文档介绍：第十一章 原子光谱分析法
概述
原子吸收光谱分析的基本原理
仪器类型与结构
干扰及其抑制
操作条件选择与应用
第二节 原子吸收光谱分析法
Atomic spectrometry
Atomic absorption spectrometry,AAS
2017/11/11
概述
原子吸收现象:原子蒸气对其原子共振辐射吸收的现象;
1802年人们已发现原子吸收现象;
1955年以前,一直未用于分析化学,为什么?
澳大利亚物理学家 Walsh A(瓦尔西)发表了著名论文:
《原子吸收光谱法在分析化学中的应用》
奠定了原子吸收光谱分析法的基础,之后迅速发展。
2017/11/11
原子吸收光谱分析法的特点
特点:
(1) 检出限低,10-9~10-12 g·mL-1。
(2) 准确度高,1%~5%。
(3) 选择性高,一般情况下共存元素不干扰。
(4) 应用广,可测定70多个元素(各种样品中)。
局限性:
难熔元素、非金属测定困难、不能同时测多元素。
2017/11/11
原子吸收光谱分析的基本原理
基态第一激发态,吸收一定频率的辐射能量。
产生共振吸收线(简称共振线) 吸收光谱
激发态基态发射出一定频率的辐射。
产生共振吸收线(也简称共振线) 发射光谱
特征辐射
基态元素M
激发态M*
特征吸收
E
2017/11/11
(1)吸收辐射后基态的原子数减少,辐射吸收值与基态原子的数量有关,也即由吸收前后辐射光强度的变化可确定待测元素的浓度。符合吸收定律。
(2) AAS法具有高灵敏度。
原子化温度在5000K以下,绝大多数原子仍处于基态,辐射吸收正比于基态原子数。
(3)吸收光谱远比发射光谱简单,由谱线重叠引起光谱干扰的可能性很小。
2017/11/11
原子结构较分子结构简单,理论上应产生线状光谱吸收线。
实际上用特征吸收频率辐射光照射时,获得一峰形吸收(具有一定宽度)。
由:It=I0e-Kvb , 透射光强度 It和吸收系数及辐射频率有关。
以Kv与作图。
谱线为什么变宽?峰如何表征?
2017/11/11
表征吸收线轮廓(峰)的参数:
中心频率0 (峰值频率) ,
最大吸收系数对应的频率;
中心波长:λ(nm)
半宽度:Δ0
2017/11/11
吸收峰变宽原因:
(1)自然宽度
照射光具有一定的宽度。
(2)温度变宽(多普勒变宽) Δvo
多普勒效应:一个运动着的原子发出的光,如果运动方向离开观察者(接受器),则在观察者看来,其频率较静止原子所发的频率低,反之,高。
2017/11/11
(3)压力变宽 (劳伦兹变宽,赫鲁兹马克变宽)ΔvL
由于原子相互碰撞使能量发生稍微变化。
劳伦兹(Lorentz)变宽:
待测原子和其他原子碰撞。随原子区压力增加而增大。
赫鲁兹马克(Holtsmark)变宽(共振变宽):
同种原子碰撞。浓度高时起作用,在原子吸收中可忽略。
2017/11/11
(4)自吸变宽
光源空心阴极灯发射的共振线被灯内同种基态原子所吸收产生自吸现象。灯电流越大,自吸现象越严重。
(5)场致变宽
外界电场、带电粒子、离子形成的电场及磁场的作用使谱线变宽的现象。影响较小。
在一般分析条件下Δvo为主。
2017/11/11