第10章) 原子吸收光谱 §10-1概述 §10-2 原子吸收光谱法基本原理 §10-3原子吸收光谱仪 §10-4定量分析方法 §10-5原子吸收光谱法中的王扰及其抑制 §10-6灵敏度、检测限、测定条件的选择 §10-7原子发射光谱法简介 §10-8原子荧光光谱法简介
1 第10章 原子吸收光谱 §10-1 概述 §10-2 原子吸收光谱法基本原理 §10-3 原子吸收光谱仪 §10-4 定量分析方法 §10-5 原子吸收光谱法中的干扰及其抑制 §10-6 灵敏度、检测限、测定条件的选择 §10-7 原子发射光谱法简介 §10-8 原子荧光光谱法简介
§10-1概述 返回 原子光谱法：依原子外层电子跃迁所产生的光谱进行 分析的方法。包括原子吸收光谱法(AAS)、原子发射光 谱法(AES)和原子荧光光谱法(AFS)。 1.产生：早在18世纪初，发现原子吸收现象-一太 阳连续光谱中的暗线。但是，AAS作为一种分析方法是从 1955年才开始的。澳洲物理学家瓦尔西(Walsh A)发表 了著名论文“原子吸收光谱在化学分析中的应用”，奠定 其作为分析法的理论基础。 2.原理及分析过程：是基于物质所产生的基态原 子蒸气对特定谱线的吸收作用来进行定量分析的一种方法。 2
2 §10-1 概述 原子光谱法：依原子外层电子跃迁所产生的光谱进行 分析的方法。包括原子吸收光谱法（AAS）、原子发射光 谱法(AES)和原子荧光光谱法(AFS)。 1. 产生： 早在18世纪初，发现原子吸收现象-太 阳连续光谱中的暗线。但是， AAS作为一种分析方法是从 1955年才开始的。澳洲物理学家瓦尔西（Walsh A）发表 了著名论文“原子吸收光谱在化学分析中的应用”，奠定 其作为分析法的理论基础。 2. 原理及分析过程 ：是基于物质所产生的基态原 子蒸气对特定谱线的吸收作用来进行定量分析的一种方法。 返回
分析过程： 原子吸收光谱法(AAS): 基于物质所产生的原子蒸气 火焰 对特定谱线（待测元素的特 镁空心阴极灯 征谱线)的吸收作用来进行 Mg 285.2nm 单色器光电检测系统 定量分析的一种方法。 原子化系统 分析模式见示意图。 图6-1。原子吸收分析示意图 3
3 分析过程： 原子吸收光谱法(AAS)： 基于物质所产生的原子蒸气 对特定谱线（待测元素的特 征谱线）的吸收作用来进行 定量分析的一种方法。 分析模式见示意图
3.特点： (1)灵敏度高； 适用于微量及痕量元素分析。 (2)选择性好，准确度高； 大多数情况下共存元素不对原子吸收分析产生干扰。 (3)测定范围广； 可测定70多种元素。 (4)操作简便，分析速度快。 4
4 3. 特点： （1）灵敏度高； 适用于微量及痕量元素分析。 （2）选择性好，准确度高； 大多数情况下共存元素不对原子吸收分析产生干扰。 （3）测定范围广； 可测定70多种元素。 （4）操作简便，分析速度快
返回 §10-2原子吸收光谱法基本原理 1.共振线和特征谱线 共振发射线：电子从最低激发态（第一激发态E) 跃迁回基态(E)时，发射的谱线。 共振吸收线：E。→E产生的吸收谱线。 共振发射线和共振吸收线简称为共振线。最易 发生，是元素的灵敏线。 特征谱线（分析线）：共振线常作为分析线。 (大多数元素) 因此，原子吸收光谱法是，利用N对光源发出 的共振线的吸收来分析。 5
5 §10-2 原子吸收光谱法基本原理 1.共振线和特征谱线 共振发射线：电子从最低激发态（第一激发态E1） 跃迁回基态(E0)时，发射的谱线。 共振吸收线: E0→E1产生的吸收谱线。 共振发射线和共振吸收线简称为共振线。最易 发生，是元素的灵敏线。 特征谱线（分析线）：共振线常作为分析线。 （大多数元素） 因此，原子吸收光谱法是，利用N0对光源发出 的共振线的吸收来分析。 返回
