《仪分pdf课件第4章 原子吸收光谱法和原子荧光光谱法》由会员分享，可在线阅读，更多相关《仪分pdf课件第4章 原子吸收光谱法和原子荧光光谱法（71页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第第 4 4 章章 原子吸收光谱法原子吸收光谱法(AAS)(AAS) 和原子荧光光谱法和原子荧光光谱法(AFS)(AFS) 本章提纲 4 4. .1 1 概述概述 4 4. .2 2 原子吸收光谱的测量原子吸收光谱的测量（峰值吸收峰值吸收） 4 4. .3 3 AASAAS仪器及其组成仪器及其组成（光源光源、原子化原子化） 4 4. .4 4 干扰及其消除方法干扰及其消除方法 4 4. .5 5 原子吸收分析方法原子吸收分析方法 4 4. .6 6 原子荧光光谱分析简介原子荧光光谱分析简介 4.1 概述 1. 1. 原子吸收光谱原子吸收光谱 溶液中的溶液中的金属离子化合物金属离子化合物在高温下
2、能够解离成在高温下能够解离成原子蒸气原子蒸气，两种形态，两种形态 间存在定量关系。间存在定量关系。 当光源发射出的当光源发射出的特征波长光辐射特征波长光辐射通过通过原子蒸气原子蒸气时，原子中的外层电时，原子中的外层电 子子吸收能量吸收能量，特征谱线的光强度减弱。，特征谱线的光强度减弱。 光强度的变化符合光强度的变化符合朗伯朗伯-比耳定律比耳定律，进行定量分析。，进行定量分析。 它是基于物质所产生的气态原子的外层电子跃迁对特征谱线它是基于物质所产生的气态原子的外层电子跃迁对特征谱线 的吸收作用来进行定量分析的一种方法的吸收作用来进行定量分析的一种方法。 共振线共振线是原子激发态直接跃迁至基态产生
3、的谱线是原子激发态直接跃迁至基态产生的谱线。由第一激发态直接由第一激发态直接 跃迁至基态的谱线称为跃迁至基态的谱线称为第一共振线第一共振线（金属元素金属元素200nm；非金属元素；非金属元素 E E ) ) E0 E1 E2 E3 A A F F 起源于亚稳态起源于亚稳态 阶跃激发荧光阶跃激发荧光 起源基态起源基态 阶跃激发荧光阶跃激发荧光 反反StokesStokes荧光荧光 ( ( F F E E ) ) 4.6 原子荧光光谱(Atomic Fluorescence Spectrometry, AFS) 二二、AFSAFS的荧光强度的荧光强度 量子效率量子效率：由于吸收线强度并不全部转化为
4、发射线的荧光强度由于吸收线强度并不全部转化为发射线的荧光强度， 即存在量子效率即存在量子效率 。 If- 荧光强度荧光强度 -荧光量子效率荧光量子效率 I0-入射光强度入射光强度 l -吸收光程吸收光程 A-检测器有小照光面积检测器有小照光面积 - 峰值吸收系数峰值吸收系数 N-单位长度内基态原子数单位长度内基态原子数 NlkAII f 0 原子荧光强度与基态原子数的关系原子荧光强度与基态原子数的关系 CKI f f f- -单位时间时内发射的荧光光子数 单位时间时内发射的荧光光子数 - -一般小于一般小于1。 A A- -单位时间内吸收激发光的光子数 单位时间内吸收激发光的光子数 = = f
5、 f/ /A A 荧光猝灭：荧光猝灭：受激原子和其他粒子碰撞受激原子和其他粒子碰撞，把一部分能量变成热运动与把一部分能量变成热运动与 其他形式的能量其他形式的能量，因而发生无辐射的去激发过程因而发生无辐射的去激发过程。 A*+ B = A + B + H 可用氩气来稀释火焰可用氩气来稀释火焰，减小猝灭现象减小猝灭现象。 激发光源：激发光源：空心阴极灯或空心阴极灯或 氙弧灯氙弧灯 色散系统：色散系统：色散型色散型- -光栅光栅 非色散型非色散型- -滤光片滤光片 检测系统：检测系统：光电倍增菅光电倍增菅 原子化器：原子化器： 原子荧光仪分为两类，原子荧光仪分为两类，色散型和非色散型色散型和非色散
6、型。 AFSAFS与与AASAAS仪器相似，仪器相似， 但但光源系统与检测系统成光源系统与检测系统成90o直角关系，直角关系，防止激发光源发射的辐射对防止激发光源发射的辐射对 原子荧光信号测定原子荧光信号测定 的影响的影响。 色散型色散型 氢化物发生系统氢化物发生系统 非色散型非色散型 滤光片滤光片 数据处理和仪器控制系统数据处理和仪器控制系统 光栅光栅 三三、AFSAFS的仪器组成的仪器组成 氢化物发生法在氢化物发生法在AFS中的重要应用中的重要应用 强还原剂强还原剂-硼氢化钾在酸性介质中，与硼氢化钾在酸性介质中，与M (As、Se、Sb、Bi、Pb、 Te、Ge、Sn)反应，形成氢化物：反
