分析化学-第10章 原子吸收光谱法

2020年9月1日6时13分
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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
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中的速度=3×1010cm.s-1;为波长；为波数。
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例：钾原子共振线波长为766.49nm,计算该共振线的
激发能量(以eV表示1eV=1.602×10-19J),频率和波数
解：E
hc
6.626 1034 31010 766.49 107 1.602 1019
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由于原子化过程中激发态原子数目和离子 数很少，因此蒸气中的基态原子数目实际 上接近于被测元素的总原子数目，而总原 子数目与溶液中被测元素的浓度c成正比 。在L一定条件下：
A kc
式中k是与实验条件有关的常数。该式为
原子吸收光谱法的定量依据。
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局限性：测不同的元素需不同的元素灯，不能同时
测多元素，难熔元素、非金属元素测定困难。
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10.2 基本原理
原子吸收光谱的产生 1. 原子的能级与跃迁 2. 元素的特征谱线 3. 辐射能量与频率、波长、波数之间的关系 原子吸收光谱法的原理 定量分析的依据
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3.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。
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定量分析的依据
基态原子对共振线的吸收程度与蒸气中基态
原子的数目和原子蒸气厚度的关系，在一定的条
件下，服从朗伯－比耳定律：A lg
I0 I
KN0 L
式中：A为吸光度；I0为光源发射出被测元素共
振线的强度；I为被原子蒸气吸收后透过光的强
度；K为原子吸收系数；N0为蒸气中基态原子的 数目；L为原子蒸气的厚度(火焰宽度)。
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原子吸收光谱(atomic adsorption spectrometry AAS )：是基于从光源发出的被测元素特征辐 射通过元素的原子蒸气时被其基态原子吸收， 由辐射的减弱程度测定元素含量的一种现代仪 器分析方法。其特点：
(1) 检出限低，10-10～10-14g； (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) 分析速度快，应用广，可测定70多个元素。
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10.3 原子吸收分光度计 光源 原子化器 单色器
检测系统
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10.3 原子吸收分光度计
TAS-990F 原子吸收分光光度计
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原子吸收分光度计：由光源、 原子化器、单色器和检测系统 四个基本部件组成。
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10.2 基本原理
原子吸收光谱的产生：原子通常处于能量最低的 基态，当基态原子受到外界能量(如光能)激发时， 若辐射的频率相应于原子中的电子由基态跃迁到较 高的能态所需要能量的频率时，原子从入射辐射中 吸收能量，发生共振吸收，产生原子光谱。
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
区别：在可见、紫外分光光度法中，吸 光物质是溶液中被测物质的分子或离子对光 的选择吸收，原子吸收光谱法吸光物质是待 测元素的基态原子对光的选择吸收，这种光 是由待测元素制成的空心阴极灯(称元素灯) 作光源。
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以测定Mg2+为例：
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第10章 原子吸收光谱法
10.1 概述 10.2 原子吸收光谱法基本原理 10.3 原子吸收分光光度计 10.4 干扰因素及其拟制方法 10.5 测量条件的选择 10.6 灵敏度、特征浓度及检出限 10.7 定量分析结果的计算
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10.1 概述
原子吸收光谱法(也称原子吸收分光光 法)与可见、紫外分光光度法基本原理相同， 都是基于物质对光选择吸收而建立起来的光 学分析法。
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3.辐射能量与频率、波长、波数之间的关系 每一条所发射的光谱线，都是原子在不同能级间
跃迁的结果，可用两个能级间之差来表示。即谱线
的频率(或波长、或波数)与两个能级差的关系服从
普朗克公式。E
E2
E1
h
h
c
hc
式中：E2、E1分别为较高、较低能级的能量；h为
普朗克常数=6.626×10-34J.s; 为频率；c为光在真空
2.59 1019 1.602 1019 1.62eV
E h
2.59 1019 6.626 1034
3.911014
s1
1 1 1.3103 nm1 766.49
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原子吸收光谱法的原理
从光源发射出具有待测元素特征谱线的 光，通过试样蒸气时，被蒸气中待测元素 的基态原子所吸收，吸收的程度与被测元 素的含量成正比。故可根据测得的吸光度 ，求得试样中被测元素的含量。
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光源
1.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。
光源应满足如下要求； （1）能发射待测元素的共振线； （2）能发射锐线； （3）辐射光强度大，稳定性好。
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2.空心阴极灯：结构如图所示
由一个钨丝作阳极，空心阴极由待测元素的高纯金属 或合金制成。接通电源发射出待测元素的特征谱线。