谱线轮廓 原子蒸气 若将不同频率的入射光 图6-3原子吸收示意图 (强度Iv)通过原子蒸气， 在一定条件下，吸收后其透过光的强度与原子蒸气宽度b 关系，服从朗伯-比尔定律，即 I,=Ione-K。b (10-1) I透过光的强度，b原子蒸气的宽度，K,则为原子蒸气 对频率为v的光的吸收系数。 由于物质的原子对不同频率入射光的吸收具有选择 性，因而I,和K,随入射光的频率而变化。 6
6 谱线轮廓 若将不同频率的入射光 （强度I0v）通过原子蒸气， 在一定条件下，吸收后其透过光的强度与原子蒸气宽度b 关系，服从朗伯-比尔定律，即 Iυ = I0υ e - K υ b (10-1) Iυ透过光的强度，b原子蒸气的宽度，Kυ则为原子蒸气 对频率为υ的光的吸收系数。 由于物质的原子对不同频率入射光的吸收具有选择 性,因而Iυ和Kυ随入射光的频率而变化
原子蒸气在特定频率v处有 吸收线：I,随频率变化，在v处 I,最少，即吸收最大，称为原子 图6-4（包，与￥的关系 蒸气在频率v有吸收线（见图)。 可见原子吸收线有一定宽度。 称谱线轮廓：用半宽度△v和 中心频率v来表征。 01 图6-4()吸收线轮靠与半室度
7 原子蒸气在特定频率υ0处有 吸收线：Iυ随频率变化，在υ0处 Iυ最少，即吸收最大，称为原子 蒸气在频率υ0有吸收线（见图）。 可见原子吸收线有一定宽度。 称谱线轮廓：用半宽度Δυ和 中心频率υ0来表征
表征吸收线轮廓的值：中心频率·o、半 宽度△v,前者由原子能级分布特征决定， 后者除谱线本身的自然宽度外，主要受多普 勒变宽、劳伦兹变宽的影响。当共存元素原 子浓度很小时，吸收线变宽主要受多普勒变 宽的影响。 8
8 表征吸收线轮廓的值：中心频率υ0、半 宽度Δυ，前者由原子能级分布特征决定， 后者除谱线本身的自然宽度外，主要受多普 勒变宽、劳伦兹变宽的影响。当共存元素原 子浓度很小时，吸收线变宽主要受多普勒变 宽的影响
多普勒变宽（热变宽）△UD:是由于原子在 空间做无规则的热运动产生。 R一气体常数；C一光速； 21n2RT M M一吸光质点的相对原子 7.162×10-7 质量；T-热力学温度（(K): M D0一谱线中心频率 多普勒变宽与元素的相对原子质量、温度和 谱线的频率有关。待测元素的相对原子质量M越 小，温度愈高，则△v越大。 9
9 多普勒变宽与元素的相对原子质量、温度和 谱线的频率有关。待测元素的相对原子质量M越 小，温度愈高，则ΔυD越大。 R—气体常数；C—光速； M—吸光质点的相对原子 质量；T-热力学温度（K)； υ0—谱线中心频率 多普勒变宽（热变宽） ΔυD ：是由于原子在 空间做无规则的热运动产生
2.热激发时基态原子与激发态原子的关系 原子吸收法是利用待测元素的原子蒸气中基态原子对该 元素的共振线的吸收来进行测定的。 原子蒸气中基态原子与待测元素原子总数之间有什么关 系？ 火焰原子化法常用温度低于3000K,此时大多数化合物 离解成原子，其中有部分被激发。即在火焰中既有基态原子， 也有部分激发态原子。两种状态原子数比值可用玻尔兹曼 (Boltzmann)方程式表示： 原子蒸气 图6-3原子吸收示意图 10
10 2.热激发时基态原子与激发态原子的关系 原子吸收法是利用待测元素的原子蒸气中基态原子对该 元素的共振线的吸收来进行测定的。 原子蒸气中基态原子与待测元素原子总数之间有什么关 系？ 火焰原子化法常用温度低于3000K，此时大多数化合物 离解成原子，其中有部分被激发。即在火焰中既有基态原子， 也有部分激发态原子。两种状态原子数比值可用玻尔兹曼 （Boltzmann）方程式表示：