文档介绍：第三章 原子吸收光谱法
Atomic Absorption Spectrometry, AAS
分析化学(仪器分析部分)
1978年1月,内蒙古自治区某市的一栋宿舍楼里,突然发生爆炸,炸死两人,重伤一人。 公安人员赶到现场。很明显,那是屋里的火炉爆炸所造成的。火炉里烧的是劈柴、煤,怎么会爆炸呢? 不难断定,一定是炉子里有爆炸物。 这样的“断定”,只不过是理论上的推断。要想用事实证明这一“断定”,却不那么容易。在零乱不堪的现场,公安人员仔仔细细地检查着,没有发现爆炸物的痕迹。好不容易,才算找到爆炸的斑痕和细碎的金属屑。 经过原子吸收光谱分析,从那斑痕中查出了炸药“黑索金”和铅。那金属屑经过光谱分析,表明是铝。 案情终于查明:采煤时,不小心把一支未爆炸的雷管落到煤中。这雷管在这家的火炉中爆炸了,造成了不幸!
3-1 原子吸收光谱分析基本原理
3-2 原子吸收光谱仪
3-3 干扰的类型与抑制
3-4 分析方法与应用
目录
3-1 原子吸收光谱分析基本原理
3-1-1 原子吸收光谱的产生
3-1-2 基态原子数与原子化温度
3-1-3 谱线轮廓与谱线变宽
3-1-4 原子吸收的测量
又称原子吸收分光光度法,以测量气态原子的外层电子对共振线的吸收为基础,根据吸收的程度来测定试样中该元素含量的分析方法。
原子吸收现象:原子蒸气对其原子共振辐射吸收的现象;
1802年被人们发现;
1955年, 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法的基础,之后迅速发展。
概述
原子吸收光谱法是对70余种金属元素和非金属元素进行
定量分析的最佳方法。
3-1-1 原子吸收光谱的产生
原子的能级与跃迁
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
第一激发态基态发射出一定频率的辐射。
产生共振辐射线(也简称共振线) 发射光谱
当辐射投射到原子蒸气上时,如果辐射波长相应的能
量等于原子由基态跃迁到激发态所需的能量时,则会引起
原子对辐射的吸收,产生吸收光谱。通过测量气态原子对
特征波长的吸收,便可获得有关组成和含量的信息。
3-1-2 基态原子数与原子化温度
原子吸收光谱是利用待测元素的原子蒸气中基态原子与共振线吸收之间的关系来测定的。
需要考虑原子化过程中,原子蒸气中基态原子与待测元素原子总数之间的定量关系。
热力学平衡时,两者符合Boltzmann分布定律:
上式中Pj和PO分别为激发态和基态的统计权重,激发态原子数Nj与基态原子数No之比较小,<1%. 可以用基态原子数代表待测元素的原子总数。
3-1-3 谱线轮廓与谱线变宽
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)。
光源发射强度I0的不同波长的光通过原子蒸气时,透过光强度I,
由:I=I0e-Kvb,透过光强度I和吸收系数Kv及辐射频率有关。
以Kv与作图:
表征吸收线轮廓(峰)的参数:
中心频率O(峰值频率) :
最大吸收系数对应的频率;
中心波长:λ(nm)
半宽度:Δ
吸收峰变宽原因:
(1)自然宽度
谱线的自然宽度与激发态原子的平均寿命有关。照射光具有一定的宽度。10-5nm 很小,可忽略不计。
(2)温度变宽(多普勒变宽) 由原子的无序热运动引起
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,反之则高。1-510-3nm