第六章原子吸收光谱法 Atomic Absorption Spectrometry (AAs)
第六章 原 子 吸 收 光 谱 法 Atomic Absorption Spectrometry (AAS)
6.1原子吸收光谱的基本原理 原子吸收光谱法是以测量气恋基恋原子外 层电子对共振线的吸收为基础的分析方法。 共振线;电子从基态跃迁至第一激发态时 要吸收一定频率的光,它再跃迁回基态时,发 出同样频率的光(谱线),这种谱线称为共振 发射线,电子从基态跃汘至第一激发态所产生 的吸收谱线称为共振吸收线。 对于大多数元素,共振线就是灵敏线
原子吸收光谱法是以测量气态基态原子外 层电子对共振线的吸收为基础的分析方法。 共振线：电子从基态跃迁至第一激发态时， 要吸收一定频率的光，它再跃迁回基态时，发 出同样频率的光（谱线），这种谱线称为共振 发射线，电子从基态跃迁至第一激发态所产生 的吸收谱线称为共振吸收线。 对于大多数元素，共振线就是灵敏线。 6.1 原子吸收光谱的基本原理
6.1原子吸收光谱的基本原理 定性分析:每种原子只能激发到它特定 的激发态,所以每种原子所能吸收的光量子 的能量是特定的,即被吸收的光谱的波长特 定。基于物质特定吸收的光谱的波长来进行 定性分析。 定量分析:基于物质所产生的原子蒸气 对特定谱线的吸收作用來进行定量分析
6.1 原子吸收光谱的基本原理 定性分析：每种原子只能激发到它特定 的激发态，所以每种原子所能吸收的光量子 的能量是特定的，即被吸收的光谱的波长特 定。基于物质特定吸收的光谱的波长来进行 定性分析。 定量分析：基于物质所产生的原子蒸气 对特定谱线的吸收作用来进行定量分析
6.2原子吸收光谱的谱线轮廓与 谱线变宽 原子吸收是由基态原子对共振线的吸收而得 到的,对于一条原子吸收线,由于谱线有一定 的宽度,所以可以看成是由极为精细的许多频 率相差甚小的光波组成的,有谱线轮廓。 发射线 1/2K0 吸收线 △v为谱线半宽度,10-3-10 v0为中心频率
6.2 原子吸收光谱的谱线轮廓与 谱线变宽 原子吸收是由基态原子对共振线的吸收而得 到的，对于一条原子吸收线，由于谱线有一定 的宽度，所以可以看成是由极为精细的许多频 率相差甚小的光波组成的，有谱线轮廓。 K0 1/2K0 发射线 吸收线 0 Δ Δ为谱线半宽度,10－3－10－ 2nm 0为中心频率
6.2原子吸收光谱的谱线轮廓与 谱线变宽 谱线变宽的原因 A.自然变宽,与激发态原子的平均寿命有关, 平均寿命越长,谱线宽度越窄。不同谱线有 不同的自然宽度,多数情况下约为10-5m数量 级。 B.多普勒变宽,又称热变宽,由于原子在空 间做无规则热运动所致。由于热运动导致多普 勒效应,使观测者接受到很多频率稍有不同的 光,于是产生谱线变宽。一般可达103m,是 谱线变宽的主要因素
6.2 原子吸收光谱的谱线轮廓与 谱线变宽 谱线变宽的原因： A.自然变宽，与激发态原子的平均寿命有关， 平均寿命越长，谱线宽度越窄。不同谱线有 不同的自然宽度，多数情况下约为10-5nm数量 级。 B.多普勒变宽，又称热变宽，由于原子在空 间做无规则热运动所致。由于热运动导致多普 勒效应，使观测者接受到很多频率稍有不同的 光，于是产生谱线变宽。一般可达10-3nm，是 谱线变宽的主要因素
6.2原子吸收光谱的谱线轮廓与 谱线变宽 C.压力变宽,又称碰撞变宽,由于吸光原子与 蒸气中原子或分子相互作用而引起的能级稍微 变化,使发射或吸收光量子频率改变而导致的 谱线变宽。压力变宽通常随压力增大而增大。 般的情况下,谱线的宽度可以认为主要是 由于多普勒效应与压力变宽两个因素引起的
6.2 原子吸收光谱的谱线轮廓与 谱线变宽 C.压力变宽，又称碰撞变宽，由于吸光原子与 蒸气中原子或分子相互作用而引起的能级稍微 变化，使发射或吸收光量子频率改变而导致的 谱线变宽。压力变宽通常随压力增大而增大。 一般的情况下，谱线的宽度可以认为主要是 由于多普勒效应与压力变宽两个因素引起的
6.3原子吸收光谱的定量分析 A= KCL 在一定的条件下,吸光度与待测溶液的浓度 为关系遵循朗伯-比尔定律。 6.4原子吸收光谱仪 A.光源:空心阴极灯、无极放电灯等 对AAS光源的要求 a)发射稳定的共振线,且为锐线; b)强度大,没有或只有很小的连续背景; c)操作方便,寿命长
6.3 原子吸收光谱的定量分析 A = KCL 在一定的条件下，吸光度与待测溶液的浓度 的关系遵循朗伯-比尔定律。 6.4 原子吸收光谱仪 A.光源：空心阴极灯、无极放电灯等 对AAS光源的要求： a）发射稳定的共振线，且为锐线； b）强度大，没有或只有很小的连续背景； c）操作方便，寿命长
Anode Hollow cathode 空心阴极灯 Glass Ne or Ar or P shield at 1-5 torr wIndow RF coil Quart window 无极放电灯 Lamp Ceramic holder
空心阴极灯 无极放电灯
6.4原子吸收光谱仪 B.原子化器:火焰和非火焰原子化器 火焰原子化器: 选择火焰时须考慮火焰本身对光的吸收 元素特性。 火焰成分 空气—乙炔焰,常用。短波紫外区有吸收 乙炔—氧化二氮,温高,难原子化元素适用
6.4 原子吸收光谱仪 B. 原子化器：火焰和非火焰原子化器 火焰原子化器： 选择火焰时须考虑火焰本身对光的吸收、 元素特性。 火焰成分： 空气—乙炔焰，常用，短波紫外区有吸收 乙炔—氧化二氮，温高，难原子化元素适用
6.4原子吸收光谱仪 火焰原子化器由以下四个部分组成 喷雾器:将试液变成细雾 雾化器:除去大雾滴,与燃气充分混合 燃烧器:干燥、熔化、蒸发、离解 火焰
6.4 原子吸收光谱仪 火焰原子化器由以下四个部分组成： 喷雾器：将试液变成细雾 雾化器：除去大雾滴，与燃气充分混合 燃烧器：干燥、熔化、蒸发、离解 火 焰