原子吸收光谱资料精选课件PPT
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《原子吸收光谱》PPT课件_OK
对光源的基本要求：
●发射的共振辐射的半宽度要明显小于吸收线的
半宽度（谱线窄），利于提高灵敏度和改善工
作曲线的2线021性/8/21关系；
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●辐射强度大，背景小，利于信背比改善； ●辐射光强稳定，利于提高测量精度； ●结构牢靠，使用寿命长等。
空心阴极灯、高频无极放电灯、蒸气放电
灯均符合上述要求，适用于AAS。
2
试样中待测元素的化合物在高温中被
解离成基态原子，光源发出的特征谱 线通过原子蒸气时，被待测元素的基 态原子在一定条件下被吸收的程度与 基态原子浓度成正比，通过分光和检
测装置测定特征谱线被吸收的程度， 就可求2得021/8试/21 样中待测元素的含量。 3
一、原子吸收光谱法的发展概况
●1955年澳大利亚的物理学家A. Walsh发表他的首 篇【AAS在化学分析中的应用】的论文，奠定 了AAS的理论基础；
发态原子2数021/可8/21 以忽略。
9
谱线的特点表征
（1）波长λ
（2）形状Δυ-吸收线半宽
（３）强度由两能级之间的跃迁几率来决定
吸收线半宽度：一般在0.01～０.１Å
发射线半宽度：一般在0.005～0.02 Å
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三、原子吸收光谱轮廓
●原子吸收光谱线有相当窄的频率或波长范围，即 有一定宽度。
●Alkemade和Milatz提出了原子吸收光谱可作为一 般的分析方法应用；
● FAAS中存在雾化系统雾化效率低（样品利用效 率低）、原子浓度被火焰气体大量稀释、温度 低、原子化效率不高及只适用于液体样品等不 足，人们2一021/直8/21致力于研究非火焰原子化器以代4 替火焰原子化器；
化学原子吸收光谱分析PPT课件
原子吸收法实用定量公式：
A=KcL
在一定实验条件下，一定浓度范围内， 试样中待测元素的基态原子对光的吸收程 度A与该元素在试样中的浓度（含量）服从 光吸收定律。
由于L为常数，故上式可简单的用下式表示： A=KC
K包含了所有的常数。此式就是原子吸收光 谱法进行定量分析的理论基础。
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三、基态原子（蒸气）的产生
A=lgI0/I=0.434K0L=0.434KNL 式中A为中心频率处的吸光度；L为原子蒸气 的由厚此式可知，只要测定吸光度并固定L，就可求 度K稳；0定，N的而为测K总0定与原条原子件子数下蒸。，气被中测原定子试的液浓中度待成测正元比素。的并浓且度在与 原子蒸气中的原子浓度也成正比。
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⑴火焰组成
燃气 乙炔
氢气
氧化亚氮
助燃气 空气 氧气 空气
空气
温度（K） 2500 30
⑵火焰温度的选择
①保证待测元素充分离解为基态原子的前提下，尽量采用低温火焰； ②火焰温度越高，产生的热激发态原子越多，不利于原子吸收； ③火焰温度取决于燃气与助燃气类型，常用的是乙炔-空气火焰，最高温度可达2600K。
4.应用范围广（可测周期表中元素达70余个） 5. 样品用量少，分析速度快，操作简便。
缺点：必须更换元素灯，没灯不能测
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应用
• 测定矿物,金属及其合金,玻璃,陶瓷,水泥,化工产品,土壤,食品,血液,生物试样, 环境污染物等各类试样中的金属元素。
铜
钠铁
镁
锡 锰
铅
钙
钾
砷
锌
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第一节 概述
原子吸收光谱分析法也称为原子吸收分 光光度法，简称“原子吸收法”。它是基 于 物质所产生的基态原子蒸气对特定波长谱 线（元素的共振线---特征谱线）的吸收作 用而对元素进行定量分析的。
原子吸收光谱法PPT课件
消除电离干扰的方法
加入消电离剂 利用富燃火焰也可抑制电离干扰 利用温度较低的火焰 提高溶液的吸喷速率 标准加入法
化学干扰
是指试样溶液转化为自由基态原子的过程中,待 测元素和其他组分之间发生化学作用而引起的干 扰效应.它主要影响待测元素化合物的熔融,蒸发 和解离过程.这种效应可以是正效应,增强原子吸 收信号;也可以是负效应,降低原子吸收信号.化学 干扰是一种选择性干扰,它不仅取决于待测元素与 共存元素的性质,还与火焰类型,火焰温度,火焰状 态,观察部位等因素有关.化学干扰是火焰原子吸 收分析中干扰的主要来源,其产生的原因是多方面 的.
