原子吸收法 4.ppt

一、分析条件选择choice of analytical condition二、定量分析方法method of quantitative analysis三、应用applications第四节第四节 分析条件的选择与应用分析条件的选择与应用原子吸收光谱分析法原子吸收光谱分析法Atomic Absorption Spectrometry,AASchoice of analytical condition and application2022/12/1811 1分析线分析线 一般选待测元素的共振线作为分析线，测量高浓度时，也可一般选待测元素的共振线作为分析线，测量高浓度时，也可选次灵敏线，选择分析线应考虑以下因素：选次灵敏线，选择分析线应考虑以下因素：(1).灵敏度：一般选择最灵敏线，同时考虑谱线强度，选用强度灵敏度：一般选择最灵敏线，同时考虑谱线强度，选用强度较强的。如较强的。如Mn279.5(1.0),280.1(1.9),403.1(9.5)一、测定条件的选择一、测定条件的选择(2).(2).稳定性及干扰性：选用稳定性高、无干扰线的谱线稳定性及干扰性：选用稳定性高、无干扰线的谱线如：如：NiNi三线，三线，232.0232.0，232.1232.1，231.6231.6很难分开，可以考虑用很难分开，可以考虑用305.1305.1（4.54.5）；）；Pb217.0Pb217.0（0.40.4）线最灵敏，但火焰背景吸收）线最灵敏，但火焰背景吸收严重，稳定性差，选严重，稳定性差，选283.3283.3（1.01.0）（3 3）.线性线性（4 4）.光敏性光敏性2022/12/1822022/12/1832.灯电流：在一定范围内灯电流对测定灵敏度没有明显的影响。灯电流过大，信噪比好，但会缩短灯的寿命，并使谱线变宽，灵敏度反而降低。灯电流过小，灯的寿命长，但需要使用较高的增益，信噪比加大，重现性差在保证有稳定和足够的辐射光通量的情况下，尽量选较低的电流在保证有稳定和足够的辐射光通量的情况下，尽量选较低的电流3 3通带通带（可调节狭缝宽度改变）（可调节狭缝宽度改变）保证只有分析线通过时选用最大的光谱通带。无邻近干扰线（如测碱及碱土金属）时，选较大的通带，反之（如测过渡及稀土金属），宜选较小通带。2022/12/184（1）火焰种类根据不同的分析元素和基体选择不同的火焰紫外区：最好用氢火焰难解离元素：用高温火焰易电离元素：用低温火焰4.火焰火焰（2）火焰类型：据元素性质选择贫燃、化学计量或富燃火焰（5）燃烧器高度：离燃烧器高度：612mm，燃烧稳定,干扰少,紫外吸收少（氧化焰），灵敏度稍低46mm，稳定性差，温度稍低，干扰多但灵敏度高4mm，还原焰，稳定性很差，干扰最多，紫外吸收强，灵敏 度高2022/12/1851.1.标准曲线法标准曲线法 配制一系列不同浓度的标准试样，由低到高依次分析，将获得的吸光度A数据对应于浓度作标准曲线，在相同条件下测定试样的吸光度A数据，在标准曲线上查出对应的浓度值；或由标准试样数据获得线性方程，将测定试样的吸光度A数据带入计算。注意在高浓度时，标准曲线易发生弯曲，压力变宽影响所致；二、定量分析方法二、定量分析方法标准曲线的线性范围标准曲线的线性范围：火焰：最高两个数量级；无火焰一般为一个数量级2022/12/186 取若干份体积相同的试液（cX），依次按比例加入不同量的待测物的标准溶液（c0），定容后浓度依次为：cX，cX+c0，cX+2c0，cX+3c0，cX+4 c0 分别测得吸光度为：AX，A1，A2，A3，A4 以A对浓度c做图得一直线，图中cX点即待测溶液浓度。该法可消除基体干扰；不能消除背景干扰；2.2.