原子吸收分光光度法
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Iν=I0 e-KvL
(Kv 为原子蒸汽对频率为ν的光的吸收系数)
谱线的轮廓
It与的关系 原子群从基态跃迁到激发态所吸收的谱线并不是绝对单色, 而使是具有一定的宽度,通常称为谱线轮廓。
谱线变宽
表征吸收线轮廓特征的值是中心频率ν0 和半宽度Δν, ν0 由原子的能级分布特征决定, 半宽度Δν除谱线本身具有的自 然宽度外,还受多种因素的影响,而使峰变宽, 变宽效应:
火焰原子化器示意图
火焰 燃烧器
雾化室
雾化器
作用:将样品雾化。 要求是:喷雾稳定,产生的雾滴细而均匀,雾化
效率(单位时间内被雾化试样的量与 吸喷总试液量之比)高。
雾化室
作用:使微细的雾滴与燃气混合,排除大液滴。 燃烧器 作用:将试样蒸气转化为基态原子。 要求:不易回火,火焰平稳,位置可调。
火焰类型:
高温石墨管原子化器优缺点
优点:原子化程度高,试样用量少(1-100μL),可测固体 及粘稠试样,灵敏度高,检测极限10-12 g/L。 缺点:取样量少而导致进样量对实验结果影响较大,精密度 差,测定速度慢,操作不够简便,装置复杂。
其他原子化方法
a. 低温原子化方法 主要是氢化物原子化方法,原子化温度700~900 ゜C ; 主要应用于:As、Sb、Bi、Sn、Ge、Se、Pb、Ti等元素 原理: 在酸性介质中,与强还原剂硼氢化钠反应生成气
exp
Ej kT
上式中gj和gO分别为激发态和基态的统计权重,激发态原 子数Nj与基态原子数No之比较小,<1%。可以用基态原子数代 表待测元素的原子总数。公式右边除温度T外,都是常数。T一
定,比值一定。
三、原子吸收谱线
谱线的轮廓
若将不同频率的光(强度为I 0ν)通过原子蒸汽,有一部 分光将被吸收,其透过光的强度(即原子吸收共振线后光的 强度)与原子整齐的宽度(即火焰的宽度有关),若原子蒸 汽中原子密度一定,则透过光(或吸收光)的强度与原子蒸 汽宽度成正比关系,即朗伯定律:
预混合火焰结构示意图
CaCl2原子化过程
喷雾
CaCl2溶液
CaCl2(雾滴)
混合 脱水
CaCl2(雾滴分离)
CaCl2 CaO(固体颗粒)
升华 熔融
CaCl2 CaO(分子蒸气)
原子化
CaCl2(废液排泄)
热解
Ca、Cl (原子气)
还原
CaO、Ca(OH)2(分子气)
无火焰原子化装置
高温石墨管原子化器结构 如图所示:
K v dv
π e2 mc
N0
f
若测量出谱线下所围面积(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。是一种绝对测量
方法,但是由于原子吸收线的半宽度很小,要测量这样一条 半宽度很小的吸收线的积分吸收值,需分辨率高达十万的单 色器,现在的分光装置无法实现。
△λ=10-3,若λ取600nm,单色器分辨率R=λ/△λ=6×105
原子吸收分析示意图
空心阴极灯
单色器 检测器
原子化系统
原子吸收分析示意图
原子吸收分光光度法的优点
灵敏度高 选择性和重现性好 精密度高 测量范围广,可测定七十多种元素
应用
(1)头发中微量元素的测定—微量元素与健康关 系;
(2)水中微量元素的测定—环境中重金属污染分 布规律;
(3)水果、蔬菜中微量元素测定; (4)矿物、合金及各种材料中微量元素的测定; (5)各种生物试样中微量元素的测定。
