电化学分析与光谱分析讲稿.ppt

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1、关于电化学分析与光谱分析08.10.20221第一页，讲稿共五十二页哦08.10.2022217.2.1电位分析法电位分析法（potentiometry）定定义义利用电极电位与离子浓度之间的关系测定离子浓度（活度）的方法。分为直接电位法和电位滴定法两类1.电位分析法的原理电位分析法的原理将金属M插人该金属离子Mn+的溶液中构成电极，其电极电势的大小可以用能斯特方程表示。测出该电极的电势，可求金属离子活度a（Mn+），这种电极称指示电极。将指示电极、参比电极和待测溶液组成工作电池，测量该电池的电动势即可确定指示电极的电势参比电极多用甘汞电极或银-氯化银电极指示电极金属一金属离子电极、膜电极等第二

2、页，讲稿共五十二页哦08.10.20223直接电位法直接电位法原理将一支指示电极（电位随浓度而变）与一支参比电极（电位与浓度无关）插入被测溶液构成电池，测定该电池的电动势得知指示电极的电位，根据能斯特方程式求出被测离子浓度(活度)图片：DW1应用每种离子的测定都要有专用的电极，最典型的是利用玻璃电极测定溶液中的氢离子活度第三页，讲稿共五十二页哦08.10.20224电位滴定法电位滴定法图片原理利用指示电极电位突变指示滴定终点的容量分析方法(滴定至终点，浓度突变，从而导致电位突跃)。现已有自动滴定仪两种方法的区别两种方法的区别电位滴定法测定被测离子的总浓度，包括已电离的和未电离的离子；直接电位法

3、只测溶液中已经存在的自由离子，不破坏溶液中平衡关系。如乙酸溶液的氢离子浓度，电位滴定法测出的是乙酸的总浓度，直接电位法测出的是已电离的氢离子浓度电位分析法的优点电位分析法的优点灵敏度高，选择性好，所需试样少，可不破坏试液，适用于珍贵试样的分析测定速度快，操作简便，易实现自动化和连续化第四页，讲稿共五十二页哦08.10.202252.电位分析法的应用示例电位分析法的应用示例（1）溶液）溶液pH值的测定值的测定以玻璃电极作指示电极，饱和甘汞电极作参比电极测量溶液的pH值。在电位分析中应用广泛。玻璃膜电极是对溶液氢离子敏感的电极，即电极电势对溶液中氢离子有选择性响应。但在pH1，或pH9时，产生一定

4、误差 补充补充1：关于玻璃膜电极动画组成主要部分是一玻璃泡，下半部为特殊组成的玻璃薄膜(摩尔百分比：Na2O:22；CaO:6；SiO2:72，膜厚30m100m)，玻璃泡内装有pH值一定的溶液，内有参比溶液，称内部溶液，常为0.1molL-1HCl溶液，插入一银氯化银电极作为内参比电极第五页，讲稿共五十二页哦08.10.20226原理内参比电极的电位恒定，与被测溶液的pH无关；玻璃电极作为指示电极其作用主要在玻璃膜上。当玻璃电极浸入待测液时，玻璃膜处于内部溶液(氢离子活度aH+，内)和待测溶液(氢离子活度为aH+,试)之间，此时跨越玻璃膜产生一电位差EM，称为膜电位原因：aH+，内为常数用玻

5、璃电极作指示电极，饱和甘汞电极（SCE）为参比电极，组成电池Ag|AgCl,0.1molL-1HCl|玻璃膜|试液|KCl(饱和),Hg2Cl2|Hg玻璃电极EMSCE第六页，讲稿共五十二页哦08.10.20227此电池中，以玻璃电极为负极，甘汞电极为正极，电池电动势E为EESCEE玻璃ESCE(EAgCl/Ag+EM)ESCEEAgCl/AgK(2.303RT/F)lg(aH+,试)K(2.303RT/F)pH(试)pH(试)(E-K)/0.059K的求取用相同的pH计测已知pH的标准缓冲溶液的电动势E标故用电位法测pH时，先用标准缓冲溶液定位，然后可直接在pH计上读出pH值第七页，讲稿共五