物理干扰
吸喷速率
喷雾量和雾化效率
毛细管形状
物理干扰一般都是负干扰,最终影响火焰分 析体积中原子的密度.
消除物理干扰的方法
配制与待测试液基体相一致的标准溶液; 当前者困难时,可采用标准加入法; 当被测元素在试液中浓度较高时,可以稀释溶液来降低
或消除物理干扰; 在试液中加入有机溶剂,改变试液的粘度和表面张力,
A.
A lg
I0 I
KC
原子吸收光谱仪的构成
光源:提供特征锐线光谱 原子化器：产生原子蒸汽，使被测元素
原子化 分光系统：将被测分析线与光源其他谱
线分开，并阻止其他谱线进入检测器 检测系统：光电倍增管 数据处理系统器
测量条件的选择
吸收线的选择 灯电流的选择 火焰种类的选择 燃烧气和助燃气的流量 火焰高度 石墨炉原子化条件的选择
内标法:分别在标准试样和被测试样中加入已知量的第
三种元素作为内标元素,测定分析线和内标线的吸光度比
D (工D作,曲D线x .)然并后以在D对标应准标曲准线溶上液根中据被测元计素算含出量试或样浓中度待绘测制
原子吸收光谱法演示精品PPT课件
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钨丝灯光源和氘灯，经分光后，光谱通带0.2nm。 而原子吸收线半宽度：10-3nm。
15
德国耶拿公司
连续光源：高聚焦短弧氙灯 分辨率：2pm（10-12m） 价格：80多万人民币左右（普通：60万） 光源价格：1万人民币左右
16
2、原子化器
作用
将试样中待测组分转变成原子蒸气。
原子化方法
火焰法 高温原子化 无火焰法—电热高温石墨管 冷原子化
20
（3）火焰 作用：试样雾滴在火焰中，经蒸发，干燥，离解（还原）
等过程产生大量基态原子。 分区：焰心（发射强的分子带和自由基，很少用于分析）、
内焰（基态原子最多，为分析区）和外焰（火焰内部 生成的氧化物扩散至该区并进入环境）。
燃烧速度：混合气着火点向其它部分的传播速度。当供气速 度大于燃烧速度时，火焰稳定。但过大则导致火 焰不稳或吹熄火焰，过小则可造成回火。
第七章 原子吸收分光光度法
1
一、概 述
2
1、定义 原子吸收分光光度法（AAS）
（atomic absorption spectrophotometry ） 基于气态的基态原子在某特定波长光的辐射
下、原子外层电子对光的特征吸收这一现象建 立起来的光谱分析方法。(位于紫外可见区）
3
光源 分光系统
样品池
O2 900-1400 2550-2933 高燃烧速度，高温，但不易控制
N2O ~390
~2880 高温，适于难分解氧化物的原子化
低温，适于易解离的元素，如碱金
Air
~82
~2198 属和碱土金属。
22
石墨炉原子化器
——电源、保护系统和石墨管三部分。
23
电源：10~25V，500A。用于产生高温。
钨丝灯光源和氘灯，经分光后，光谱通带0.2nm。 而原子吸收线半宽度：10-3nm。
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德国耶拿公司
连续光源：高聚焦短弧氙灯 分辨率：2pm（10-12m） 价格：80多万人民币左右（普通：60万） 光源价格：1万人民币左右
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2、原子化器
作用
将试样中待测组分转变成原子蒸气。
原子化方法
火焰法 高温原子化 无火焰法—电热高温石墨管 冷原子化
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（3）火焰 作用：试样雾滴在火焰中，经蒸发，干燥，离解（还原）
等过程产生大量基态原子。 分区：焰心（发射强的分子带和自由基，很少用于分析）、
内焰（基态原子最多，为分析区）和外焰（火焰内部 生成的氧化物扩散至该区并进入环境）。
燃烧速度：混合气着火点向其它部分的传播速度。当供气速 度大于燃烧速度时，火焰稳定。但过大则导致火 焰不稳或吹熄火焰，过小则可造成回火。
第七章 原子吸收分光光度法
