燈光源和氘燈，經(jīng)分光后，光譜通帶0.2mm。而原子吸收線半寬度：10-3mm。如圖： 若用一般光源照射時，吸收光的強(qiáng)度變化僅為0.5%。靈敏度極差。 理論上：第八張，PPT共十七頁，創(chuàng)作于2022年6月2022/8/21討論 如果將公式左邊求出，即譜線下所圍面積測量出（積分吸收）。即可得到單位體積原子蒸氣中吸收輻射的基態(tài)原子數(shù)N0。 這是一種絕對測量方法，現(xiàn)在的分光裝置無法實(shí)現(xiàn)。 (=10-3，若取600nm，單色器分辨率R=/=61

6、05 )長期以來無法解決的難題！能否提供共振輻射（銳線光源），測定峰值吸收？第九張，PPT共十七頁，創(chuàng)作于2022年6月2022/8/212.銳線光源 在原子吸收分析中需要使用銳線光源，測量譜線的峰值吸收，銳線光源需要滿足的條件： （1）光源的發(fā)射線與吸收線的0一致。 （2）發(fā)射線的1/2小于吸收線的 1/2。提供銳線光源的方法： 空心陰極燈第十張，PPT共十七頁，創(chuàng)作于2022年6月2022/8/213.峰值吸收 采用銳線光源進(jìn)行測量，則ea ，由圖可見，在輻射線寬度范圍內(nèi)，K可近似認(rèn)為不變，并近似等于峰值時的吸收系數(shù)K0將 It=I0e-Kvb 代入上式：則：第十一張，PPT共十七頁，創(chuàng)作

7、于2022年6月2022/8/21峰值吸收 在原子吸收中，譜線變寬主要受多普勒效應(yīng)影響，則： 上式的前提條件：（1） ea ；（2）輻射線與吸收線的中心頻率一致。第十二張，PPT共十七頁，創(chuàng)作于2022年6月2022/8/21五、基態(tài)原子數(shù)與原子化溫度 原子吸收光譜是利用待測元素的原子蒸氣中基態(tài)原子與共振線吸收之間的關(guān)系來測定的。 需要考慮原子化過程中，原子蒸氣中基態(tài)原子與待測元素原子總數(shù)之間的定量關(guān)系。 熱力學(xué)平衡時，兩者符合Boltzmann分布定律： 上式中Pj和PO分別為激發(fā)態(tài)和基態(tài)的統(tǒng)計權(quán)重，激發(fā)態(tài)原子數(shù)Nj與基態(tài)原子數(shù)No之比較小,1%. 可以用基態(tài)原子數(shù)代表待測元素的原子總數(shù)。公

8、式右邊除溫度T外，都是常數(shù)。T一定，比值一定。第十三張，PPT共十七頁，創(chuàng)作于2022年6月2022/8/21第十四張，PPT共十七頁，創(chuàng)作于2022年6月2022/8/21六、定量基礎(chǔ) 峰值吸收系數(shù)：當(dāng)使用銳線光源時，可用K0代替Kv，則： A = k N0 b N0 Nc（ N0激發(fā)態(tài)原子數(shù)，N基態(tài)原子數(shù)，c 待測元素濃度）所以：A=lg(IO/I)=K c第十五張，PPT共十七頁，創(chuàng)作于2022年6月2022/8/21內(nèi)容選擇：第一節(jié) 原子吸收光譜分析基本原理basic principle of atomic absorption spectroscopy第二節(jié) 原子吸收分光光度儀atomic absorption spectrometer第三節(jié) 干擾的類型與抑制interferences and elimination第四節(jié) 操作條件選擇與應(yīng)用choice of operating condition and