6、十二页哦08.10.20228例，当下述电池中溶液是pH等于4.0的缓冲溶液时，在25时用毫伏计测得电池的电动势为0.209V：玻璃电极H（a=x）饱和甘汞电极当缓冲溶液由三种未知溶液代替时，毫伏计读数如下(a)0.312V；(b)0.017V；(c)0.088V。试计算每种未知溶液的pH值解(a)请将(b)(c)作为作业第八页，讲稿共五十二页哦08.10.20229 补充补充2：关于关于离子选择性电极离子选择性电极概况近30年来，在电位分析领域，离子选择性电极分析法发展极快。原因：设备简单、轻便，适于现埸测量，易于推广。pH玻璃电极即为具有氢离子专属性的离子选择性电极。各种离子选择性电极的构

7、造随薄膜不同而略有不同。但皆由薄膜及其支持体，内参比溶液(含与待测离子相同的离子)，内参比电极组成。如氟离子选择电极。已达数十种。某些敏化电极(气敏电极和酶电极)也属此类膜电位产生的机制较复杂。对一般的离子选择性电极，主要是溶液中的离子与电极膜上离子间发生交换作用的结果。玻璃电极膜电位的建立即为典型例子注意玻璃电极使用前必须在水中浸泡足够长。原因：玻璃电极的玻璃膜浸入水溶液时，形成一层很薄(104mm105mm)的溶胀硅酸层(水化层)需要一定的时间第九页，讲稿共五十二页哦08.10.202210其中Si与O构成的骨架带负电，对应的离子是碱金属离子M(Na+)O|OSiO-M+|O当玻璃膜与水溶

8、液接触时，Na+被氢离子交换，由于硅酸结构与H+结合的键强度远大于与Na+的强度(约为1014倍)，故膜表面的点位几乎全为H+占据而形成SiO-H+。膜内表面与内部溶液接触时，同样形成水化层。但若内部溶液的pH与外部试液的不同，则将影响SiO-H+的离解平衡SiO-H+(表面)H2O(溶液)SiO-(表面)H3O膜内外固液界面的电荷分布不同，这就使跨越膜的两侧有一定的电位差，此电位差即为膜电位第十页，讲稿共五十二页哦08.10.202211当将浸泡后的电极浸入待测溶液时，膜外层的水化层与试液接触，由于溶液中H+离子活度不同使上式的离解平衡移动，可能有额外的H+由溶液进入水化层，也可能相反。从而

9、膜外层固液界面电荷发生改变，从而跨越电极膜电位差改变，显然，此改变与溶液中H+的活度有关第十一页，讲稿共五十二页哦08.10.202212（2）溶液中氟离子的测定）溶液中氟离子的测定由氟化镧单晶膜制成的氟离子选择电极作指示电极测量溶液中氟离子活度，是目前测定氟离子最为方便和快捷的方法。已应用于自来水，工业废水，岩石或气体中氟的测定第十二页，讲稿共五十二页哦08.10.20221317.2.2电解分析法和库仑分析法电解分析法和库仑分析法9.2.2法拉第法拉第（FaradayM）定律定律（复习）规定规定：（1F是1mol电子的电量）F（法拉第常数）LeLe=6.02213671023mol-1l.

