第十一章原子吸收精选PPT.ppt
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1、第十一章原子吸收第1页,此课件共51页哦第一节第一节 基本原理基本原理第二节第二节 原子吸收分光光度计原子吸收分光光度计第三节第三节 仪器测量条件的选择仪器测量条件的选择第四节第四节 定量分析方法定量分析方法第五节第五节 干扰及消除方法干扰及消除方法第六节第六节 原子吸收分光光度法的应用原子吸收分光光度法的应用第2页,此课件共51页哦 原子吸收分光光度法原子吸收分光光度法(AAS)又称原子吸收光谱又称原子吸收光谱法,是现代分析化学中一种重要的元素测定方法。法,是现代分析化学中一种重要的元素测定方法。1802年,发现原子吸收现象;年,发现原子吸收现象;1955年,年,Australia 物理学家
2、物理学家A.Walsh将该现象应用于分析;将该现象应用于分析;20世纪世纪70年代以来得到迅速发展和广泛应用。能年代以来得到迅速发展和广泛应用。能测几十种金属元素和一些类金属元素。测几十种金属元素和一些类金属元素。第3页,此课件共51页哦 光源辐射出待测元素的特征谱线,通过样品光源辐射出待测元素的特征谱线,通过样品的原子蒸气时,被蒸气中的待测元素的基态原子的原子蒸气时,被蒸气中的待测元素的基态原子所吸收,测量基态原子对特征谱线的吸收程度,所吸收,测量基态原子对特征谱线的吸收程度,进行定量分析。进行定量分析。AAS原理:原理:物质的物质的气态基态原子气态基态原子对同种原子发射的对同种原子发射的特
3、征特征辐射辐射产生吸收的现象。产生吸收的现象。第4页,此课件共51页哦AAS特点:特点:1)灵敏度高:火焰原子法,)灵敏度高:火焰原子法,10-6 级,有时可达级,有时可达 10-9级;石墨炉可达级;石墨炉可达10-910-14级。级。2)准确度高:火焰法误差)准确度高:火焰法误差 1%2 石墨炉法石墨炉法 3%5。3)干扰小,选择性极好;)干扰小,选择性极好;4)操作简便、分析速度快)操作简便、分析速度快5)试样用量少)试样用量少6)测定范围广,可测)测定范围广,可测70 种元素。种元素。第5页,此课件共51页哦1、原子吸收线的产生、原子吸收线的产生 当当一一束束光光辐辐射射照照射射处处于于
4、基基态态的的气气态态原原子子(原原子子蒸蒸气气)时时,基基态态原原子子会会选选择择性性地地吸吸收收一一定定波波长长的的光光,使使原原子子跃跃迁迁到到相相应应的的激激发发态态,被被吸收了的光线就是原子的吸收线。吸收了的光线就是原子的吸收线。M(g)hv 第一节第一节 基本原理基本原理一、一、共振发射线共振发射线与与吸收线吸收线第6页,此课件共51页哦q共振吸收线共振吸收线:原子外层电子从基态跃迁至第一原子外层电子从基态跃迁至第一 激发态所产生的吸收谱线。激发态所产生的吸收谱线。q共振发射线共振发射线:原子外层电子从第一激发态直接原子外层电子从第一激发态直接 跃迁至基态所辐射的谱线。跃迁至基态所辐
5、射的谱线。2.共振线共振线共振线共振线 第一节第一节 基本原理基本原理一、一、共振线发射线共振线发射线与与吸收线吸收线第7页,此课件共51页哦 由于原子结构不同,不同元素的原子从基由于原子结构不同,不同元素的原子从基态被激发到第一激发态所需能量不同,因此各态被激发到第一激发态所需能量不同,因此各种元素的共振线不同,是元素的种元素的共振线不同,是元素的特征谱线特征谱线。2.共振线共振线 从基态到从基态到第一激发态第一激发态的跃迁最容易发生,谱的跃迁最容易发生,谱线强度最强,是该元素所有谱线中最灵敏的,常作线强度最强,是该元素所有谱线中最灵敏的,常作为为分析线分析线。对大多数元素来说,共振线就是元
6、素。对大多数元素来说,共振线就是元素的的灵敏线灵敏线。分析线,灵敏线分析线,灵敏线 第一节第一节 基本原理基本原理一、一、共振线发射线共振线发射线与与吸收光线吸收光线如如Mg 285.2nm,Na 589.0nm线状光谱第8页,此课件共51页哦Ivv预期值预期值实际情况发射线实际情况发射线 第一节第一节 基本原理基本原理三、原子吸收线的宽度三、原子吸收线的宽度 理论上讲原子理论上讲原子光谱光谱是是线状光谱线状光谱,但实际上无论,但实际上无论是原子发射线还是原子吸收线都不是理想的几何线,是原子发射线还是原子吸收线都不是理想的几何线,而是具有一定的宽度,称为而是具有一定的宽度,称为谱线轮廓谱线轮廓
