六章节原子吸收分光光度法.ppt

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1、第六章 原子吸收分光光度法,第一节 基本原理第二节 原子吸收光谱仪器及其组成第三节 定量分析方法第四节 原子吸收分光光度法的干扰及其 抑制方法第五节 原子吸收分光光度法的实验技术 及应用实例,第六章 原子吸收分光光度法,第六章 原子吸收分光光度法概述：原子吸收分光光度法（atomic absorption spectro-photometry,AAS）1.AAS概念：通过测量样品蒸气中基态原子对特征谱 线吸收程度建立的定量分析方法2.AAS的发展：20世纪50年代提出由walsh创立。3.AAS与UV-Vis的比较：(1)对象：(2)吸收谱线类型：(3)样品池：(4)光源：(5)单色器位置：4

2、.AAS法优点：灵敏度高、选择性和好、干扰少。不足：不利多元素同时测定；BP易形成化合物元 素灵敏度低；复杂样品预处理。,第一节 基本原理,一、原子吸收光谱的产生及共振线二、谱线轮廓及谱线展宽三、原子吸收值与原子浓度的关系,第一节 基本原理一、原子吸收光谱的产生及共振线1.原子吸收光谱的产生：原子吸收辐射能，其电子由基态 跃迁到激发态，原子对辐射能的选择吸收而产生的 光谱。2.原子吸收光谱的特点：（1）分布于紫外可见光区不连续线光谱；（2）较发射光谱简单、干扰少。3.共振线：电子由基态跃迁到第一激发态吸收光能而产生 吸收谱线。,第六章 原子吸收分光光度法,二、谱线轮廓及谱线展宽1.谱线轮廓：原

3、子吸收光谱线有相当窄的频率或波 长范围，即有一定宽度，称为谱线宽度。I-表示方法：中心频率0；谱线轮廓中，吸收系数极大值所对 应的频率。半宽度：吸收系数极大值一半处，谱线轮廓两 点间频率或波长的距离。2谱线展宽原因：自然线宽、热展宽（多普勒）、碰撞展宽。,第六章 原子吸收分光光度法,第六章 原子吸收分光光度法,三、原子吸收值与原子浓度的关系1.积分吸收：在吸收线轮廓内，吸收系数所包括的积分吸收。它表示吸收的全部能量。即吸收线下的全部面积。积分吸收与原子蒸汽中的吸收辐射的原子数成正比。2.峰值吸收：直接测量吸收线轮廓的中心频率(或中心波长)所 对应的峰值吸收系数（K）,而确定蒸气中原子的浓度。实

4、际工作中：原子吸收的测定，是以一定强度的单色光I0通过原子蒸汽，测其透光强度I。符合光学定律。,第六章 原子吸收分光光度法,3.吸收值与浓度关系：当实验条件一定时，N正比于待测元素浓度 吸光度与待测元素浓度成线性关系，通过测A,求C。A=KC(3000K时，NjN0),第六章 原子吸收分光光度法,在一定的条件下，试液中被测组分的浓度c与N成正比：Nac,K，a均为常数，令KaK，则 AKLc A c,原子吸收遵循朗伯-比耳定律：,吸光系数,光程：光经过原子蒸气的距离,火焰中被测元素的基态原子数,AKLac,锐线光源：能发射出半宽度很窄的谱线的光源。其发射线的半宽度比吸收谱线的半宽度小得多，约为

5、吸收谱线宽度的1/5。,第六章 原子吸收分光光度法,空心阴极灯,原子化器,单色仪,检测器,原子化系统,雾化器,样品液,第二节原子吸收光谱仪器及其组成 AAS仪器由光源、原子化系统（类似样品容器）、分光系统及检测系统。,废液,切光器,助燃气,燃气,原子吸收仪器结构示意图,第六章 原子吸收分光光度法,第二节 原子吸收分光光度计 结构：光源、原子化系统、分光系统、检测系统四 部分。一、光源：发射待测元素基态原子所吸收的特征共 振线。要求：发射线半宽度小；强度大；光强稳定性好，使用寿命长。种类：1.空心阴极灯；2.无极放电灯；3.蒸汽放电灯。,第六章 原子吸收分光光度法,二、原子化器：将待测元素转变成