10、6021773310-19C96485.309Cmol-196500Cmol-1 引入引入电极反应：氧化态十ze还原态；还原态-ze氧化态z发生1mol电极反应的电荷数(即1mol电极反应转移的电子数)，取正值第十三页，讲稿共五十二页哦08.10.20221417.2.2电解分析法和库仑分析法电解分析法和库仑分析法电解分析法电解分析法（electrolyticanalysis）通过电解反应，使被测离子以金属或金属氧化物沉积在电极上，从电极增加的质量计算出被测离子的含量。又称电重量法库仑分析法库仑分析法也称电量分析法在电解反应定量进行的基础上，记录电解过程中某电极反应消耗的电量，根据法拉第（Fa

11、raday）定律计算出电极反应产物的量，从而测得试样中某成分的含量评价评价电重量法是老的分析技术，费时，使用较少；库仑分析法应用较广第十四页，讲稿共五十二页哦08.10.2022151.库仑分析法基本原理库仑分析法基本原理据法拉第定律式中，m电解时某电极上析出物质的质量，Q消耗的电量，M析出物质的摩尔质量，Z电极反应式中转移的电子数，F法拉第常数，I电流强度，t电解时间根据电解方式不同，库仑分析法分为控制电位库仑分析法和恒电流库仑分析法第十五页，讲稿共五十二页哦08.10.202216（1）控制电位库仑分析法）控制电位库仑分析法原理原理由电化学知，每种金属离子都有特定的分解电压V（分解）=E(

12、理,分)+(阳)+(阴)+IR有多种离子时，电极电位较正的阳离子将首先在阴极析出，控制电位，可使特定的离子析出，第一种析出后，调整外加电压，使第二、第三种离子析出。析出的量可通过库仑计测量电解过程中消耗的电量，计算某电极上被测物质的质量例例298.15K时，用不活泼电极电解AgNO3(a=1)的中性水溶液，阴极上可能析出氢或金属银Ag(aAg+)+e-Ag(s)；E(Ag+/Ag)E(Ag+/Ag)=0.799VH+(aH+=110-7)+e-(1/2)H2(g,p)E(H+/H2)=0.05917Vlg(110-7)-=-0.414V-第十六页，讲稿共五十二页哦08.10.202217评价评

13、价准确度高。除多种金属离子外，还可测定一些阴离子对测定含几种可还原物质的式样有特殊的优点。如可在同一试液中顺序进行五次电解，测定铟、铊、镉、镍和锌，误差不超过千分之几（2）恒电流库仑法）恒电流库仑法（库仑滴定法，略）原理原理化学反应与滴定分析反应相同，不同的是滴定剂并非由滴定管加到被测液中，而是通过电解在试液内部产生第十七页，讲稿共五十二页哦08.10.202218方法方法恒定电流通过电解池，电极反应产生“滴定剂”，该滴定剂与被测物质定量反应。用指示剂或其他电化学方法确定反应终点，根据到达终点消耗的电量计算产生滴定剂的量，求得被测物质的含量评价评价准确而灵敏，不需配制标准溶液或使用基准物质，适

14、于各类滴定反应，连一些不稳定的物质如Mn（III），Ag（II）等都可作库仑滴定剂。该法能测定微量组分的含量，易实现自动化分析不太适用于高含量成分的分析，因必须采用较大的电解电流，增大电流往往会导致电流效率的降低，使结果偏高第十八页，讲稿共五十二页哦08.10.20221917.2.3极谱分析法极谱分析法 极谱分析法极谱分析法（polarography）（马建议不讲）以滴汞电极和参比电极对待测溶液进行电解，测量这种特殊电解过程中电流电压特性曲线（称极谱波）的半波电位和扩散电流进行定性定量分析。分为经典直流极谱法、示波极谱法、方波极谱法和脉冲极谱法等1.极谱分析基本原理极谱分析基本原理 极化曲线

15、极化曲线被分析物质在极化电极（滴汞电极）上表现的电压电流关系图，称为极谱图，故极谱法又叫伏安法。极谱分析就是极化曲线谱图分析的简称。极谱定性分析及定量分析的结果从极谱图上获得第十九页，讲稿共五十二页哦08.10.202220 特点特点电解池使用面积极小的滴汞电极（汞自毛细管中一滴一滴有规律地滴落），确保它能被极化电解时，改变加在电解池两极的外加电压，记录流经电解池的电流。以电压为横坐标，电流为纵坐标绘图，得到极化曲线：电压一电流曲线图图17.1铅离子的极谱图铅离子的极谱图第二十页，讲稿共五十二页哦08.10.202221外加电压增大，电流由较低值(残余电流)增加，出现突跃，突跃过后，电压再增，