7、应，形成氢化物： 与与M(Hg、Zn、Cd)反应，形成原子蒸气：反应，形成原子蒸气： MCl3+4NaBH4+HCl+8H2O MH3+4NaCl+4HBO2+13H2 MCl3+3NaBH4+HCl+6H2O M +3NaCl+3HBO2+11H2 4.6 原子荧光光谱(Atomic Fluorescence Spectrometry, AFS) (1)(1) 有较低的检出限有较低的检出限，灵敏度高灵敏度高。 (2)(2) 干扰较少干扰较少，谱线比较简单谱线比较简单。 (3)(3) 仪器结构简单仪器结构简单，价格便宜价格便宜。 (4)(4) 分析校准曲线线性范围宽分析校准曲线线性范围宽，可达
8、可达3 35 5个数量级个数量级。 (5)(5) 由于原子荧光是向空间各个方向发射的由于原子荧光是向空间各个方向发射的，比较容易制作多道仪器比较容易制作多道仪器， 因而能因而能实现多元素同时测定实现多元素同时测定，但可测定元素不多但可测定元素不多。 四、原子荧光光谱法的特点四、原子荧光光谱法的特点 元素元素As Se Sb Bi Pb Te SnHgGeZnCd 检出限检出限(DL) ng/ml0.030.0030.32.00.001 精密度精密度(RSD)1.0% 线性范围线性范围3个数量级个数量级 对象对象气态汞气态汞 空气空气/天然气天然气/实验室实验室 水样中汞水样中汞 饮用水饮用水/
9、矿泉水矿泉水/海水海水/地面水地面水 检出限检出限(DL)1.0 ng/m30.0004g/ml 精密度精密度(RSD)5.0%2.0% 线性范围线性范围2个数量级个数量级 小小 结结 1、AAS分析中的干扰类型：分析中的干扰类型： 物理干扰物理干扰配置与试样相近的标准溶液配置与试样相近的标准溶液、稀释法稀释法 化学干扰化学干扰加入释放剂加入释放剂、保护剂等保护剂等 电离干扰电离干扰加入消电离剂等加入消电离剂等 光谱干扰光谱干扰谱线重叠谱线重叠、分析线与共存元素的吸收线重叠分析线与共存元素的吸收线重叠 减小狭缝减小狭缝，降低灯电流或改用其他分析线降低灯电流或改用其他分析线 背景吸收背景吸收分子
10、吸收分子吸收 或或 光散射光散射 邻近线校正法邻近线校正法、连续光源校正法连续光源校正法、塞曼效应校正法塞曼效应校正法 2、AAS灵敏度：特征浓度或质量灵敏度：特征浓度或质量 3、AFS AFS与与AAS原理原理、仪器构造的异同点仪器构造的异同点 氢化物发生法在氢化物发生法在AFS中的应用中的应用 g/ml/1% 00440 %1 A .C S g/1% 0044. 0 %1 A VC S HomeworkHomework 1 1 、峰值吸收测量的条件是什么？、峰值吸收测量的条件是什么？ 2 2、 AASAAS最常用的锐线光源是什么？其结构、工作原理及最主要的工最常用的锐线光源是什么？其结构、
11、工作原理及最主要的工 作条件是什么？作条件是什么？ 3 3、分析石墨炉原子化法的检测限比原子化法高的原因。、分析石墨炉原子化法的检测限比原子化法高的原因。 4 4、AASAAS的背景干扰是如何产生的？如何加以校正？的背景干扰是如何产生的？如何加以校正？ 5 5、试从原理、仪器和应用等方面比较、试从原理、仪器和应用等方面比较AASAAS和和AFSAFS异同点。异同点。 6 6、在测定血清中的、在测定血清中的K K时，先用水将试样稀释时，先用水将试样稀释4040倍，再加入钠盐至倍，再加入钠盐至800 800 g/mLg/mL，试解释此操作的理由，并说明如何配制标准溶液？，试解释此操作的理由，并说明如何配制标准溶液？ 7 7、原子吸收分光光度计的单色器到线色散率为、原子吸收分光光度计的单色器到线色散率为16A/mm, 16A/mm, 欲测定欲测定Si Si 2516.1A2516.1A的吸收值，为了消除多重线的吸收值，为了消除多重线 Si 2514.3ASi 2514.3A和和Si 2519.2ASi 2519.2A的干扰，的干扰， 应采取何措施？应采取何措施？