1、自然宽度:与原子发生能级间跃迁时激发态原子的有 限寿命相关。
2、多普勒变宽(温度变宽)一个运动着的原子发出的光 ,如果运动方向离开观察者(接受器),则在观察者看来,其 频率较静止原子所发的频率低,反之,高。
谱线变宽
3、压力变宽(劳伦兹变宽,赫鲁兹马克变宽) 由于原子相互碰撞使能量发生稍微变化。 (1)劳伦兹(Lorentz)变宽: ΔνL 待测原子和其他原子碰撞。随原子区压力增加而增大。 (2)赫鲁兹马克(Holtsmark)变宽(共振变宽): 同种原子碰撞。浓度高时起作用,在原子吸收中可忽略
火焰原子化器
利用火焰的热能使试样原子化的一种装置。 火焰原子化器的组成:
雾化器、雾化室、燃烧器
火焰原子化装置
包括雾化器、雾化室和 燃烧器三部分
常用的为预混合型:用 雾化器将试液雾化,在 雾化室内将较大的雾滴 除去,使试样的雾滴均 匀化后再喷入火焰
火焰原子化器示意图
燃气进口
雾化器
撞击球
试液
助燃气进口 废液出口
态氢化物。例
AsCl3 +4NaBH4 + HCl +8H2O = AsH3 +4NaCl +4HBO2+13H2 将待测试样在专门的氢化物生成器中产生氢化物,送入原
子化器中检测。 特点:原子化温度低 ; 灵敏度高(对砷、硒可达10-9g); 基体干扰和化学干扰小;
b. 冷原子化法
低温原子化方法(一般700~900゜C); 主要应用于:各种试样中Hg元素的测量;
共振线是元素的特征谱线,也是元素的灵敏线
二、基态原子的激发
原子吸收光谱是利用待测元素的原子蒸气中基 态原子与共振线吸收之间的关系来测定的。
需要考虑原子化过程中,原子蒸气中基态原子 与待测元素原子总数之间的定量关系。
二、基态原子的激发
热力学平衡时,两者符合Boltzmann分布定律:
Nj N0
gj g0
(1)光源的发射线与吸收线的 ν0一致。
(2)发射线的Δν1/2小于吸收线 的 Δν1/2。
2.锐线光源
提供锐线光源的方法:空心阴极灯
I0
e 0
I0 d
;
I
e 0
I d
将 Iν=I0e-KvL 代入上式:
I
I e d e
-K L
0
0
A lg I0 I
3.峰值吸收
A
lg
e 0
吸收线
a 0.001 ~ 0.005 nm
e 0.0005 ~ 0.002 nm
发射线
v0 峰值吸收测量示意图
原子吸收法的定量计算公式
A
I0 I
0.4343KvN0L
设 K 0.4343Kν A KN 0L A KCL
原子吸收仪器(1)
原子吸收仪器(2)
原子吸收分光光度计流程
特点:
谱线轮廓 谱线强度按频率有一分布值,强度随频率的
改变而急剧改变。 原子吸收对应的辐射频率为: =ΔE/ h
K0 I0
K0/2 I0/2
吸收线 发射线
吸收线和发射线的轮廓
原子吸收线的形状
为什么谱线具有一的宽度 主要有两方面的因素:
1. 原子性质所决定的自然宽度。 2. 外界影响
峰值吸收测量示意图
优缺点: (1)仅有一个操作参数,辐射光强度大,稳
定,谱线窄,灯容易更换。 (2)每测一种元素需更换相应的灯。
空心阴极灯的种类
单元素空心阴极灯 多元素空心阴极灯
原子化系统
作用:将试样中待测离子转变成原子蒸气。 按照使试样原子化的方法可分为:
原子化器的类型
火焰原子化法 无火焰原子化法
石墨炉原子化器 低温原子化法
长期以来无法解决的难题!
能否提供共振辐射(锐线光源),测定峰值吸收?
