《原子吸收》PPT课件.ppt
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1、第四章第四章 原子吸收分光原子吸收分光光度分析法光度分析法一、共振线一、共振线二、基态原子数与原二、基态原子数与原 子化温度子化温度三、定量基础三、定量基础第一节 基本原理 原子吸收分光光度法是基于蒸气相中被测元素的基态原子对原子共振辐射的吸收来测定式样中该元素含量的一种方法。MgCl2(雾粒)MgCl2(干气溶胶)MgCl2(g)Mg(g)+2Cl(g)脱水脱水热分解热分解气化气化 第一节 基本原理 原子吸收分光光度法的优点l灵敏度高l选择性和重现性好l精密度高l测量范围广,可测定七十多种元素可测定七十多种元素 (1)(1)头发中微量元素的测定头发中微量元素的测定头发中微量元素的测定头发中微
2、量元素的测定微量元素与健康关微量元素与健康关微量元素与健康关微量元素与健康关系;系;系;系;(2)(2)水中微量元素的测定水中微量元素的测定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环境中重金属污染分环境中重金属污染分环境中重金属污染分布规律;布规律;布规律;布规律;(3)(3)水果、蔬菜中微量元素测定;水果、蔬菜中微量元素测定;水果、蔬菜中微量元素测定;水果、蔬菜中微量元素测定;(4)(4)矿物、合金及各种材料中微量元素的测定;矿物、合金及各种材料中微量元素的测定;矿物、合金及各种材料中微量元素的测定;矿物、合金及各种材料中微量元素的测定;(5)(5)各种生物试样中微量元素的测定
3、。各种生物试样中微量元素的测定。各种生物试样中微量元素的测定。各种生物试样中微量元素的测定。应用应用l原子吸收光谱电子从 基态 激发态1.为吸收能量,进入激发态,产生原子吸收光谱。2.为释放能量,回到基态,产生原子发射光谱。12原子光谱的发射和吸收示意图原子光谱的发射和吸收示意图基态能级基态能级第一激发态能级第一激发态能级 较高激发态能级较高激发态能级原子吸收线(共振线)原子吸收线(共振线)共振发射线共振发射线 E0 E1 E2 E3En原子光谱的发射和吸收示意图原子光谱的发射和吸收示意图原子吸收光谱的特点l原子光谱是分布于紫外-可见光区的线状光谱。l原子吸收光谱比原子发射光谱简单。l不同的元
4、素具有不同的原子吸收光谱。共振线c共振线 原子在两个能态之间的跃迁伴随着能级的发射和吸原子在两个能态之间的跃迁伴随着能级的发射和吸收,最收,最 外层电子从基态跃迁至第一激发态所产生的吸收线称为共振吸收线(简称共振线resonance line)。各种元素的原子结构和外层电子排布不同,各种元素的原子结构和外层电子排布不同,基态基态基态基态第一激发态第一激发态第一激发态第一激发态:跃迁吸收能量不同跃迁吸收能量不同跃迁吸收能量不同跃迁吸收能量不同具有特征性。具有特征性。具有特征性。具有特征性。各种元素的基态各种元素的基态第一激发态第一激发态最易发生,吸收最强,最易发生,吸收最强,最易发生,吸收最强,
5、最易发生,吸收最强,最灵敏线。最灵敏线。最灵敏线。最灵敏线。共振线共振线共振线共振线是元素的特征谱线,也是元素的灵敏线是元素的特征谱线,也是元素的灵敏线是元素的特征谱线,也是元素的灵敏线是元素的特征谱线,也是元素的灵敏线共振线共振线吸收峰形状吸收峰形状 原原子子结结构构较较分分子子结结构构简简单单,理理论论上上应应产产生生线线状状光谱吸收线。光谱吸收线。实实际际上上用用特特征征吸吸收收频频率率左左右右范范围围的的辐辐射射光光照照射射时时,获获得得一一峰峰形形吸吸收收(具具有一定宽度)。有一定宽度)。由:由:I It t=I=I0 0e e-Kvb-Kvb ,透射透射光强度光强度 I It t和
