第十章 原子吸收光谱法.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第十章 原子吸收光谱法,第一节 概述,概述,generalization,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,年以前，一直未用于分析化学，为什么？,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。,特点：,(1),检出限低，,10,-10,10,-14,g,；,(2),准确度高，,1%,5%,；,(3),选择性高，一般情况下共存元素不干扰；,(4),应用广，可测定,70,多个元素（各种样品中）；,局限性：难熔元素、非金属元素测定困难、不能同时多元素,一、原子吸收光谱的产生,formation of AAS,1.,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,激发态基态发射出一定频率的辐射。,产生共振吸收线（也简称共振线）,发射光谱,第二节 原子吸收光谱法基本原理,2.,元素的特征谱线,（,1,）各种元素的原子结构和外层电子排布不同,基态第一激发态,:,跃迁吸收能量不同,具有特征性。,（,2,）各种元素的基态第一激发态,最易发生，吸收最强，最灵敏线。特征谱线。,（,3,）利用原子蒸气对特征谱线的吸收可以进行定量分析,二、谱线的轮廓与谱线变宽,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,),。,由：,I,t,=I,0,e,-Kvb,，透射光强度,It,和吸收系数及辐射频率有关。以,K,v,与,作图：,在,5000,的波长，要积分半宽度为,0.01,的谱线，至少要取,10,点，每点为,0.001,。根据,分辨率公式，可以计算光栅所需的,分辨率,R,和,光栅常数,d,。,目前，,光栅常数,d,无法达到此要求。,第三节 原子吸收光谱仪,一,.,组成框图与工作原理,组成框图,空,心,阴,极,灯,原,子,化,器,单,色,器,检,测,器,处,理,与,控,制,数据处理和仪器控制,火焰原子化器,单色器,光电倍增管,雾化器和雾化室,空心阴极灯,1).,光源,空心阴极灯：,结构：,阴极：纯金属,阳极：环状,W,、,Ni,、,Ta,光窗：石英或紫外玻璃,原理：,Ar+e Ar,+,Ar,+,+M M+Ar+,M+e M*+e,M*M+hv,特点：,发出原子谱线,(,锐线,),要求：,（,1,）能发射待测元素的共振线,（,2,）能发射锐线（,3,）光强足够大，稳定性要好，寿命长,在高压电场下,阴极电子向阳极高速飞溅放电,并与载气原子碰撞,使之电离放出二次电子,而使场内正离子和电子增加以维持电流。,载气阳离子在电场中大大加速,轰击阴极表面时可将被测元素的原子从晶格中轰击出来,即,溅射。,溅射出的原子大量聚集在空心阴极内,经与其它粒子碰撞而被激发,发射出相应元素的特征谱线,-,共振谱线。,2,）原子化系统,作用：将试样中的待测元素转变成基态原子蒸气,火焰,燃烧器,混合室,撞击球,毛细管,助燃气入口,燃气入口,排液口,火焰原子化器图,雾化器,混合室,自动进样器,燃烧器,A.,构造：四部分组成：雾化器，预混合室，燃烧器，火焰。,雾 化 器：,由不锈钢或聚四氟乙烯做成。,预混合室：,由不锈钢、聚四氟乙烯等材料做成。,燃 烧 器：,单缝、双缝和三缝。,5,、,10cm,。,火 焰：,雾化器,混合室,燃烧器,火焰,火焰,（,2,）燃烧器,作用：形成火焰，使进入火焰的试样微粒原子化,（,3,）火焰,非火焰原子化装置,1,）石墨炉原子化器,+,+,-,-,石墨管,正电极,负电极,外保护气套,石英窗,外保护气入口,冷却水套,冷却水入口,冷却水出口,进样,内保护气入口,外保护气出口,内保护气出口,样品烟气出口,入射光,I,0,透射光,I,t,构造,a),电源：,1224V 0500 A,直流电,b),炉体,:,冷却水、套；内、外惰性气体,Ar,c),石墨管,:,光谱纯石墨,长,28mm,、内径,8mm,温度或电流,时间,石墨炉原子化器的工作程序,a),进样程序,0100,l,b),干燥程序,溶剂的沸点,1.5s/,l,2060s,室温,干燥,升温斜率,干燥保持温度,与时间,c),灰化程序,(,分离干扰元素,),1002000,0,C,0.55min,灰化,升温斜率,灰化保持温度,与时间,原子化升温斜率,原子化保持温度与时间,d),原子化程序,20003000,0,C,510s,e),高温除残程序,3000,0,C,35 s,除残温度与时间,干燥程序,灰化程序,原子化程序,高温除残程序,2,）氢化物原子化装置,3,）分光系统,4,）检测系统,主要由检测器（光电倍增管）、放大器、读数和记录系统组成,仪器类型：单光束型和双光束型,第四节 定量分析方法,第五节 原子吸收光谱法中的干扰及其抑制,主要有电离干扰、化学干扰、物理干扰和光谱干扰,一、电离干扰,原因：火焰温度高，基态原子电离,测定结果偏低,消除方法：,1,）降低火焰温度,2,）加入比待测元素更易电离的物质，产生大量自 由电子，抑制电离,二、化学干扰,（,3,）加入基体改进剂,与基体形成易挥发的化合物,氯化钠对镉的测定有干扰，加入硝酸铵，形成氯化铵和硝酸钠，灰化除去。,三、物理干扰,四、光谱干扰,谱线干扰和背景干扰,第六节 灵敏度、检出极限、测定条件的选择,m,单位：,g,（,1,）,1,