文档介绍：第二章原子吸收光谱法 Atomic Absorption Spectrometry (AAS)
第一节概述
一、历史
原子吸收光谱法是一种基于待测基态原子对特征谱线的吸收而建立的一种分析方法。这一方法的发展经历了3个发展阶段:
1、原子吸收现象的发现
1802年Wollaston发现太阳光谱的暗线;
1859年Kirchhoff和 Bunson解释了暗线产生的原因;
太阳光
暗线
暗线是由于大气层中的钠原子对太阳光选择性吸收的结果:
E
C

E = h= h
基态
第一激发态
热能
2、空心阴极灯的发明
1955年Walsh发表了一篇论文“Application of atomic absorption spectrometry to analytical chemistry”,解决了原子吸收光谱的光源问题,50年代末 PE 和 Varian公司推出了原子吸收商品仪器。
空心阴极灯
火焰
棱镜
光电管
3、电热原子化技术的提出
1959年里沃夫提出电热原子化技术,大大提高了原子吸收的灵敏度
二、原子吸收光谱法的特点
1、灵敏度高(火焰法:1 ng/ml,石墨炉100- pg);
2、准确度好(火焰法:RSD <1%,石墨炉 3-5%)
3、选择性高(可测元素达70个,相互干扰很小)
缺点:不能多元素同时分析
第二节原子吸收光谱的原理
一、原子吸收光谱的产生
当辐射光通过原子蒸汽时,若入射辐射的频率等于原子中的电子由基态跃迁到激发态的能量,就可能被基态原子所吸收。
原子吸收光的波长通常在紫外和可见区。
h
共振吸收
当在一定条件下达到热平衡后,处在激发态和基态的原子数的比值遵循Boltzman分布:
Ni
N0
=
gi
g0
Exp(- )
Ei
KT
Ni,, N0 激发态和基态原子数
gi, g0 激发态和基态统计权重
K Boltzman常数
T 热力学温度
Ei 激发能
二、原子吸收线的轮廓
原子吸收线指强度随频率变化的曲线,从理论上讲原子吸收线应是一条无限窄的线,但实际上它有一定宽度。
1、自然宽度
由于激发寿命原因,原子吸收线有一定自然宽度,约为10-5 nm
I
o 
I
o 
由此表可以看出:
T Ni/No
Ei Ni/No
T 3000 Ni/No < 10-3 可以忽略
EO
E1
E2
2. Dopple 变宽
由于原子的热运动而引起的变宽
D=
2 o
C
2(ln2)KT
m
K
Boltzmann常数
光速
C
m
原子质量
若用M(原子量)代替m, 则:
m=10-24M
D=
10-7 o
T
M
T
D
Dopple 变宽可达10-3 nm 数量级
3、压力变宽
压力变宽指压力增大后,原子之间相互碰撞引起的变宽。分为:
Lorentz 变宽:指被测元素原子和其它粒子碰撞引起的变宽( <10-3 nm );
Holtsmart 变宽:指同种原子碰撞引起的变宽。在原子吸收法中可忽略。
4、原子吸收线的轮廓
综合上述因素,实际原子吸收线的宽度约为10-3 nm 数量级,