四、峰值吸收的测量
积分吸收
若用常规的连续光源如:钨丝灯光源和氘灯,经分光 后,光谱通带0.2mm。而原子吸收线半宽度:10-3mm。如图
2.锐线光源
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:
I0 d
I e d e
-K L
0
0
采用锐线光源进行测量,则
Δνe<Δνa ,由图可见,在辐射线 宽度范围内,Kν可近似认为不 变,并近似等于峰值时的吸收
系数K0,则:Βιβλιοθήκη A1 lg e-K L
lg eK0L 0.434K0L
峰值吸收
在原子吸收中,谱线变宽主要受多普勒效应影响,则:
2 π ln 2 e2
K0 D mc N0 f
A
0.434
2
π ln
D
2
e2 mc
N0
fL
kLN 0
上式的前提条件:
(1) Δνe<Δνa ; (2)辐射线与吸收线的中心频率一致。
测定时需要使用一个与待测元素同种元素制 成的锐线光源
原子吸收定量基础
I I0eK L
当使用锐线光源时,可用K0代替Kv,则:
A lg
I0 I
0.434K0
L 0.434 2
π ln 2 vD
e2 mc
N0
f
L
峰值吸收系数:
K0
0.434
2
π ln 2 vD
e2 mc
N0
f
原子吸收定量基础
A = k N0 L
N0 ∝N∝c
( N0激发态原子数,N基态原子数,c 待测元素浓度) 所以:A=lg(IO/I)=K' c
原子吸收线的形状
第二节 基本原理
原子吸收光谱
电子从 基态
1
激发态
2
1. 为吸收能量,进入激发态,产生原子吸收光谱。 2. 为释放能量,回到基态,产生原子发射光谱。
原子光谱的发射和吸收示意图
En E3 E2 E1
共振发射线
较高激发态能级 第一激发态能级 原子吸收线(共振线)
E0
基态能级
原子光谱的发射和吸收示意图
原子吸收光谱的特点
4、自吸变宽场致变宽 在一般分析条件下ΔνD、 ΔνL为主。
四、峰值吸收的测量
谱线的积分吸收与基态原子数目有如下关系:
e 2
Kvdv mc fN 0
c — 光速 m — 电子质量 e — 电荷 N0 — 单位体积原子蒸气中吸收辐射的基态原子数 f — 振子强度
四、峰值吸收的测量 常规光源与单色器间的矛盾
空心阴极灯
结构如图所示
空心阴极灯
插头
空心阴极 阳极
石英窗
空心阴极灯
空心阴极灯的原理
•施加适当电压时,电子将从空心阴极内壁流向阳极; •与充入的惰性气体碰撞而使之电离,产生正电荷,其在电 场作用下,向阴极内壁猛烈轰击; •使阴极表面的金属原子溅射出来,溅射出来的金属原子再 与电子、惰性气体原子及离子发生撞碰而被激发,于是阴 极内辉光中便出现了阴极物质和内充惰性气体的光谱。 •用不同待测元素作阴极材料,可制成相应空心阴极灯。 •空心阴极灯的辐射强度与灯的工作电流有关。
有单光束型和双光束型两类,由光源、原子化系统 、光学系统及检测系统等四部分组成
原子吸收分光光度计
原子吸收分光光度计主要由四部分组成: 1. 光源 2. 原子化装置 3. 分光系统 4. 检测系统
光源
作用
提供待测元素的特征光谱。获得较高的灵敏度 和准确度。 AAS 对光源的基本要求:
1. 光谱纯度要高; 2. 发射的共振线必须是锐线; 3. 结构牢固可靠,使用方便; 4. 有较长的寿命,价钱便宜。
化学计量火焰: 温度高,干扰少,稳定,背景低,常用。
富燃火焰: 燃气量大于化学计算量——还原性火焰,燃烧不完全,
测定较易形成难熔氧化物的元素Mo、Cr稀土等。 贫燃火焰:
助燃气量大于化学计算量——火焰温度低,氧化性气氛, 适用于碱金属测定。 可燃混合气体供气速度应大于燃烧速度,但不易过大
火焰结构及原子化过程
第七章 原子吸收分光光度法
(atomic absorption spectrophotometry,AAS)
原子吸收分光光度法是基于蒸气相中被测元 素的基态原子对原子共振辐射的吸收来测定式样 中该元素含量的一种方法。
MgCl2(雾粒) 脱水 MgCl2(干气溶胶)
气化 MgCl2(g) 热分解 Mg(g)+2Cl(g)
外气路中Ar气 体沿石墨管外壁流 动,冷却保护石墨 管;内气路中Ar气 体由管两端流向管 中心,从中心孔流 出,用来保护原子 不被氧化,同时排 除干燥和灰化过程 中产生的蒸汽。
高温石墨管原子化器原子化过程
原子化过程分为干燥、灰化(去除基体)、原子化、净化 (去除残渣) 四个阶段,待测元素在高温下生成基态原子。
原理: 将试样中的汞离子用SnCl2或盐酸羟胺完全 还原为金属汞后,用气流将汞蒸气带入具有石英窗 的气体测量管中进行吸光度测量。 特点:常温测量;灵敏度、准确度较高(可达10-8g 汞);
分光系统
作用:将所需要的共振线分离出来。
原子光谱是分布于紫外-可见光区的线状光谱。 原子吸收光谱比原子发射光谱简单。 不同的元素具有不同的原子吸收光谱。
共振线c
共振线 原子在两个能态之间的跃迁伴随着能级的发
射和吸收,最 外层电子从基态跃迁至第一激发态 所产生的吸收线称为共振吸收线(简称共振线 resonance line)。
共振线
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。 各种元素的基态第一激发态最易发生,吸收最强, 最灵敏线。
火焰划分的四个区域:
1.干燥区: 燃烧不完全 2. 蒸发区: 燃烧不充分 3. 原子化区: 燃烧完全 4.电离化合区: 燃烧充分
温度不高 温度未达到最高点 温度高 温度达到最高点
预混合火焰结构示意图
CaO Ca(OH)2 Cl- Ca2+ ClCl Ca Cl
CaCl2 CaCl2
电离,化合
原子化 蒸发 干燥
(Kv 为原子蒸汽对频率为ν的光的吸收系数)
谱线的轮廓
It与的关系 原子群从基态跃迁到激发态所吸收的谱线并不是绝对单色, 而使是具有一定的宽度,通常称为谱线轮廓。
谱线变宽
表征吸收线轮廓特征的值是中心频率ν0 和半宽度Δν, ν0 由原子的能级分布特征决定, 半宽度Δν除谱线本身具有的自 然宽度外,还受多种因素的影响,而使峰变宽, 变宽效应:
火焰原子化器示意图
火焰 燃烧器
雾化室
雾化器
作用:将样品雾化。 要求是:喷雾稳定,产生的雾滴细而均匀,雾化
效率(单位时间内被雾化试样的量与 吸喷总试液量之比)高。
雾化室
作用:使微细的雾滴与燃气混合,排除大液滴。 燃烧器 作用:将试样蒸气转化为基态原子。 要求:不易回火,火焰平稳,位置可调。
火焰类型:
高温石墨管原子化器优缺点
优点:原子化程度高,试样用量少(1-100μL),可测固体 及粘稠试样,灵敏度高,检测极限10-12 g/L。 缺点:取样量少而导致进样量对实验结果影响较大,精密度 差,测定速度慢,操作不够简便,装置复杂。
其他原子化方法
a. 低温原子化方法 主要是氢化物原子化方法,原子化温度700~900 ゜C ; 主要应用于:As、Sb、Bi、Sn、Ge、Se、Pb、Ti等元素 原理: 在酸性介质中,与强还原剂硼氢化钠反应生成气
exp
Ej kT
上式中gj和gO分别为激发态和基态的统计权重,激发态原 子数Nj与基态原子数No之比较小,<1%。可以用基态原子数代 表待测元素的原子总数。公式右边除温度T外,都是常数。T一