标准加入法标准加入法满足条件满足条件（1）:曲线过原点；（2）:测定浓度范围内呈线性2022/12/1873.3.精密内查法：精密内查法：在标准曲线上选取与待测元素浓度相近的两点，CxC，两点越近，测定越准确。4.间接分析法：（1)利用干扰效应（2)利用化学反应（3)置换反应2022/12/188 应用广泛的微量金属元素的首选测定方法(非金属元素可采用间接法测量)。(1)(1)头发中微量元素的测定头发中微量元素的测定微量元素与健康关系；微量元素与健康关系；(2)(2)水中微量元素的测定水中微量元素的测定环境中重金属污染分布规律；环境中重金属污染分布规律；(3)(3)水水果果、蔬蔬菜菜中中微微量量元元素的测定；素的测定；(4)(4)矿矿物物、合合金金及及各各种种材材料中微量元素的测定；料中微量元素的测定；(5)(5)各各种种生生物物试试样样中中微微量量元素的测定。元素的测定。四、应用四、应用2022/12/1892022/12/1810一、概述generalization二、基本原理basic theory三、原子荧光光度计atomic fluorescence spectrometry第五节第五节 原子荧光光谱分析法原子荧光光谱分析法原子吸收光谱分析法原子吸收光谱分析法Atomic Absorption Spectrometry,AASatomic fluorescence spectrometry,AFE2022/12/1811 利用原子在辐射激发下发射的荧光强度来定量分析的方法；1964年以后发展起来的分析方法；属发射光谱但所用仪器与原子吸收仪器相近；1.1.特点特点(1)(1)检出限低、灵敏度高检出限低、灵敏度高 CdCd：1010-12-12 g g cmcm-3-3；Zn Zn：1010-11-11 g g cmcm-3-3；2020种元素优于种元素优于AASAAS(2(2)谱线简单、干扰小谱线简单、干扰小 (3 3)线性范围宽（可达线性范围宽（可达3 35 5个数量级）个数量级）(4)(4)易实现多元素同时测定（产生的荧光向各个方向发射）易实现多元素同时测定（产生的荧光向各个方向发射）2.2.缺点缺点 存在荧光淬灭效应、散射光干扰等问题；一、概述一、概述2022/12/1812 1 1原子荧光光谱的产生过程原子荧光光谱的产生过程 过过程程：当气态原子受到强特征辐射时，由基态跃迁到激发态，约在10-8s后，再由激发态跃迁回到基态，辐射出与吸收光波长相同或不同的荧光；特点：特点：（1 1）属光致发光；二次发光；）属光致发光；二次发光；（2 2）激发光源停止后，荧光立即消失；）激发光源停止后，荧光立即消失；（3 3）发射的荧光强度与照射的光强有关；）发射的荧光强度与照射的光强有关；（4 4）不同元素的荧光波长不同；）不同元素的荧光波长不同；（5 5）浓浓度度很很低低时时，强强度度与与蒸蒸气气中中该该元元素素的的密密度度成成正正比比，定定量依据量依据(适用于微量或痕量分析适用于微量或痕量分析)；二、基本原理二、基本原理2022/12/1813 三种类型：共振荧光、非共振荧光与敏化荧光三种类型：共振荧光、非共振荧光与敏化荧光（1 1）共振荧光）共振荧光 共振荧光共振荧光：气态原子吸收共振线被激发后，激发态原子再发射出与共振线波长相同的荧光；见图A、C；热共振荧光热共振荧光：若原子受热激发处于亚稳态，再吸收辐射进一步激发，然后再发射出相同波长的共振荧光；见图B、D；2.2.