原子吸收光谱仪基本原理

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原子吸收技术能分析的元素
2018年3月22日星期四
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原子吸收技术的应用
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原子谱线轮廓
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Pb 的能级跃迁图
电子能量跃迁
E4 E3 E2 E1
Eo
202.2
217.0
波长 / nm
261.4
283.3
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定性依据
• 由于各元素的原子结构和外层电子的排布 不同，元素从基态跃迁至第一激发态或更 高能级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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原子吸收过程
阳光 太阳外层大气压 能量跃迁 E3 E2 E1
3 2
1
4
1
2
3
4
Eo
• 基态原子吸收共振线
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吸收能量图
激发
E 离子化
E3
１、所有原子均可对光产生吸收； ２、被吸收光线的波长只与特定元素相关。如 样品中含镍、铅、铜等元素，如将该样品 置于 镍的特征波长中，那么只有镍原子才会对该特 征光线产生吸收. ３、光程中该原子的数量越多，对其特征波长 的吸收就越大，与该原子的浓度成正比。
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Ba
Na
K
发射线
190 nm 元素定性分析
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900 nm
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基态原子
Orbitals 中子 质子 电子
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原子能量的吸收和发射
外层 电子 吸收能量 h 基态 h 放出能量 激发态
E2
能量
E1 a b c d
}
激发态
Eo 基态
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c b a
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△E=Eq-Eo=h·v=h·c/λ 式中：
Eq ：激发态原子的能量； Eo ：基态原子的能量； h ：普朗克常数 V ：发射光的频率
C ：光速
λ ：发射光的波长
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定量依据
比耳－朗伯定律（Beer-Lambert）
A = 吸光度 Io = 初始光强 It = 透过光Baidu Nhomakorabea强度
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a = 吸收系数 b = 样品在光路中的强度 c = 浓度
• • 1802年 Wollaston利用狭缝和‘棱镜，第一次发现太阳光谱中 的暗线，这是原子吸收光谱的最初观测。 • • 1814年Fraunhofer在棱镜后放置了一个望远镜来观察太阳光谱， 对那些暗线作了粗略的测量，并列成谱图，暗线条数超过700条， 后来这些线称为 Fraunhofer线。
• • 这些线是由于太阳外层的大气吸收了太阳发射的光线所致
原子吸收光谱仪基本课程
基本原理
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光谱早期发现
太阳光 棱镜
• •
• • • • 1600年牛顿发现太阳光经过棱镜后分成了彩
色光带，他称其为光谱。
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Fraunhofer 线
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朗伯－比耳定律的适用条件
理论曲线 A = abc
吸 收 值 (ABS) 浓度
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火焰原子化分析曲线线性 较窄。
实际 A abc
光的吸收定律（朗伯－比 耳定律）适用条件：１） 谱线纯；２）浓度稀。
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•
原子吸收的基本原理可用以下几点来说 明：
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Kirchhoff 和 Bunsen的实验
灯源 透镜
透镜
将盐放在金属丝上 并放入火焰中
白色卡片 燃烧器 暗线 棱镜
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吸收和发射
Fraunhofer 吸收线
Cu