7、。第9页,此课件共51页哦1.自然变宽自然变宽 第一节第一节 基本原理基本原理三、原子吸收线的宽度三、原子吸收线的宽度2.多普勒(多普勒(Doppler)变宽)变宽 3.压力变宽压力变宽无外界因素影响时谱线具有的宽度,无外界因素影响时谱线具有的宽度,忽略不计忽略不计原子的无规则热运动引起的。又称热变宽。原子的无规则热运动引起的。又称热变宽。粒子之间相互碰撞引起的变宽。又叫碰撞变宽粒子之间相互碰撞引起的变宽。又叫碰撞变宽(10-2-10-5nm)(10-3nm)(洛伦兹变宽,洛伦兹变宽,10-3nm)第10页,此课件共51页哦1.1.积分吸收积分吸收 在原子吸收光谱中,原子所产生的吸收在原子吸收
8、光谱中,原子所产生的吸收值应包括原子蒸气所吸收的全部能量,即吸值应包括原子蒸气所吸收的全部能量,即吸收线所包括的全部面积,称为积分吸收。收线所包括的全部面积,称为积分吸收。第一节第一节 基本原理基本原理四、原子吸收值的测量四、原子吸收值的测量现代仪器是不可能达到的!现代仪器是不可能达到的!半半宽宽度度很很小小,只只有有0.010.05 nm第11页,此课件共51页哦发射线发射线吸收线吸收线采用采用“锐线光源锐线光源”2.峰值吸收峰值吸收v0发射线的中心频率发射线的中心频率v0,e与吸收与吸收 线的中心频率线的中心频率v0,a严格一致。严格一致。发射线半宽度远远小于吸发射线半宽度远远小于吸 收线
9、的谱线收线的谱线(1/51/10)。第一节第一节 基本原理基本原理四、原子吸收值的测量四、原子吸收值的测量A=Kc第12页,此课件共51页哦第二节第二节 原子吸收分光光度计原子吸收分光光度计第13页,此课件共51页哦 1.作用:作用:发射待测元素特征谱线。发射待测元素特征谱线。2.要求:要求:a)锐线;)锐线;b)强度大,背景小;)强度大,背景小;c)操作方便,寿命长。)操作方便,寿命长。3.种类种类:空心阴极灯、无极放电灯空心阴极灯、无极放电灯第二节第二节 原子吸收分光光度计原子吸收分光光度计一、光源一、光源第14页,此课件共51页哦1)结构结构阳极:阳极:钨棒钨棒阴极:阴极:待测元素金属待
10、测元素金属空心阴极灯空心阴极灯(Hollow Cathode Lamp,HCL)第二节第二节 原子吸收分光光度计原子吸收分光光度计单元素灯单元素灯一、光源一、光源第15页,此课件共51页哦作用作用:将试样中的待测元素转变为将试样中的待测元素转变为基态的基态的气态气态 原子原子,并吸收光源发出的特征辐射。,并吸收光源发出的特征辐射。种类:种类:火焰原子化器、非火焰原子化器火焰原子化器、非火焰原子化器第二节第二节 原子吸收分光光度计原子吸收分光光度计二、原子化器二、原子化器 原原子子化化效效率率的的高高低低直直接接影影响响元元素素测测定定的的灵灵敏敏度度。其其稳稳定定性性和和重重现现性性,又又影影
11、响响测测定定的的精精密密度和准确度。度和准确度。第16页,此课件共51页哦1.火焰原子化器火焰原子化器 flame atomization 它它是是利利用用火火焰焰的的温温度度及及火火焰焰的的氧氧化化还还原原气气氛氛,将将试试样样中中待待测测元元素素原原子子化化的的方方法法。具具有有稳稳定定性性高高、使用方便等优点,是常用的原子化方法之一。使用方便等优点,是常用的原子化方法之一。第二节第二节 原子吸收分光光度计原子吸收分光光度计二、原子化器二、原子化器第17页,此课件共51页哦组成组成:a)雾化器)雾化器 b)雾化室)雾化室 c)燃烧器)燃烧器1.火焰原子化器火焰原子化器第二节第二节 原子吸收
