现代仪器分析PPT课件

（2）加入释放剂： 镧、锶盐（广泛应用）
（3）加入保护剂：EDTA、8—羟基喹啉等，即有强的络 合作用，又易于被破坏掉。
原子化器的基本要求：
火焰原子化器和非火焰原子化器。
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1、火焰原子化器
构造：三部分：喷雾器，雾化器，燃烧器
根据火焰的燃气与助燃气比例。可将火焰分为三类： 化学计量火焰，富燃火焰，贫燃火焰。
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化学计量火焰：由于燃气与助燃气之比与化学计量反 应关系相近，又称为中性火焰 ，这类火焰, 温度高、 稳定、干扰小背景低，适合于许多元素的测定。
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1.基态原子数与激发态原子数的关系
根据热力学的原理，在一定温度下达到热平衡时，基 态与激发态的原子数的比例遵循Boltzman分布定律。
激发态 与基态 原子数
Ni / N0 = gi / g0 exp(- Ei / kT)
统计权重 表示能级 的简并度
激发能
Boltzman 常数
热力学 温度
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二、原子吸收光谱轮廓
原子光谱是线状光谱。但是原子吸收光谱并不是严格上的 线状光谱，也有一定的宽度。吸收强度对频率作图所得 曲线为吸收线轮廓。子吸收线轮廓以原子吸收谱线的中 心频率（或
中心波长）和半宽度表征。
中心频率由原子能级决定。
半宽度是中心频率位置，吸收系数极大值一半处，谱线轮 廓上两点之间频率或波长的距离。
消除办法：配制与被测试样组成相近的标准溶液或 采用标准加入法。若试样溶液的浓度高，还可采用稀 释法。
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2.化学干扰
化学干扰是由于被测元素原子与共存组份发生化学反 应生成稳定的化合物，影响被测元素的原子化，而引起 的干扰。
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消除化学干扰的方法：
（1）选择合适的原子化方法，提高原子化温度，化学干 扰会减小。
富燃火焰：指燃气小于化学元素计量的火焰。其特点 是燃烧不完全，温度略低于化学火焰，具有还原性， 适合于易形成难解离氧化物的元素测定；干扰较多， 背景高。
贫燃火焰：指助燃气大于化学计量的火焰，它的温度 较低，有较强的氧化性，有利于测定易解离，易电离 元素,如碱金属。
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2、非火焰原子化器（石墨炉原子化器）
原子吸收光谱法
Atomic Absorption Spectrometry （AAS）
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原子吸收光谱产生的机理； 原子吸收光谱及其轮廓的影响因素； 原子吸收测量的基本关系式； 原子吸收光谱仪的基本结构； 干扰效应及其消除方法。
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一、原子光谱的产生
原子吸收光谱法是基于当有辐射通过被测元素基态原 子的蒸气状态时，对其原子共振辐射的吸收进行元素定量 分析的方法。基态原子吸收其共振辐射，外层电子由基态 跃迁至激发态而产生原子吸收光谱。由于各元素的结构和 外层电子排布不同，元素从基态跃迁到至第一激发态时吸 收的能量不同，因而各元素的共振吸收线具有不同的特征。
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Hale Waihona Puke .12四、原子吸收光谱仪的基本结构
原子吸收光谱仪由光源、原子化器、分光器、检测系 统等几部分组成。
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光源：发射待测元素的特征共振辐射。对光源的基本 要求：发射的共振辐射的半宽度明显小于吸收线的 半宽度。空心阴极灯能够满足上述要求，是原子吸 收中常用的光源。
原子化器：提供能量，使试样干燥、蒸发和原子化。
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谱线具有一定的宽度，主要有两方面的因素：
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1. 赫鲁兹马克变宽（压力变宽和共振变宽） 原子之间相互碰撞导致激发态原子平均寿命缩短，
引起谱线变宽。被测元素激发态原子和基态原子相互 碰撞引起的变宽。
2. 洛伦茨变宽 被测元素原子与其他元素的原子相互碰撞引起的变
宽。洛伦茨变宽随原子区内原子蒸气压力增大和温度 身高而增大。
分光器：由入射和出射狭缝、反射镜和色散元件组成， 其作用是将所需要的共振吸收线分离出来。
检测系统：检测光信号，并将光信号转变成电信号。
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光源（空心阴极灯）
1、构造 阴极: 钨棒作成圆筒形，筒内熔入被测元素 阳极: 钨棒装有钛、 锆、 钽金属作成的阳极 管内充气：氩或氖称载气极间加压500-300伏，要
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3.多普勒变宽（热变宽）
原子处于无规则的热运动状态，热运动与观测器两 者间形成相对位移运动，从而发生多普勒效应是谱线 变宽的主要因素。
4.场致变宽 在外电场或磁场作用下，能引起能级的分裂从而导
致谱线变宽，这种变宽称为场致变宽。
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5.自吸变宽
由自吸现象而引起的谱线变宽称为自吸变宽。空 心阴极灯发射的共振线被灯内同种基态原子所吸收产 生自吸现象，从而使谱线变宽。
（1）汞低温原子化法
汞在室温下，有一定的蒸气压，沸点为357 C 。只 要对试样进行化学预处理还原出汞原子，由载气（Ar或 N2）将汞蒸气送入吸收池内测定。
测汞仪
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（2）氢化物原子化法
适用于Ge、Sn、Pb、As、Sb、Bi、Se和Te等元素。 在一定的酸度下，将被测元素还原成极易挥发与分解 的氢化物，如AsH3 、SnH4 、BiH3等。这些氢化物经载 气送入石英管后，进行原子化与测定。
求稳流电源供电。
2、锐线光产生原理 溅射出的被测元素原
子大量聚集在空心阴极内, 与其它粒子碰撞而被激发, 发射出相应元素的特征谱线。
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3、对光源的要求
❖ 辐射强度大 ❖ 稳定性高 ❖ 锐线性 ❖ 背景小 ❖ 要用被测元素做阴极材料
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原子化器
原子化器的功能是提供能量，使试样干燥、蒸发 和原子化。入射光束在这里被基态原子吸收，因此也 可把它视为“吸收池”。
将试样注入石墨管中间位置，用大电流通过石墨 管以产生高达2000-3000℃的高温使试样经过干燥、蒸 发和原子化。
优点：绝对灵敏度高，检出限达10-12-10-14g 原子 化效率高，样品量小。
缺点：基体效应，背景大，化学干扰多，重现性比 火焰差。
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3、低温原子化器
低温原子化法又称化学原子化法，其原子化温度为室 温至摄氏数。常用的有汞低温原子化法及氢化法。
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三、单色器
色散元件一般为光栅。单色器可将被测元素的共振吸收线 与邻近谱线分开。
四、检测器
光电倍增管。
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五、干扰效应及其消除方法
1.物理干扰
物理干扰是指试液与标准溶液物理性质有差异而 产生的干扰。如粘度、表面张力或溶液的密度等的变 化，影响样品的雾化和气溶胶到达火焰传送等引起原 子吸收强度的变化而引起的干扰。