定,比值一定。
三、原子吸收谱线
谱线的轮廓
若将不同频率的光(强度为I 0ν)通过原子蒸汽,有一部 分光将被吸收,其透过光的强度(即原子吸收共振线后光的 强度)与原子整齐的宽度(即火焰的宽度有关),若原子蒸 汽中原子密度一定,则透过光(或吸收光)的强度与原子蒸 汽宽度成正比关系,即朗伯定律:
预混合火焰结构示意图
CaCl2原子化过程
喷雾
CaCl2溶液
CaCl2(雾滴)
混合 脱水
CaCl2(雾滴分离)
CaCl2 CaO(固体颗粒)
升华 熔融
CaCl2 CaO(分子蒸气)
原子化
CaCl2(废液排泄)
热解
Ca、Cl (原子气)
还原
CaO、Ca(OH)2(分子气)
无火焰原子化装置
高温石墨管原子化器结构 如图所示:
K v dv
π e2 mc
N0
f
若测量出谱线下所围面积(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。是一种绝对测量
方法,但是由于原子吸收线的半宽度很小,要测量这样一条 半宽度很小的吸收线的积分吸收值,需分辨率高达十万的单 色器,现在的分光装置无法实现。
△λ=10-3,若λ取600nm,单色器分辨率R=λ/△λ=6×105
原子吸收分析示意图
空心阴极灯
单色器 检测器
原子化系统
原子吸收分析示意图
原子吸收分光光度法的优点
灵敏度高 选择性和重现性好 精密度高 测量范围广,可测定七十多种元素
应用
(1)头发中微量元素的测定—微量元素与健康关 系;
(2)水中微量元素的测定—环境中重金属污染分 布规律;
(3)水果、蔬菜中微量元素测定; (4)矿物、合金及各种材料中微量元素的测定; (5)各种生物试样中微量元素的测定。
1、自然宽度:与原子发生能级间跃迁时激发态原子的有 限寿命相关。
2、多普勒变宽(温度变宽)一个运动着的原子发出的光 ,如果运动方向离开观察者(接受器),则在观察者看来,其 频率较静止原子所发的频率低,反之,高。
谱线变宽
3、压力变宽(劳伦兹变宽,赫鲁兹马克变宽) 由于原子相互碰撞使能量发生稍微变化。 (1)劳伦兹(Lorentz)变宽: ΔνL 待测原子和其他原子碰撞。随原子区压力增加而增大。 (2)赫鲁兹马克(Holtsmark)变宽(共振变宽): 同种原子碰撞。浓度高时起作用,在原子吸收中可忽略
火焰原子化器
利用火焰的热能使试样原子化的一种装置。 火焰原子化器的组成:
雾化器、雾化室、燃烧器
火焰原子化装置
包括雾化器、雾化室和 燃烧器三部分
常用的为预混合型:用 雾化器将试液雾化,在 雾化室内将较大的雾滴 除去,使试样的雾滴均 匀化后再喷入火焰
火焰原子化器示意图
燃气进口
雾化器
撞击球
试液
助燃气进口 废液出口
态氢化物。例
AsCl3 +4NaBH4 + HCl +8H2O = AsH3 +4NaCl +4HBO2+13H2 将待测试样在专门的氢化物生成器中产生氢化物,送入原
子化器中检测。 特点:原子化温度低 ; 灵敏度高(对砷、硒可达10-9g); 基体干扰和化学干扰小;
b. 冷原子化法
低温原子化方法(一般700~900゜C); 主要应用于:各种试样中Hg元素的测量;
共振线是元素的特征谱线,也是元素的灵敏线
二、基态原子的激发
原子吸收光谱是利用待测元素的原子蒸气中基 态原子与共振线吸收之间的关系来测定的。
需要考虑原子化过程中,原子蒸气中基态原子 与待测元素原子总数之间的定量关系。
二、基态原子的激发
热力学平衡时,两者符合Boltzmann分布定律:
Nj N0
gj g0
(1)光源的发射线与吸收线的 ν0一致。