16、电流无明显改变，达一极限值(极限电流)极限扩散电流极限扩散电流参加电极反应物质到达滴汞电极表面还原的速率有一定限度而造成，一定条件下，完全取决于被测物扩散速度，故称极限扩散电流 波高波高极限电流与残余电流之差。扩散电流大小与被测物浓度正比，测量波高确定试液浓度，就是极谱定量分析的原理 半波电位半波电位E1/2一定条件下，每种物质波高一半处所对应的电位。根据半波电位值可判断是何种物质，这就是极谱定性分析第二十一页，讲稿共五十二页哦08.10.2022222.极谱分析的应用极谱分析的应用 凡能在滴汞电极上发生电化学反应的物质都可用极谱法测定。元素有铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、镉、铟、铊、锡、钨、钼

17、、锑、砷、铅、铋等 有机物醛、酮、醌、不饱和酸、硝基及亚硝基化合物、偶氮及重氮化合物均可用极谱法测定。极谱法是研究各类电极过程、氧化还原过程、表面吸附过程以及配合物组成的重要工具 极谱分析新技术有：溶出伏安法、极谱催化波法、方波极谱法、脉冲极谱法、半积分极谱法、半微分极谱法等 汞蒸气有毒，影响极谱法的使用。为减少用汞或完全不用汞而研制的其他新型电极如铂微电极、玻炭电极和石墨电极已在极谱分析中应用第二十二页，讲稿共五十二页哦08.10.202223作业和思考题作业和思考题1、请简述常规化学分析与仪器分析各自的优、缺点及相互关系2、试以测定溶液pH的玻璃电极为例简述膜电位的形成3、电位测定法与电位

18、滴定法有何异同点4、何谓指示电极及参比电极？试各举例说明其作用5、简述离子选择性电极的作用原理6、（此题要交）当下述电池中溶液是pH等于4.0的缓冲溶液时，在25时用毫伏计测得电池的电动势为0.209V：玻璃电极H（a=x）饱和甘汞电极当缓冲溶液由两种未知溶液代替时，毫伏计读数如下(a)0.017V；(b)0.088V。试计算每种未知溶液的pH值第二十三页，讲稿共五十二页哦08.10.20222417.3光谱分析法光谱分析法17.3.1引言引言光一种电磁波或电磁辐射。电磁波是广义的光图片IR_2光学分析法建立在物质光学光谱性质上的分析方法1.光谱及光谱分析法光谱及光谱分析法光谱法的发展史185

19、81859年间，德国化学家本生和物理学家基尔霍夫奠定了一种新的化学分析方法光谱分析法的基础。他2人被公认为光谱分析法的创始人光谱法的应用开创了化学和分析化学的新纪元：不少化学元素通过光谱分析发现；已广泛地用于地质、冶金、石油、化工、农业、医药、生物化学、环境保护等许多方面：是常用的灵敏、快速、准确的近代仪器分析方法之一第二十四页，讲稿共五十二页哦08.10.202225电磁波的划分电磁波的划分（1）按按波波长长区区域域不不同同远红外光谱，红外光谱，可见光谱，紫外光谱，远紫外光谱（真空紫外光谱）（2）按光谱的形态不同）按光谱的形态不同线状光谱，带状光谱，连续光谱（3）按按产产生生光光谱谱的的物物

20、质质类类型型不不同同原子光谱，分子光谱，固体光谱（4）按产生光谱的方式不同）按产生光谱的方式不同发射光谱，吸收光谱，散射光谱（5）按按激激发发光光源源的的不不同同火焰光谱，闪光光谱，激光光谱，等离子体光谱等第二十五页，讲稿共五十二页哦08.10.202226波谱区名称波谱区名称波长范围波长范围跃迁能级类型跃迁能级类型分析方法分析方法射线0.005nm0.14nm原子核能级放射化学分析法X射线0.001nm10nm内层电子能级X射线光谱法光学光谱区远紫外光10nm200nm价电子或成键电子能级真空紫外光度法近紫外光200nm400nm价电子或成键电子能级紫外分光光度法可见光400nm7560nm