6、吸收系数及和吸收系数及辐射频率有关。辐射频率有关。以以K Kv v与与 作图:作图:表征吸收线轮廓(峰)的参数:表征吸收线轮廓(峰)的参数:中心频率中心频率 O(峰值频率);峰值频率);最大吸收系数对应的频率或最大吸收系数对应的频率或波长;波长;中心波长:中心波长:(nm)半宽度:半宽度:O吸收峰变宽原因:吸收峰变宽原因:照射光具有一定的宽度。照射光具有一定的宽度。多普勒变宽(温度变宽)多普勒变宽(温度变宽)Vo 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。劳伦兹变宽,赫鲁兹马克变宽(碰撞变宽)劳伦兹变宽,赫鲁
7、兹马克变宽(碰撞变宽)VL 由于原子相互碰撞使能量发生稍微变化。由于原子相互碰撞使能量发生稍微变化。劳伦兹变宽:劳伦兹变宽:待测原子和其他原子碰撞。待测原子和其他原子碰撞。赫鲁兹马克变宽:赫鲁兹马克变宽:同种原子碰撞。同种原子碰撞。在一般分析条件下在一般分析条件下Vo为主为主。积分吸收和峰值吸收积分吸收和峰值吸收 nm。而原子吸收线的半宽度:10-3nm。如图所示:若用一般光源照射时,吸收光的强度变化仅为0.5%。灵敏度极差 若将原子蒸气吸收的全部能量,即谱线下所围面积测量出(积分吸收)。则是一种绝对测量方法,现在的分光装置无法实现。锐线光源锐线光源 在原子吸收分析中需要使用锐线光源。在原子吸
8、收分析中需要使用锐线光源。何为锐线光源?何为锐线光源?(1)光源的发射线与吸收线的)光源的发射线与吸收线的V0一致。一致。(2)发射线的)发射线的V1/2小于吸收线的小于吸收线的 V1/2。空心阴极灯空心阴极灯:可发射可发射锐线光源。锐线光源。二、基态原子数与原子化温度二、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。为什么?为什么?热力学平衡时热力学平衡时: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
9、数代表待测元素的原子总数。公式右边除温度T外,都是常数。T 一定,比值一定。三、定量基础三、定量基础 f 振子强度,常数。峰值吸收系数:当使用锐线光源时,可用当使用锐线光源时,可用K0代替代替Kv,则:A=k N0 b;N0 Nc(N0激发态原子数,N基态原子数,c 待测元素浓度)所以:所以:A=lg(IO/I)=K c内容选择:内容选择:第一节第一节 基本原理基本原理第二节第二节 原子吸收光谱仪原子吸收光谱仪第三节第三节 测定条件选择与定量分析方法测定条件选择与定量分析方法第四节第四节 干扰及其消除干扰及其消除结束结束第四章第四章 原子吸收分光原子吸收分光光度分析法光度分析法一、流程一、流程
10、二、光源二、光源三、原子化系统三、原子化系统四、单色器四、单色器五、检测系统五、检测系统第二节 原子吸收光谱仪及主要部件原子吸收仪器(原子吸收仪器(1)原子吸收仪器(原子吸收仪器(2)原子吸收仪器(原子吸收仪器(3)原子吸收仪器(原子吸收仪器(4)原子吸收光谱仪主要部件原子吸收光谱仪主要部件 原原子子吸吸收收分分光光光光度度计计与与紫紫外外可可见见分分光光光光度度计计在仪器结构上的不同点:在仪器结构上的不同点:(1 1)采用锐线光源。)采用锐线光源。(2 2)分光系统在火焰与检测器之间。)分光系统在火焰与检测器之间。一、流程一、流程二、光源二、光源 提供待测元素的特征光谱。获得较高的灵敏度和准
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