(2)发射线的Δν1/2小于吸收线 的 Δν1/2。
2.锐线光源
提供锐线光源的方法:空心阴极灯
I0
e 0
I0 d
;
I
e 0
I d
将 Iν=I0e-KvL 代入上式:
I
I e d e
-K L
0
0
A lg I0 I
3.峰值吸收
A
lg
e 0
吸收线
a 0.001 ~ 0.005 nm
e 0.0005 ~ 0.002 nm
发射线
v0 峰值吸收测量示意图
原子吸收法的定量计算公式
A
I0 I
0.4343KvN0L
设 K 0.4343Kν A KN 0L A KCL
原子吸收仪器(1)
原子吸收仪器(2)
原子吸收分光光度计流程
特点:
谱线轮廓 谱线强度按频率有一分布值,强度随频率的
改变而急剧改变。 原子吸收对应的辐射频率为: =ΔE/ h
K0 I0
K0/2 I0/2
吸收线 发射线
吸收线和发射线的轮廓
原子吸收线的形状
为什么谱线具有一的宽度 主要有两方面的因素:
1. 原子性质所决定的自然宽度。 2. 外界影响
峰值吸收测量示意图
优缺点: (1)仅有一个操作参数,辐射光强度大,稳
定,谱线窄,灯容易更换。 (2)每测一种元素需更换相应的灯。
空心阴极灯的种类
单元素空心阴极灯 多元素空心阴极灯
原子化系统
作用:将试样中待测离子转变成原子蒸气。 按照使试样原子化的方法可分为:
原子化器的类型
火焰原子化法 无火焰原子化法
石墨炉原子化器 低温原子化法
长期以来无法解决的难题!
能否提供共振辐射(锐线光源),测定峰值吸收?
四、峰值吸收的测量
积分吸收
若用常规的连续光源如:钨丝灯光源和氘灯,经分光 后,光谱通带0.2mm。而原子吸收线半宽度:10-3mm。如图
2.锐线光源
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:
I0 d
I e d e
-K L
0
0
采用锐线光源进行测量,则
Δνe<Δνa ,由图可见,在辐射线 宽度范围内,Kν可近似认为不 变,并近似等于峰值时的吸收
系数K0,则:Βιβλιοθήκη A1 lg e-K L
lg eK0L 0.434K0L
峰值吸收
在原子吸收中,谱线变宽主要受多普勒效应影响,则:
2 π ln 2 e2
K0 D mc N0 f
A
0.434
2
π ln
D
2
e2 mc
N0
fL
kLN 0
上式的前提条件:
(1) Δνe<Δνa ; (2)辐射线与吸收线的中心频率一致。
测定时需要使用一个与待测元素同种元素制 成的锐线光源
原子吸收定量基础
I I0eK L
当使用锐线光源时,可用K0代替Kv,则:
A lg
I0 I
0.434K0
L 0.434 2
π ln 2 vD
e2 mc
N0
f
L
峰值吸收系数:
K0
0.434
2
π ln 2 vD
e2 mc
N0
f
原子吸收定量基础
A = k N0 L
N0 ∝N∝c
( N0激发态原子数,N基态原子数,c 待测元素浓度) 所以:A=lg(IO/I)=K' c
原子吸收线的形状
第二节 基本原理
原子吸收光谱
电子从 基态
1
激发态
2
1. 为吸收能量,进入激发态,产生原子吸收光谱。 2. 为释放能量,回到基态,产生原子发射光谱。
原子光谱的发射和吸收示意图
En E3 E2 E1
共振发射线
较高激发态能级 第一激发态能级 原子吸收线(共振线)
E0
基态能级
原子光谱的发射和吸收示意图
原子吸收光谱的特点
4、自吸变宽场致变宽 在一般分析条件下ΔνD、 ΔνL为主。
四、峰值吸收的测量
谱线的积分吸收与基态原子数目有如下关系:
e 2
Kvdv mc fN 0