21、价电子或成键电子能级比色法、可见分光光度法近红外光0.756mm2.5mm分子振动能级近红外光谱法中红外光2.5mm50mm原子振动/分子转动能级中红外光诸谱法远红外光50mm1000mm分子转动、晶格振动能级远红外光清谱法微波0.1cm100cm电子自旋、分子转动能级微波光谱法射频(无线电波)1m1000m磁场中核自旋能级核磁共振光谱法第二十六页，讲稿共五十二页哦08.10.2022272.光谱分析法的特点光谱分析法的特点（1）分分析析速速度度较较快快原子发射光谱用于炼钢炉前的分析，可在l2分钟内，同时给出二十多种元素的分析结果（2）操操作作简简便便有些样品不经任何化学处理，即可直接进行光谱

22、分析，采用计算机技术，有时只需按一下键盘即可自动进行分析、数据处理和打印出分析结果。在毒剂报警、大气污染检测等方面，采用分子光谱法遥测，不需采集样品，在数秒钟内，便可发出警报或检测出污染程度（3）不不需需纯纯样样品品只需利用已知谱图，即可进行光谱定性分析。这是光谱分析一个十分突出的优点（4）可同时测定多种元素或化合物）可同时测定多种元素或化合物省去复杂的分离操作第二十七页，讲稿共五十二页哦08.10.202228（5）选选择择性性好好可测定化学性质相近的元素和化合物。如测定铌、钽、锆、铪和混合稀土氧化物，它们的谱线可分开而不受干扰，成为分析这些化合物的得力工具（6）灵灵敏敏度度高高可利用光谱法

23、进行痕量分析。目前，相对灵敏度可达到千万分之一至十亿分之一，绝对灵敏度可达10-8g10-9g（7）样品损坏少）样品损坏少可用于古物以及刑事侦察等领域随着新技术的采用（如应用等离子体光源），定量分析的线性范围变宽，使高低含量不同的元素可同时测定。还可以进行微区分析局局限限性性光谱定量分析建立在相对比较的基础上，必须有一套标准样品作为基准，而且要求标准样品的组成和结构状态应与被分析的样品基本一致，这常常比较困难第二十八页，讲稿共五十二页哦08.10.20222917.3.2原子发射光谱分析法原子发射光谱分析法（不上，但几个基本概念应讲）1.基本原理基本原理原子发射光谱分析法利用原子受热能、光能或

24、电能作用发射特征光谱定性、定量的仪器分析方法处在基态的原子接受外界提供的能量，会跃迁到激发态。激发态原子很不稳定(存在时间约108s)，遵循光谱选择定则返回基态或其它较低激发态，并以光辐射的形式释放出多余的能量EE2E1hhc/不同原子电子排列不同，能级也不同。不同元素激发态原子中电子跃迁回到基态或其它较低激发态时，发射出的光谱线具有特征性。根据原子发射光谱线的特征性确定元素是否存在进行定性分析，根据特征波长谱线的强度进行定量分析第二十九页，讲稿共五十二页哦08.10.202230激发态跃迁回到基态时释放光能量激发态跃迁回到基态时释放光能量发射光谱的产生发射光谱的产生第三十页，讲稿共五十二页哦

25、08.10.2022312.线光谱、带光谱和连续光谱线光谱、带光谱和连续光谱发射光谱按性质、形状可分为线光谱、带光谱和连续光谱线线光光谱谱清晰地呈线状分布有特定波长的光谱线。原子、离子发射的光谱线是线光谱带带光光谱谱由许多密集排列着的谱线组成的、形如带状的光谱。它包含了一个波长范围的谱线组成的谱带。一些简单的气体分子所发射的光谱是带光谱。用碳电极时，原子发射光谱中常可见到CN的带光谱连连续续光光谱谱波长连续、波长范围相当宽广、由复杂分子、固态物质受激发所产生的光谱。如白炽灯、氖灯、炽热电极头等发射的光就是连续光谱第三十一页，讲稿共五十二页哦08.10.202232应用应用线光谱是分析的依据。带

