原子吸收法 4.ppt

*,*,Instrumental Analysis,原子吸收光谱,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 分析条件的选择与应用,原子吸收光谱分析法,Atomic Absorption,Spectrometry,AAS,choice of analytical condition and application,2026/1/29 周四,1,1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，选用强度较强的。如,Mn279.5(1.0),280.1(1.9),403.1(9.5),一、测定条件的选择,(2).,稳定性及干扰性：选用稳定性高、无干扰线的谱线,如：,Ni,三线，,232.0,，,232.1,，,231.6,很难分开，可以考虑用,305.1,（,4.5,）；,Pb217.0,（,0.4,）线最灵敏，但火焰背景吸收严重，稳定性差，选,283.3,（,1.0,）,（,3,）,.,线性,（,4,）,.,光敏性,2026/1/29 周四,2,2026/1/29 周四,3,2.,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,3,通带,（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。,2026/1/29 周四,4,（,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,（,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：,6,12mm,，燃烧稳定,干扰少,紫外吸收少（氧化焰），灵敏度稍低,4,6mm,，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,2026/1/29 周四,5,1.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,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,2026/1/29 周四,6,取若干份体积相同的试液（,c,X,），,依次按比例加入不同量的待测物的标准溶液（,c,0,），,定容后浓度依次为：,c,X,，,c,X,+,c,0,，,c,X,+2,c,0,，,c,X,+3,c,0,，,c,X,+4,c,0,分别测得吸光度为：,A,X,，,A,1,，,A,2,，,A,3,，,A,4,以,A,对浓度,c,做图得一直线，图中,c,X,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.标准加入法,满足条件,（,1,）,:,曲线过原点；,（,2,）,:,测定浓度范围内呈线性,2026/1/29 周四,7,3.,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，,Cx,C,，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,2026/1/29 周四,8,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)头发中微量元素的测定微量元素与健康关系；,(2)水中微量元素的测定环境中重金属污染分布规律；,(3)水果、蔬菜中微量元素的测定；,(4)矿物、合金及各种材料中微量元素的测定；,(5)各种生物试样中微量元素的测定。,四、应用,2026/1/29 周四,9,2026/1/29 周四,10,一、,概述,generalization,二、基本原理,basic theory,三、原子荧光光度计,atomic fluorescence spectrometry,第五节 原子荧光光谱分析法,原子吸收光谱分析法,Atomic Absorption,Spectrometry,AAS,atomic fluorescence spectrometry,AFE,2026/1/29 周四,11,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.特点,(1)检出限低、灵敏度高,Cd：10,-12,g,cm,-3,；Zn：10,-11,g,cm,-3,；20,种元素优于,AAS,(2,)谱线简单、干扰小,(,3,)线性范围宽（可达35个数量级）,(4)易实现多元素同时测定（产生的荧光向各个方向发射）,2.缺点,存在荧光淬灭效应、散射光干扰等问题；,一、概述,2026/1/29 周四,12,1原子荧光光谱的产生过程,过程：,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,-8,s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：,（1）属光致发光；二次发光；,（2）激发光源停止后，荧光立即消失；,（3）发射的荧光强度与照射的光强有关；,（4）不同元素的荧光波长不同；,（5）浓度很低时，强度与蒸气中该元素的密度成正比，定量依据(适用于微量或痕量分析)；,二、基本原理,2026/1/29 周四,13,三种类型：共振荧光、非共振荧光与敏化荧光,（1）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,：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.原子荧光的产生类型,2026/1/29 周四,14,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（,Stokes,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）非共振荧光,2026/1/29 周四,15,Pb,原子：,吸收线283.13,nm；荧光线407,.78,nm；,同时存在两种形式：,铊原子：,吸收线337.6,nm；共振荧光线337,.6,nm；,直跃线荧光535.0,nm；,a b c d,直跃线荧光（,Stokes,荧光）,2026/1/29 周四,16,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359.35,nm；,再热激发，荧光发射线357.87,nm，,图(,c),B,、,D,a b c d,阶跃线荧光：,2026/1/29 周四,17,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451.13,nm；,发射荧光410.18,nm，,图(,d),A,、,C,；,a b c d,anti-Stokes,荧光：,2026/1/29 周四,18,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,（3）敏化荧光,2026/1/29 周四,19,荧光,淬,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,：,=,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1,3.荧光猝灭与荧光量子效率,2026/1/29 周四,20,当光源强度稳定、辐射光平行、自吸可忽略，发射荧光的强度,I,f,正比于基态原子对特定频率吸收光的吸收强度,I,a,；,I,f,=,I,a,在理想情况下：,I,0,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；,K,0,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.待测原子浓度与荧光的强度,2026/1/29 周四,21,1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：,光源与检测器成一定角度；,三、原子荧光光度计,2026/1/29 周四,22,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,2026/1/29 周四,23,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：,与原子吸收法相同；,色散系统：,光栅、滤光器；,检测系统：,光电倍增管,2主要部件,2026/1/29 周四,24,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,2026/1/29 周四,25,