原子吸收實(shí)驗(yàn)課件

火焰原子吸收光譜法靈敏度

和自來水中鈣、鎂的測定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉原子吸收光譜法分析的基本原理和儀器的基本構(gòu)造。2、掌握用標(biāo)準(zhǔn)曲線法測定自來水中鈣、鎂含量的方法。3、掌握火焰原子吸收光譜的操作技術(shù)；熟悉原子吸收光譜法的應(yīng)用二、概述原子吸收光譜分析(AAS)是基于從光源輻射出待測元素的特征譜線通過待測試樣蒸氣時(shí)被待測元素的基態(tài)原子吸收，由特征譜線被減弱的程度來測定試樣中待測元素含量的方法。

1802年，發(fā)現(xiàn)原子吸收現(xiàn)象

1955年，Australia

物理學(xué)家WalshA建立將該現(xiàn)象應(yīng)用于分析

60年代中期發(fā)展最快。在使用銳線光源條件下，基態(tài)原子蒸氣對共振線的吸收，符合朗伯——比爾定律，即

A=lgI0/I=KLN0

根據(jù)Boltzmann方程，在試樣原子化時(shí)，當(dāng)火焰溫度低于3000K，原子蒸氣中激發(fā)態(tài)原子數(shù)可以忽略，基態(tài)原子數(shù)實(shí)際上十分接近原子總數(shù)。

三、基本原理實(shí)際工作中，T

通常小于3000K、波長小于600nm，故對大多數(shù)元素來說Ni/No均小于1％，Ni與No相比可忽略不計(jì)，No可認(rèn)為就是原子總數(shù)。當(dāng)一束頻率為

，強(qiáng)度為I0的共振輻射通過厚度為l的原子蒸氣時(shí)，其中一部分光被吸收，使該入射光的光強(qiáng)降低為I

。I0

h

原子蒸氣lI

式中K`為與實(shí)驗(yàn)條件有關(guān)的常數(shù)，此式即為原子吸收測量的基本關(guān)系式根據(jù)朗伯-比爾定律得：由于N0∝c，所以

用A-c標(biāo)準(zhǔn)曲線法，可以求算出元素的含量。配制一組合適的標(biāo)準(zhǔn)溶液，由低濃度到高濃度，依次由霧化器引入火焰，分別測定其吸光度A。以測得的吸光度A為縱坐標(biāo)，待測元素的標(biāo)準(zhǔn)溶液含量或濃度c為橫坐標(biāo)，繪制A-c標(biāo)準(zhǔn)曲線。在相同的試驗(yàn)條件下，噴入待測試樣溶液，根據(jù)測得的吸光度，通過標(biāo)準(zhǔn)曲線求出試樣中待測元素的含量。

根據(jù)原子吸收法靈敏度的定義，按下式計(jì)算其靈敏度S

S=C×0.0044/A

單位：（mg﹒L-1或mg﹒L-1/1%）

在試樣原子化過程中，試樣原子不可能全部處于基態(tài)原子。因此，基態(tài)原子化程度越高，原子吸收光譜法的靈敏度也越高。

1%吸收相當(dāng)于吸光度0.0044，即lgI0/I=lg100/99=0.0044四、儀器原子吸收分光光度計(jì)由光源、原子化系統(tǒng)（類似樣品容器）、分光系統(tǒng)及檢測系統(tǒng)等基本裝置構(gòu)成。

1.光源

由一個(gè)鎢絲作陽極，空心陰極由待測元素的高純金屬或合金制成。接通電源發(fā)射出待測元素的特征譜線。

放電原理：

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，濺射出來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)輝光中便出現(xiàn)了陰極物質(zhì)和內(nèi)充惰性氣體的光譜;

用不同待測元素作陰極材料，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)。兩極間加電壓氣體輝光放電氣體電離陽離子撞擊陰極自由原子濺射原子激發(fā)發(fā)射特征譜線

2.原子化器

通入助燃?xì)鈂燃?xì)忸A(yù)混合室混合后點(diǎn)燃試樣經(jīng)霧化后進(jìn)入火焰產(chǎn)生原子蒸氣火焰原子化器：包括霧化器（噴霧器）、燃燒器原理：

噴霧器作用是將試液變成細(xì)霧。霧粒越細(xì)、越多，在火焰中生成的基態(tài)自由原子就越多。霧化室的作用主要是除去大霧滴，并使燃?xì)夂椭細(xì)獬浞只旌?，以便在燃燒時(shí)得到穩(wěn)定的火焰。燃燒器作用產(chǎn)生火焰并使試樣干燥、熔化、蒸發(fā)和原子化的裝置。其高度和角度可調(diào)（讓光通過火焰適宜的部位并有最大吸收）。關(guān)于火焰：燃?xì)夂椭細(xì)馊紵纬苫鹧?。燃?xì)夂椭細(xì)獾姆N類不同，產(chǎn)生火焰的溫度不同。