26、光谱、连续光谱往往迭加在要测量线光谱上成为背景或谱线干扰，对分析不利，应避免或去除连续光谱含有丰富的可供选择的各种波长的光，常作为分析用光源：白炽灯波长范围在325nm2500nm对方法的评价对方法的评价原子发射光谱分析速度快，选择性好，灵敏度高，操作简便；其准确度随待测元素含量的多少有所区别原子发射光谱分析的缺点是，对于非金属元素硫、硒、碲、卤素的分析灵敏度低，不宜采用第三十二页，讲稿共五十二页哦08.10.202233分析元素含量范围光谱分析准确度大于1差0.l%1接近化学分析小于0.1%优于化学分析第三十三页，讲稿共五十二页哦08.10.2022343.仪器设备的基本构成仪器设备的基本构

27、成光谱分析仪器，即光谱仪。由光源、分光系统及检测系统组成（l）光源）光源功能对试样蒸发、激发提供能量，使激发态原子产生辐射信号。常用的直流电弧、交流电弧、电火花及电感耦合等离子炬激光要求灵敏度高，稳定性和再现性好，预燃时间短，产生的背景低，适应范围广。还要求结构简单，操作方便，易于维护（2）光谱仪分光系统）光谱仪分光系统功能利用色散元件和光学系统将复合光分解为按一定波长排列的单色光（光谱）类型棱镜分光系统和光栅分光系统第三十四页，讲稿共五十二页哦08.10.202235（3）检测系统）检测系统可分为摄谱型和光电记录型两类摄谱法利用感光板，用照相的方法记录光谱，然后通过光谱投影仪和测微光度计观察

28、谱线光电法利用电子系统测量谱线的强度，光电法的仪器称光电直读光谱仪，又称光量计第三十五页，讲稿共五十二页哦08.10.2022364.发射光谱分析发射光谱分析（1）定性分析）定性分析 目的和依据目的和依据依据元素的特征光谱线确定物质的元素组成元素的特征光谱线不受物态或元素组成形式影响。当试样光谱中出现某元素的特征光谱线时，就可确定该元素的存在 灵敏线灵敏线元素光谱中最易出现的谱线，其激发电位较低和跃迁几率较大。各元素的灵敏线的波长可查 最后线最后线随着样品中元素含量减少而最后消失的谱线。一般是实际分析中被测元素最灵敏的谱线。例，Cd的最后线为226.5nm 光谱定性分析的内容光谱定性分析的内容

29、个别元素分析和全分析第三十六页，讲稿共五十二页哦08.10.202237（a）标准试样光谱比较法）标准试样光谱比较法 原原理理将欲查元素的纯物质（标准试样）与试样并列摄于同一感光板，在映谱仪上检查两者光谱，若在同一波长出现分析线，则存在欲查元素。例，要确认TiO2中是否有Pb铅，将其与含Pb的TiO2谱图比较 评价评价此法快速可靠，但只限于指定元素分析（b）铁光谱比较法）铁光谱比较法 原原理理铁在210.0nm660.0nm的波长内有4600多条谱线，每条波长已精确测定，其它元素的灵敏线插人铁光谱相应位置。标准光谱图由波长、铁光谱图及各元素的灵敏线、特征谱线三部分组成。将试样与铁标样并列摄谱于