原子荧光的产生类型原子荧光的产生类型2022/12/1814 当荧光与激发光的波长不相同时，产生非共振荧光；分为：直跃线荧光、阶跃线荧光、anti-Stokes荧光三种；直跃线荧光（直跃线荧光（StokesStokes荧光）荧光）：跃回到高于基态的亚稳态时所发射的荧光；荧光波长大于激发线波长（荧光能量间隔小于激发线能量间隔）；a b c d（2 2）非共振荧光）非共振荧光2022/12/1815PbPb原子：原子：吸收线283.13 nm；荧光线407.78nm；同时存在两种形式：铊原子：铊原子：吸收线337.6 nm；共振荧光线337.6nm；直跃线荧光535.0nm；a b c d直跃线荧光（直跃线荧光（Stokes荧光）荧光）2022/12/1816 光照激发，非辐射方式释放部分能量后，再发射荧光返回基态；荧光波长大于激发线波长（荧光能量间隔小于激发线能量间隔）；非辐射方式释放能量：碰撞，放热；光照激发，再热激发，返回至高于基态的能级，发射荧光，图(c)B、D；Cr原子：吸收线359.35nm；再热激发，荧光发射线357.87nm，图(c)B、Da b c d阶跃线荧光：阶跃线荧光：2022/12/1817 荧光波长小于激发线波长；先热激发再光照激发(或反之)，再发射荧光直接返回基态；图(d)；铟原子：先热激发，再吸收光跃迁451.13nm；发射荧光410.18nm，图(d)A、C；a b c danti-Stokesanti-Stokes荧光：荧光：2022/12/1818 受光激发的原子与另一种原子碰撞时，把激发能传递另一个原子使其激发，后者发射荧光；火焰原子化中观察不到敏化荧光；非火焰原子化中可观察到。所有类型中，共振荧光强度最大，最为有用所有类型中，共振荧光强度最大，最为有用（3 3）敏化荧光）敏化荧光2022/12/1819 荧光荧光淬淬灭灭：受激发原子与其他原子碰撞，能量以热或其他非荧光发射方式给出，产生非荧光去激发过程，使荧光减弱或完全不发生的现象。荧光淬灭程度与原子化气氛有关，氩气气氛中荧光猝灭程度最小。如何衡量荧光淬灭程度？荧光量子效率荧光量子效率：=f/a f 发射荧光的光量子数；a吸收的光量子数；荧光量子效率13.3.荧光猝灭与荧光量子效率荧光猝灭与荧光量子效率2022/12/1820 当光源强度稳定、辐射光平行、自吸可忽略，发射荧光的强度 If 正比于基态原子对特定频率吸收光的吸收强度 Ia；I If f=I Ia a在理想情况下：I0 原子化火焰单位面积接受到的光源强度；A为受光照射在检测器中观察到的有效面积；K0为峰值吸收系数；l 为吸收光程；N为单位体积内的基态原子数；4.4.待测原子浓度与荧光的强度待测原子浓度与荧光的强度2022/12/1821 1 1仪器类型仪器类型 单通道：每次分析一个元素；多通道：每次可分析多个元素；色散型：带分光系统；非色散型：采用滤光器分离分析线和邻近线；特点：特点：光 源 与检测器成一定角度；三、原子荧光光度计三、原子荧光光度计2022/12/1822 多个空心阴极灯同时照射，可同时分析多个元素 多道原子荧光仪多道原子荧光仪2022/12/1823光源：光源：高强度空心阴极灯、无极放电灯、可调频激光器；可调频激光器：高光强、窄谱线；原子化装置：原子化装置：与原子吸收法相同；色散系统：色散系统：光栅、滤光器；检测系统：检测系统：光电倍增管 2 2主要部件主要部件2022/12/1824内容选择：内容选择：第一节 原子吸收光谱分析基本原理basic principle of atomic absorption spectroscopy第二节 原子吸收分光光度仪atomic absorption spectrometer第三节 干扰与抑制interferences and elimination第四节 操作条件选择与应用choice of operating condition and application第五节 原子荧光光谱分析法atomic fluorescence spectrometry,AFE结束结束2022/12/1825