c — 光速 m — 电子质量 e — 电荷 N0 — 单位体积原子蒸气中吸收辐射的基态原子数 f — 振子强度
四、峰值吸收的测量 常规光源与单色器间的矛盾
空心阴极灯
结构如图所示
空心阴极灯
插头
空心阴极 阳极
石英窗
空心阴极灯
空心阴极灯的原理
•施加适当电压时,电子将从空心阴极内壁流向阳极; •与充入的惰性气体碰撞而使之电离,产生正电荷,其在电 场作用下,向阴极内壁猛烈轰击; •使阴极表面的金属原子溅射出来,溅射出来的金属原子再 与电子、惰性气体原子及离子发生撞碰而被激发,于是阴 极内辉光中便出现了阴极物质和内充惰性气体的光谱。 •用不同待测元素作阴极材料,可制成相应空心阴极灯。 •空心阴极灯的辐射强度与灯的工作电流有关。
有单光束型和双光束型两类,由光源、原子化系统 、光学系统及检测系统等四部分组成
原子吸收分光光度计
原子吸收分光光度计主要由四部分组成: 1. 光源 2. 原子化装置 3. 分光系统 4. 检测系统
光源
作用
提供待测元素的特征光谱。获得较高的灵敏度 和准确度。 AAS 对光源的基本要求:
1. 光谱纯度要高; 2. 发射的共振线必须是锐线; 3. 结构牢固可靠,使用方便; 4. 有较长的寿命,价钱便宜。
化学计量火焰: 温度高,干扰少,稳定,背景低,常用。
富燃火焰: 燃气量大于化学计算量——还原性火焰,燃烧不完全,
测定较易形成难熔氧化物的元素Mo、Cr稀土等。 贫燃火焰:
助燃气量大于化学计算量——火焰温度低,氧化性气氛, 适用于碱金属测定。 可燃混合气体供气速度应大于燃烧速度,但不易过大
火焰结构及原子化过程
第七章 原子吸收分光光度法
(atomic absorption spectrophotometry,AAS)
原子吸收分光光度法是基于蒸气相中被测元 素的基态原子对原子共振辐射的吸收来测定式样 中该元素含量的一种方法。
MgCl2(雾粒) 脱水 MgCl2(干气溶胶)
气化 MgCl2(g) 热分解 Mg(g)+2Cl(g)
外气路中Ar气 体沿石墨管外壁流 动,冷却保护石墨 管;内气路中Ar气 体由管两端流向管 中心,从中心孔流 出,用来保护原子 不被氧化,同时排 除干燥和灰化过程 中产生的蒸汽。
高温石墨管原子化器原子化过程
原子化过程分为干燥、灰化(去除基体)、原子化、净化 (去除残渣) 四个阶段,待测元素在高温下生成基态原子。
原理: 将试样中的汞离子用SnCl2或盐酸羟胺完全 还原为金属汞后,用气流将汞蒸气带入具有石英窗 的气体测量管中进行吸光度测量。 特点:常温测量;灵敏度、准确度较高(可达10-8g 汞);
分光系统
作用:将所需要的共振线分离出来。
原子光谱是分布于紫外-可见光区的线状光谱。 原子吸收光谱比原子发射光谱简单。 不同的元素具有不同的原子吸收光谱。
共振线c
共振线 原子在两个能态之间的跃迁伴随着能级的发
射和吸收,最 外层电子从基态跃迁至第一激发态 所产生的吸收线称为共振吸收线(简称共振线 resonance line)。
共振线
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。 各种元素的基态第一激发态最易发生,吸收最强, 最灵敏线。
火焰划分的四个区域:
1.干燥区: 燃烧不完全 2. 蒸发区: 燃烧不充分 3. 原子化区: 燃烧完全 4.电离化合区: 燃烧充分
温度不高 温度未达到最高点 温度高 温度达到最高点
预混合火焰结构示意图
CaO Ca(OH)2 Cl- Ca2+ ClCl Ca Cl
CaCl2 CaCl2
电离,化合
原子化 蒸发 干燥