30、同一感光板，摄得谱线在映谱仪放大与标准图谱对照，以铁谱线为波长标尺，检查元素的灵敏线。试样光谱与标准谱图的灵敏线波长位置相同，试样存在该元素第三十七页，讲稿共五十二页哦08.10.202238 评价评价铁光谱比较法适用于多种元素的全分析第三十八页，讲稿共五十二页哦08.10.202239（2）定量分析）定量分析 理论依据理论依据元素含量C变化导致谱线强度I变化。罗马金公式I=aCb中光谱分析的基本公式。式中，a和b与被测元素浓度和实验条件有关。在摄谱条件一定，被测元素在一定浓度范围，logI与logC有很好的线性对应关系难以保持工作条件完全不变，实际工作中，很少测量谱线的绝对强度，而是使用内标

31、法 内标法内标法（internalstandardmethod）又称相对强度法在被测元素谱线中选一条谱线作为分析线，在基体元素的谱线中选一条谱线作为内标线，两条谱线组成分析线对。分析线与内标线的绝对强度的比值称为相对强度R。R与待测组分的浓度C有如下关系第三十九页，讲稿共五十二页哦08.10.202240式中R分析线对的相对强度，或强度比；I分分析线的绝对强度；I内内标线的绝对强度。以lgR对lgC作工作曲线，然后测出分析线对的强度比即可求得待测元素的含量。黑度黑度摄谱法中，谱线强度通过黑度反映。因此，摄谱法定量分析的内标法基本公式还要经过乳剂特性曲线将谱线强度转变为谱线黑度来表示：第四十页，

32、讲稿共五十二页哦08.10.202241DSS分一S内glogR=gblogCgloga式中，S分分析线黑度S内内标线黑度DS分析线对黑度差g乳剂特性曲线的反衬度可见，摄谱法定量分析时，分析线对黑度差与IogC成正比定量分析时，在选定的工作条件下，在同一感光板上摄取分析试样和标准试样的光谱，用标准试样中分析线对的黑度差S与已知标准含量的对数lgC绘制标准曲线，然后由试样分析线对的黑度差S值，从标准曲线上求出试样中被测元素的含量第四十一页，讲稿共五十二页哦08.10.202242第四十二页，讲稿共五十二页哦08.10.20224317.3.3原子吸收光谱分析法原子吸收光谱分析法（1955，澳大利

33、亚，瓦尔西）1.基本原理基本原理原子吸收光谱法，又称为原子吸收分光光度法原原理理物质产生的原子蒸气对特定谱线（待测元素的特征谱线）的吸收作用进行分析，根据特征谱线强度减弱的程度可求出待测元素的含量与与发发射射光光谱谱的的关关系系是互相联系的两种相反的过程。原子发射光谱是原子由激发态回到基态时产生的原子发射光谱线。原子由基态跃迁到激发态时要吸收能量，产生原子吸收光谱线第四十三页，讲稿共五十二页哦08.10.202244共振吸收线共振吸收线使电于子从基态跃迁到第一激发态时产生的吸收线，简称共振线。不同元素，共振线不同，是元素的特征谱线。它易产生，是最灵敏线。原子吸收光谱利用处于基态的待测元素原子蒸

34、气对共振线或其他分析线吸收的程度进行定量分析分析的原理分析的原理一定波长和强度I0的光通过某元素的原子蒸气时，若辐射波长的能量等于原子由基态跃迁到激发态所需能量，蒸气吸收辐射的光能，产生原子吸收光谱(定性)。元素浓度越大，吸收的光能越多(定量)。例，镁灯的285.2nm线。若透射光强度为I1，测量气态原子对特定波长的辐射吸收强度(I0/I1)，就可确定该元素的浓度（含量）假定光源理想，无中心波长位移，实验条件稳定，可导出比耳定律第四十四页，讲稿共五十二页哦08.10.202245式中，A吸光度K常数意义该式是原子吸收光谱定量分析的基本关系式：吸光度（absorbance）A与样品中某元素的含量