1
一、概 述
2
1、定义 原子吸收分光光度法（AAS）
（atomic absorption spectrophotometry ） 基于气态的基态原子在某特定波长光的辐射
下、原子外层电子对光的特征吸收这一现象建 立起来的光谱分析方法。(位于紫外可见区）
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光源 分光系统
样品池
O2 900-1400 2550-2933 高燃烧速度，高温，但不易控制
N2O ~390
~2880 高温，适于难分解氧化物的原子化
低温，适于易解离的元素，如碱金
Air
~82
~2198 属和碱土金属。
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石墨炉原子化器
——电源、保护系统和石墨管三部分。
23
电源：10~25V，500A。用于产生高温。
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二、原子吸收光谱的测量---积分吸收和峰值吸收
将吸收线轮廓包含的吸收系数进行积分——积分吸收
理论上：积分吸收（代表原子蒸气所吸收 的全部能量）可用下式求出，
Kvdv
π e2 mc
N0 f
kN0
如果能测量积分值，即谱线下所围面积（ 积分吸收），即可得到单位体积原子蒸气中 吸收辐射的基态原子数N0。
通入助燃气\燃气
预混合室混合
试样经雾化后进入火焰产 生原子蒸气
样品在火焰中 被原子化
在样品室中样 品被吸气管吸
入火焰中
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火焰性质和结构
火焰温度 火焰对光的吸收 燃烧速度
燃烧器高度选择
燃烧过程
两个关键因素： 燃烧温度、火焰的氧化还原性
（1）燃烧温度由火焰的种类决定 P252 表12.2 （2）火焰的氧化还原性取决与燃气和助燃气的比例。
灯电流是空心阴极灯的主要控制因素
高温
低温
以热变宽为主
灯电流过大时， 发生自吸
光源调制
检测器接受光源信号的同时，也接受日光信号、火焰中分 子发射信号，怎样区分这两种信号？
脉冲供电或切光器
光源信号
交流信号
火焰辐射
直流信号
通过交流 放大器分开
消除火焰发射的辐射线的影响
原子化器 光源 切光器
单色器
燃气 助燃气雾化器 废液 样品液
能否提供锐线光源，测定峰值吸收？
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锐线光源 ——能发射出谱线半宽度很窄的发射线的光源
在原子吸收分析中需要使用锐线光源，测 量谱线的峰值吸收。 锐线光源需要满足的条件：
（1）光源的发射线与吸收线的ν0一致 （2）发射线的Δν小于吸收线的Δν
提供锐线光源的方法：空心阴极灯
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检测 显示 系统
原子化系统
单道单光束 光闸全关：0 打开光闸，测空白：100%
单道双光束
消除光源漂移的影响 不消除火焰导致的 吸收和散射
2、原子化系统
主要功能：提供能量，使试样干燥、蒸发、原子化
主要类型
火焰原子化 非火焰原子化
2.1 火焰原子化 主要由以下几个部件 组成：喷雾器、雾化器、燃烧器
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峰值吸收
根据吸收定律： 其中：
入射光强度 透射光强度
综合以上三式，可得
仅考虑原子热运动时：
代入 得到
Kv dv
π e2 mc
N 0f
峰值吸收系数与基态原子数成正比
原子吸收光谱分析的定量基础
12.2 原子吸收光谱仪器
一、分析流程
光源原子化器 切光器单色器燃气 助燃气雾化器 废液 样品液
检测显 示系统 PMT
空心阴极管
hollow cathode lamp
空心阴极灯 ① 结构 空心阴极灯是一种气体放电管 阳极—— 一般为钨制 阴极—— 被测元素的纯金属或金属化合物制成