12、分光光度计原子吸收分光光度计二、原子化器二、原子化器第18页,此课件共51页哦雾化器雾化器吸入试样溶液并分散为小雾滴(雾化)吸入试样溶液并分散为小雾滴(雾化)主要缺点:主要缺点:雾化效率低雾化效率低(10%10%)。1.火焰原子化器火焰原子化器 flame atomization第二节第二节 原子吸收分光光度计原子吸收分光光度计二、原子化器二、原子化器第19页,此课件共51页哦1.火焰原子化器火焰原子化器 flame atomization雾化室雾化室 使使大大雾雾滴滴沉沉降降、凝凝聚聚并并从从废废液液口口排排出出;使使小小雾雾滴滴与与各各种种气气体体充充分分混混匀匀形形成成气气溶溶胶胶,然然
13、后后进进入入燃燃烧烧器器,所所以又称预混合室;以又称预混合室;第二节第二节 原子吸收分光光度计原子吸收分光光度计二、原子化器二、原子化器第20页,此课件共51页哦1.火焰原子化器火焰原子化器 flame atomization燃烧器燃烧器 产生火焰并使试样干产生火焰并使试样干燥、熔化、蒸发和原子化燥、熔化、蒸发和原子化的装置。的装置。第二节第二节 原子吸收分光光度计原子吸收分光光度计二、原子化器二、原子化器第21页,此课件共51页哦1.火焰原子化器火焰原子化器 flame atomization种类:种类:1)空气空气-乙炔火焰,乙炔火焰,2600K2)乙炔乙炔-氧化亚氮氧化亚氮(笑气笑气)火
14、焰,火焰,3300K3)空气空气-丙烷丙烷(煤气煤气)火焰,火焰,2200K根据待测元素性质选择火焰类型。根据待测元素性质选择火焰类型。燃烧器燃烧器常用第二节第二节 原子吸收分光光度计原子吸收分光光度计二、原子化器二、原子化器第22页,此课件共51页哦火焰燃气与助燃气比例火焰燃气与助燃气比例(乙炔乙炔-空气空气):1)贫燃火焰:贫燃火焰:助燃气量大,火焰温度低,氧化性助燃气量大,火焰温度低,氧化性较强,适用于碱金属元素测定。较强,适用于碱金属元素测定。2)中性焰:中性焰:燃助比与化学计量比相近,火焰温度燃助比与化学计量比相近,火焰温度高,干扰少,稳定。高,干扰少,稳定。3)富燃火焰:富燃火焰:
15、燃料气量大,火焰温度稍低,还原燃料气量大,火焰温度稍低,还原性较强,测定较易形成难熔氧化物性较强,测定较易形成难熔氧化物的元素的元素Mo、Cr、稀土等、稀土等。1.1.火焰原子化器火焰原子化器燃烧器燃烧器第二节第二节 原子吸收分光光度计原子吸收分光光度计二、原子化器二、原子化器(蓝色)(蓝色)(黄色)(黄色)第23页,此课件共51页哦 将石墨管作为电阻,将石墨管作为电阻,升温使待测元素原子化。升温使待测元素原子化。2.2.非非火焰原子化器火焰原子化器石墨炉原子化器石墨炉原子化器第二节第二节 原子吸收分光光度计原子吸收分光光度计二、原子化器二、原子化器第24页,此课件共51页哦qa.干燥干燥蒸发
16、除去溶剂,蒸发除去溶剂,100oCqb.灰化灰化除去易挥发的物质(除去易挥发的物质(350 1500)qc.原子化原子化使待测元素成为基态原子使待测元素成为基态原子(1800 3000)qd.净化净化高温除去管内残渣。高温除去管内残渣。2.2.非非火焰原子化器火焰原子化器石墨炉原子化器石墨炉原子化器第二节第二节 原子吸收分光光度计原子吸收分光光度计二、原子化器二、原子化器第25页,此课件共51页哦原子化器特点比较原子化器特点比较1.火焰原子化法火焰原子化法2.石墨炉原子化法石墨炉原子化法1)精密度高精密度高1)精密度低精密度低3)不能直接分析固体试样不能直接分析固体试样3)可分析固体试样可分析
17、固体试样2)灵敏度高,原子化效率可达灵敏度高,原子化效率可达90%。2)灵敏度低,原子化效率一灵敏度低,原子化效率一般为般为10%。5)重现性好。重现性好。5)重现性差。重现性差。6)装置装置简单、快速。简单、快速。6)装置装置复杂、速度慢。复杂、速度慢。4)基体干扰小,化学干扰大基体干扰小,化学干扰大。4)基体干扰大基体干扰大,化学干扰小化学干扰小。第二节第二节 原子吸收分光光度计原子吸收分光光度计二、原子化器二、原子化器第26页,此课件共51页哦三、分光系统四、检测系统检测器、放大器、对数变换器、读数显示装置。检测器、放大器、对数变换器、读数显示装置。主要由色散元件、凹面镜、狭缝组成。主要
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