第十章原子吸收光谱法

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
第十章原子吸收光谱法
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。
为0.001Å。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。
R 5000 5106 0.001
d
5106 1105 (条 / 5第0十m章m原子吸收光谱法
mm）
目前，光栅常数d
无法达到此要求。
第十章原子吸收光谱法
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第十章原子吸收光谱法
第十章原子吸收光谱法
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四、光谱干扰
谱线干扰和背景干扰
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第十章原子吸收光谱法
进样 外保护气出口
正电极
内保护
气入口
+
入射光 I0
+
石墨管 冷却水出口
-
样品烟气出口 内保护气出口
-
冷却水入口
冷却水套 外保护气套 负电极
透射光 It
石英窗
a) 电源：12~24V 0~500 A 直流电 b) 炉体: 冷却水、套；内、第十外章惰原子性吸气收光体谱法Ar
c) 石墨管:光谱纯石墨 长28mm、内径8mm
室 升温 温 斜率
斜率
d) 原子化程序
2000~30000C
除 残 程 序
5~10s
e) 高温除残程序 30000C
干燥程序
灰化程序
时间
原子化程序
3~5 s
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2）氢化物原子化装置
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3）分光系统
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4）检测系统
火 焰：
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火
焰
火焰
原
子
化
器
图
自动进样器
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（2）燃烧器
作用：形成火焰，使进入火焰的试样微粒原子化
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（3）火焰
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非火焰原子化装置 1）石墨炉原子化器
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构造
外保护 气入口
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）；
石墨炉原子化器的工作程序
除残温度与时间
a) 进样程序
0~100l
温
b) 干燥程序
度 或
原子化保持 温度与时间
溶剂的沸点 电
~1.5s/ l
流
20~60s
c) 灰化程序
干燥保 持温度 与时间
灰化保 持温度
与时间
原子 化升 温斜 率
(分离干扰元素) 100~20000C
干燥
灰化 升温
高 温
0.5~5min
第十章原子吸收光谱法
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第三节 原子吸收光谱仪
一.组成框图与工作原理
组成框图
火焰原子化器
单色器
空心阴极灯
雾化器和雾化室 光电倍增管
空 心 阴 极 灯
原 子 化 器
处
单
检理
色
测与
器
器控
制 第十章原子吸收光谱法
数据处理和仪器控制
1). 光源
空心阴极灯：
结构：
阴极：纯金属
阳极：环状W、Ni、Ta
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
第十章原子吸收光谱法
二、化学干扰
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（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。
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三、物理干扰
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。
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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
第十章原子吸收光谱法
A. 构造：四部分组成：雾化器，预混合室，燃烧器，火焰。
燃烧器
火焰
火焰
雾化器
燃气入口
燃烧器
燃烧器
毛细管
撞击球
混合室
助燃 气入
口 排液口
混合室
混合室
雾 化 器：由不锈钢或聚四氟
乙烯Biblioteka Baidu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。 雾化器
5、10cm。
第十章原子吸收光谱法
第二节 原子吸收光谱法基本原理
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
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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
第十章原子吸收光谱法
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。
♦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：It=I0e-Kvb，透射 光强度It和吸收系数及 辐射频率有关。以Kv与 ν作图：
第十章原子吸收光谱法
第十章原子吸收光谱法
第十章原子吸收光谱法
第十章原子吸收光谱法
在5000Å的波长，要积分半宽度为0.01Å的谱线，至少要取10点，每点
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 第十章原子吸收光谱法
第四节 定量分析方法
第十章原子吸收光谱法
第十章原子吸收光谱法
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