毒物分析第三章 毒物分析常用方法-光谱分析 PPT课件

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3 电磁波谱(Electromagnetic spectrum)
按照电磁幅射的波长（或频率）顺序排列,得到电磁波 谱。人为给出不同名称：无线电波、微波、红外线、可见
光、紫外线、伦琴射线、γ射线。
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二、原子吸收和等离子体发射光谱分析
(AAS & ICP-AES)
1，分子轨道及主要跃迁形式和能级
分子选择性吸收电磁幅射光子，产生化合物分子体系中化学 键的电子跃迁。体系能量发生动态的变化。
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2，生色团和助色团
⑴, 发色团：具有 轨道的不饱和官能团称为发色团。如： -C=O，-N=N-，-N=O，-CC- 等。 “共轭键”如：丁二稀 （CH2=CH-CH=CH2）由于电子在分子平面上运动，使 - * 跃
1，原子吸收光谱法
被测元素在蒸气状态对其共振辐射的吸收进行定性定量的方法。
1.1，AAS基本原理
⑴，电子在核外的轨道
n ：主量子数 1, 2, 3，4, 5, 6, 7 称作K,l, m,n,o,p,q轨道； l ：称作角量子数 s, p, d, f轨道； m ：称磁量子数 –l to +l.
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迁能量减小，使吸收峰长移，生色作用增强。 ⑵, 助色团：–OH、–NH2、–SH、–Cl、–Br等具有未成键n电 子对。当与生色基团结合时，使生色团的吸收波长长移（红
移），且使吸收强度增强。
3，Lambert & Beer's 定律及加和性原理
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4，双光束Vis-UV-NIR分光光度计 5，单光束光栅-硅光电二极管阵列UV/Vis/NIR光谱仪
2.1，等离子体炬管
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2.2，ICP-AES 仪器系统
由载气系统、样品导入系统、等离子体炬管、色散系统、检 测系统(10-60个通道的环行排列光电倍增管或CCD)及数据处理系 统组成。
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2.3，ICP光谱定量公式
谱线强度与激发温度、激发态原子浓度等因素相关。当 仪器条件固定时，谱线绝对强度符合关系式：
I = a C。或取对数：lgI = blgC + lga
2.4，应用和特点
⑴，可同时测定多种元素 ⑵，多数样品需要前处理(如分离、富集、消化…)； ⑶，存在多种干扰 ⑷，不能测出离子浓度或价态。
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三、紫外-可见吸收光谱分析(UV-Vis)
UV-Vis光谱是分子吸收光谱的一种。研究样品对(UV:200400nm、Vis:400- 800nm)辐射选择性吸收的特征，判断其组成、 含量的方法。在药品、毒品及环境分析等领域有广泛应用。
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⑵，外层电子跃迁轨道及பைடு நூலகம்生原子吸收或发射光 谱的能量及波长
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⑶，基态原子外层电子被激发，返回基态时不同元素 产生特征的原子光谱
+hn
基态
-hn
激发态
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1.2，原子吸收光谱仪
由锐线光源、原子化器、 单色器、检测器及PC组成。
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素浓度C成正比。故 A = KC。
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1.4，应用：有毒金属及两性元素
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如何避免在原子吸收分析中产生背景吸收？
答：背景吸收属于一种宽频带吸收，而且这种影响一 般随着波长的减短而增大，同时随着基体元素浓度的增加 而增大，并与火焰条件有关。可以针对不同情况采取不同 的措施，例如火焰成分中OH，CH，CO等对光的吸收主 要影响信号的稳定性，可以通过零点调节来消除，由于这 种吸收随波长的减小而增加，所以当测定吸收波长位于远 紫外区的元素时，可以选用空气-H2,Ar-H2火焰。对于火 焰中金属盐或氧化物、氢氧化物引起的吸收通常利用高温 火焰就可消除。
波长(l)：波的相邻两个极大或极小的直线距离，单位 可以是nm(1×10-7cm)、μm(1×10-4cm)、mm、cm 或m。
波数(n)：为波长的倒数，单位cm-1。 速度(v)：频率(n)×波长(l) = 电磁辐射的传播速度。 在真空中辐射达到最大值，c ≌ 3×1010cm/s。在其他任何 介质中，由于电磁辐射与介质电子相互作用，速度较小。
有时，对于背景的吸收也可利用以下方法进行校正： （1）邻近线校正法、连续光源背景校正、塞曼（Zeeman） 效应法；（2）用与试液组成相似的标液校正；（3）分离 基体等。
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2，等离子体原子发射光谱分析(ICP-AMS)
试样用火焰、电弧、等离子炬等作为激发源，使气态原子的 外层电子受激，当从激发态过渡到低能态或基态时发射特征线 状光谱(190-900nm)。通过测量物质的发射光谱的波长和强度 进行定性和定量。
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原子吸收仪器结构示意图
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原子化器 空心阴极灯 切光器
单色仪
检测器
燃气
助燃气 雾化器 废液 样品液
原子化系统
原子吸收仪器结构示意图
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AAS仪器及其组成
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1.3，原子吸收光谱定量公式
光源辐射被基态原子吸收的程度与火焰的长度及原子蒸气浓 度的关系，在一定条件下符合Lambert & Beer's Law。
A = - lgT = abC = K.C.L
式中A:吸光度
T:透光度
I0:光源所发射的待测元素“共振线”强度 C:蒸气中基态原子的浓度 K:与温度、原子化器性能等有关
L:光源辐射通过的火焰长度 I:被待测元素吸收后的透光强度
K’:原子吸收系数(与温度、雾化效率等有关)
在原子吸收中，原子蒸气中的基态原子数目与试样中被测元
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一、光谱分析概述
1 电磁辐射
电磁辐射是一种高速通过空间，不需要任何物质作为传播介 质的能量。电磁辐射的本质是交变的电磁场矢量。容易感觉和辨 认的辐射是可见光和辐射热。X射线、紫外线、微波等则不易觉 察。电磁辐射具有波动性和微粒性。
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2 常用参数
频率(n)：为空间某点的电场(或磁场)每秒到达正极大 (或负极大)的次数，= 周期T的倒数(Hz)。