6、能吸收辐射共振 线的基态原子。要求：原子化效率高；稳定性和重现性好；操作简 单和低干扰。原子化过程：试样干燥蒸发原子化。（一）火焰原子化器：原子化能力取决于原子化温 度及气体组成。火焰原子化法：利用化学火焰固有的温度、气温等 特性，使待测元素原子化的方法。1.优点：简便、快速、稳定性好、精密度高。缺点：原子化效率低、用样量多。,第六章 原子吸收分光光度法,2.结构：组成：雾化器、雾化室、燃烧器。（1）雾化器：试样雾化。要求：喷雾稳定/雾滴 小、雾化效率高。原理：影响雾滴形成因素：样液物理性质、助燃气 压力、流速等（2）雾化室：雾滴、燃气、助燃气混合；雾滴排除，减小记忆。（3）燃烧器：形成火焰，

7、试液燃烧、蒸发、原子化3.火焰状态：贫燃、化学计量性、富燃。,第六章 原子吸收分光光度法,第六章 原子吸收分光光度法,（二）石墨炉原子化器：（1500-3000）1.无焰原子化法：利用电热、等离子体、激光等 方法原子化。2.石墨原子化：（1）优点：原子化效率高；样量少；灵敏度高。（2）缺点：基体效应大，重现性差（比火焰）。3.结构：石墨管。长40mm/内径5mm/外径8mm 4.工作过程：干燥、灰化、原子化、高温净化。（三）氢化物发生原子化器：原理：试样在酸中被NaBH4还原为气态氢化物而进 行原子化。优点：基体干扰小、简便、快速。缺点：精密度 差（比火焰）,第六章 原子吸收分光光度法,三、分

8、光系统：把共振线与灯的杂质、惰性气体及 邻近谱线分开。阻止原子化过程产生的杂 散光干扰，防止光电管的疲劳。组成：色散元件、反射镜、狭缝。四、检测系统：将分光系统的光信号变成电信号、放大、显示.组成：检测器、放大器、读数装置。五、原子吸收分光光度计类型：1.单道单光束型；2.单道双光束型；3.双道双光束型,第六章 原子吸收分光光度法,第三节 定量分析方法一、标准曲线法：绘制AC曲线。适于快速、大批简单、相似样品分析二、标准加入法：又称直线外推法。适于基体复杂试样方法：Cx、Cx+Co、Cx+C1、Cx+C2等，作图A-C02.优点：消除基体干扰（物理干扰），不扣除背景吸收，需样量大。注意：1.C

9、x=C0 至少采用四点 2.A在线性关系区域 3.曲线斜率太小误差大,第六章 原子吸收分光光度法,第四节 原子吸收分光光度法的干扰 及其抑制方法一、光谱干扰：光谱线重叠引起的干扰。消除方法：减小狭缝；另选分析线；分离干扰元素。二、电离干扰：待测元素电离，基态原子数减小，A降低 消除方法：加入更易电离的元素（消电离剂）。三、化学干扰：待测元素与共存组分发生化学反应生 成稳定的化合物,原子化效率降低。使结果偏低。分 析的主要干扰。,第六章 原子吸收分光光度法,消除方法：加释放剂；保护剂；缓冲剂；1、加释放剂：与干扰组分形成更难挥发物。2、保护剂：与待测元素形成稳定物。3、缓冲剂：加过量干扰元素（缓

10、冲剂）于试样和标 液中四、物理干扰：试液物理性质变化引起的干扰。消除方法：采用标准加入法，稀释样液。五、背景吸收：原子化器连续光谱的干扰。分子吸收、光的散射、折射和火焰气体。消除方法：另选分析线，氘灯背景校正。,第六章 原子吸收分光光度法,第五节 原子吸收分光光度法的实验技术及应用实例一、分析条件的选择1.分析线：选共振线；选最适波长谱线。2.狭缝宽度：选去除临近干扰谱线的最大狭缝。3.灯电流：保证光强稳定、合适的最低灯电流。4.原子化条件：火焰原子化：火焰类型、燃烧头高度、雾化器调 节。石墨炉原子化：温度、时间。,第六章 原子吸收分光光度法,二、进样技术：脉冲进样、原子捕集技、流动注射技术三、探针原子化技术四、灵敏度和检出限（一）灵敏度：单位被测物含量改变引起测量信 号变化。S=dA/dC 特征浓度：1%吸收(A=0.0044)所对应的被测物浓 度。分析灵敏度（二）检出限：定义：更好反映仪器的性能（灵敏度和噪声），越低，分析方法或仪器性能越好，检出能 力强。,第六章 原子吸收分光光度法,五、应用实例空气样品Pb、Hg、Mn、Co；水样Pb、Hg、Cu、Zn；食品Al、Sn、Cd、Cr；生物样品Sn、Ni、Zn、Be；化妆品Pb、As、Hg、Cd。,第六章 原子吸收分光光度法,几种光学分析法的比较（UV-Vis、MFS和AAS）,/,第六章 原子吸收分光光度法,