35、C呈线性关系。通过一组已知浓度的标准样品，做出A与C之间的工作曲线。在同样条件下，测量未知物的吸光度后，利用工作曲线就可求得未知物的浓度Cx第四十五页，讲稿共五十二页哦08.10.2022462.仪器设备的基本构成仪器设备的基本构成原子吸收分光光度计图片，原子吸收主要由光源、原子化器、单色器和检测系统四部分组成原子吸收分光光度计结构示意图第四十六页，讲稿共五十二页哦08.10.202247光光源源作用是发射被测元素的特征谱线。目前常用空心阴极灯和无极放电灯作光源，前者应用最广泛原原子子化化器器作用是提供足够的能量，使试液中的待测元素转变成原子蒸气，是原子吸收光谱分析法中的关键部件之一。有火焰原

36、子化器和无焰原子化器两类分分光光系系统统单单色色器器作用是把要测量的吸收谱线同其他谱线分开。分光部件有棱镜和光栅两种类型检检测测系系统统作用是接受光信号，并把光信号转换成电信号，经放大和运算处理，给出分析结果。主要由检测器、放大器、读数和记录系统等组成第四十七页，讲稿共五十二页哦08.10.2022483.原子吸收分析的方法及特点原子吸收分析的方法及特点原子吸收分光光度法常用于元素的定量分析，分析方法有三种（1）标准曲线法）标准曲线法原原理理根据待测元素的估计含量范围，用纯试剂配制三至五种不同浓度的标准溶液，分别在原子吸收分光光度计上测定它们的吸光度A，绘制浓度一吸光度标准曲线。再以同样的操作

37、程序测出样品中待测元素的吸光度Ax，然后在曲线上通过内插Ax值，求出待测元素的浓度（2）标准加入法）标准加入法（外推法）适适用用范范围围对较复杂的试样，基体影响较大，又得不到纯净的基体空白时，往往采用标准加入法分析第四十八页，讲稿共五十二页哦08.10.202249方方法法将待测未知样品处理成溶液，取相同体积的试样溶液两份，分别移入两个等容积的容量瓶，于其中一个加入一定量的标准溶液，将两份溶液稀释至刻度，分别测定它们的吸光度数据处理数据处理1设试样溶液中待测元素浓度为Cx，吸光度为Ax。加有浓度为Co的标准溶液，吸光度为Ao，根据比耳定律，可得Ax=KCxAo=K(Co+Cx)比较上两式，可得

38、Cx=AxCo/(AoAx)第四十九页，讲稿共五十二页哦08.10.202250 数据处理数据处理2作图法将若干份体积相同的试样分别加入等容积的容量瓶，从第二份起按比例加入不同量含有待测元素的标准液，稀释至刻度后分别测其吸光度。设试样中待测元素的浓度为Cx，加入标准溶液后浓度分别为Cx+Co、Cx+2Co、Cx+4Co，四溶液吸光度为Ax、A1、A2、A3，以A对加入的标准量作图，得到AC工作曲线。此曲线不通过原点，说明试样中含有被测元素，截距对应的吸光度正是试样中待测元素引起的效应。外延曲线与横坐标相交，交点至原点距离相应的浓度Cx即为试样中待测元素的含量第五十页，讲稿共五十二页哦08.10

39、.202251（3）内标法）内标法（略）原子吸收光谱分析所采用的内标法，同原子发射光谱定量分析中内标法基本相同：在标准溶液和待测样品的溶液中分别加入一定量的无关元素（即内标元素），同时测定待测元素和内标元素的吸光度，绘制其吸光度比值与标准物质浓度的标准曲线，即可利用标准曲线求出待测元素的含量说明说明原子吸收光谱分析法同原子发射光谱比较，具有谱线干扰少，背景影响小等优点，已可测70多种元素。但测定不同元素，必须更换光源，不便同时进行多元素定性分析，而原子发射光谱分析法恰好在这方面具有很大的优越性。二者互相补充。前者在钢铁及有色金属分析、地质、化学、化工、石油、水泥、三废治理、农业药物、生化等金属元素含量时，往往是首选的定量方面第五十一页，讲稿共五十二页哦08.10.2022感谢大家观看第五十二页，讲稿共五十二页哦