丙烷——空氣氫氣——空氣乙炔——空氣2600K

乙炔——氧化亞氮燃?xì)夂椭細(xì)獾慕M成比例不同，產(chǎn)生火焰的氧化還原性質(zhì)不同。富燃火焰（還原性）：燃燒不完全，溫度略低于化學(xué)計(jì)量火焰，適合于易形成難解離氧化物的元素測定，如Al，Ba，Cr，Mo等；干擾較多，背景高。中性火焰（化學(xué)計(jì)量火焰，中性）：溫度高、穩(wěn)定、干擾小背景低，適合于許多元素的測定。貧燃火焰（氧化性）：溫度較低，有較強(qiáng)的氧化性，有利于測定易解離，易電離元素,如堿金屬和不易氧化的元素如Ag、Au、Pd等分光系統(tǒng)

分光系統(tǒng)一般用光柵來進(jìn)行分光。光源發(fā)出的光經(jīng)入射狹縫-凹面鏡反射到達(dá)光柵光柵分光后由凹面鏡聚焦于出射狹縫轉(zhuǎn)動(dòng)光柵選擇所需的吸收線4.檢測系統(tǒng)

檢測系統(tǒng)主要有檢測器,放大器和讀數(shù)及記錄系統(tǒng)所組成。原子吸收光譜法中用光電倍增管作光電轉(zhuǎn)換文件，其作用是將經(jīng)過原子蒸氣吸收和單色器分光后的微弱光能轉(zhuǎn)換為電信號,并有不同的放大作用,為了提高測量的靈敏度,消除待測元素火焰發(fā)射的干擾,需要使用交流放大器,電信號經(jīng)過放大,即可用讀數(shù)裝置顯示出來。(1)檢出限低，10-10～10-14g；(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(gè)元素（各種樣品中）；局限性：難熔元素、非金屬元素測定困難、不能同時(shí)多元素測定原子吸收分光光度法特點(diǎn)：四、

實(shí)驗(yàn)步驟鈣、鎂系列標(biāo)準(zhǔn)溶液的配置

（1）配置鈣系列標(biāo)準(zhǔn)溶液：2.0，4.0，6.0，8.0，10.0mg·L-1

（2）配置鎂系列標(biāo)準(zhǔn)溶液：0.1，0.2，0.3，0.4，0.5mg·L-12.

工作條件的設(shè)置吸收線波長空心陰極燈狹縫寬度原子化器高度空氣流量乙炔氣體流量

3.鈣的測定

（1）用10mL的移液管吸取自來水樣于100mL容量瓶中，用蒸餾水稀釋至刻度，搖勻。（2）在最佳工作條件下，以蒸餾水為空白，由稀至濃逐個(gè)測量鈣系列標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度，最后測量自來水樣的吸光度A。鎂的測定

（1）用2mL的移液管吸取自來水樣于100mL容量瓶中，用蒸餾水稀釋至刻度，搖勻。（2）在最佳工作條件下，以蒸餾水為空白，由稀至濃逐個(gè)測量鈣系列標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度，最后測量自來水樣的吸光度A。

5.實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，用蒸餾水噴洗原子化系統(tǒng)，按關(guān)機(jī)程序關(guān)機(jī)。最后乙炔鋼瓶閥門，旋松乙炔穩(wěn)壓閥，關(guān)閉空壓機(jī)和通風(fēng)機(jī)電源。

6.繪制鈣、鎂的A-c標(biāo)準(zhǔn)曲線，由未知樣的吸光度Ax,求算出自來水中鈣、鎂含量（mg·L-1）。

7.根據(jù)測量數(shù)據(jù)，計(jì)算該儀器測定鈣、鎂的靈敏度S。五、數(shù)據(jù)記錄和結(jié)果處理1、記錄實(shí)驗(yàn)條件2.分別繪制鈣、鎂的吸光度對濃度的工作曲線。3.從標(biāo)準(zhǔn)曲線上得出水樣中鈣、鎂的含量。4.換算成水樣中鈣、鎂的實(shí)際含量（mg/L）。

空心陰極燈的安裝元素?zé)魧?zhǔn)燈腳適配插入工作軟件的使用

初始化空心陰極燈選擇、預(yù)熱設(shè)置元素條件測量

氣體壓力調(diào)節(jié)

2.順時(shí)針旋轉(zhuǎn)壓力調(diào)節(jié)鈕1.打開電源開關(guān)3.調(diào)節(jié)壓力至0.22MPa4.逆時(shí)針打開鋼瓶總閥5.順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)減壓閥6.調(diào)節(jié)壓力為0.05MPa

點(diǎn)火、測量

檢查廢液排放管；打開排氣裝置；點(diǎn)火；測量吸光度。

儀器操作方法小結(jié)接通電源，打開電腦；安裝空心陰極燈；打開主機(jī)電源；打開操作軟件，初始化；設(shè)置實(shí)驗(yàn)條件，尋峰；檢查排水裝置；開空氣壓縮機(jī),調(diào)節(jié)出口壓力為0.22MPa；開乙炔鋼瓶，調(diào)出口壓力為0.05MPa；點(diǎn)火；樣品測定；結(jié)束工作，按相反順序關(guān)機(jī)，并填寫儀器使用記錄。

與UV－Vis的比較

相同點(diǎn)均屬于吸收光