灯发射的 谱线波长取决于
阴极材料
空心阴极灯的工作原理
两极间加电压 300 V
原子激发
气体辉光放电 自由原子溅射
发射特征谱线
气体电离 阳离子撞击阴极
光源发射的共振线被灯内同种基态原子所吸收产生自吸现象。 （5）场致变宽:
外界电场、带电粒子、离子形成的电场及磁场的作用使谱线变宽的现 象；影响较小。
ΔVo 和ΔVL为主，原子吸收谱线的宽度约为0.001 nm
中心频率
吸收线轮廓
吸收系数-频率关系曲线
原子吸收线半宽度：约为 0.001~0.005 nm vs. 分子吸收带半宽度：约为 50 nm
吸收系数-频率关系曲线
钨丝光源和氘灯，经分光后，光谱通带W=0.2nm。而原子吸 收线半宽度：10-3nm。如图：
➢λ=10-3nm，若λ取600nm，单色 器分辨率R=λ/ λ=6×105 ，难以达 到！ ➢入射光宽度远大于原子吸收线半宽 度，若用一般光源照射时，吸收光的 强度变化仅为0.5%。灵敏度极差。
Alan Walsh
(1916-1998)和他的原 子吸收光谱仪在一起
2021/3/2
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12.1 原子吸收光谱理论
2021/3/2
4
气态的基态原子对特征谱线的吸收：原子吸收光谱的基础 参看244页表12.1
原子结构较分子结构简 单，理论上应产生无限窄 的线状光谱吸收线。
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)。
火焰的种类 燃助比 火焰的性质
富燃火焰 约1：3
还原性
化学计量火焰 约1：4
中性
火焰状态
层次模糊 呈亮黄色
层次清楚 蓝色透明
应用范围 易氧化而形成难解
离氧化物的元素
大多数元素皆适用
贫燃火焰 约1：6
氧化性
火焰发暗 高度缩小
易离解、易电离的 元素
2.2 非火焰原子化
常用的非火焰原子化法主要有电热高温石墨管原子化 法和化学原子化法。 ①、石墨炉原子高温原子化法
原子化过程
四个步骤
干燥 灰化 原子化 高温除残
去除溶剂，防样品溅射，其温度稍稍高于溶 剂的沸点
原子化系统
原子吸收分光光度计
仪器结构
检测系统
光源
分光系统
原子化系统
1.光源
（1）光源的作用和要求
① 作用：发射待测元素的特征辐射线。 ② 对光源的要求： a.光源发射的谱线半宽度要窄（为锐线光）, 应小于吸 收线的半宽度。 b.光源能发射足够强度的待测元素的共振线。 c.辐射光的强度要稳定。 d.背景低。
第12章 原子吸收光谱法
Atomic Absorption Spectrometry (AAS)
原子吸收光谱法： 基于待测基态原子对特征谱线的 吸收而建立的分析方法。
2021/3/2
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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。
2021/3/2
但一直未2用于分析化学
1955年澳大利亚物理学家 Walsh A（瓦尔西）发表了 著 名 论 文 ： “ Application of atomic absorption spectrometry to analytical chemistry”,解决了原子 吸收光谱的光源问题（提出锐线光源）， 奠定了原子 吸收光谱法的基础，之后迅速发展。50年代末 PE 和 Varian公司推出了原子吸收商品仪器。
2021/3/2
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原子谱线（吸收峰）变宽原因：
（1）自然宽度
由于激发寿命原因，原子吸收线有一定的自然宽度（△νN:10-5 nm）。 （2）多普勒变宽（热变宽）
由于原子的热运动而引起的变宽 ，ΔVo :10-3 nm （3）压力变宽（劳伦兹变宽）
由于压力增大后，原子之间相互碰撞引起的变宽。ΔVL :10-3 nm （4）自吸变宽: