原子吸收和原子荧光光谱原子吸收和原子荧光光谱 基本原理和分析技术 基本原理和分析技术 一、基本原理1.光的吸收和发射能级图 Na: 3 2S½ 32P3/2 32P1/2：589.0 nm 589.5 nm 吸收和辐射吸收和辐射 △△E=Ei-E0=hvE=Ei-E0=hv受激吸收：受激吸收： dNoi=Boi dNoi=Boi (v)Nodt(v)Nodt自发辐射自发辐射: : dNio=AioNidt dNio=AioNidt受激辐射受激辐射: : dNio=Bio dNio=Bio (v)Nidt(v)Nidt E0Ei 2. 原子谱线的轮廓 V0= △E/h中心频率:（ v0）宽度〔半宽）:（ △ v）自然宽度多普勒宽度络伦兹宽度共振宽度K0v0△ v½K0 二、光谱仪器1.组成：光源原子化器分光系统检测系统光源检测 原子化器分光原子化器分光光源检测检测原子吸收仪原子吸收仪原子荧光仪原子荧光仪 1. 光源 空心阴极灯：构造： 阴极：纯金属 阳极：环状W、Ni、Ta 光窗：石英或紫外玻璃原理：Ar+e Ar+Ar++Mn M+Ar+M+e M*+eM* M+hv 特点：发出原子谱线(锐线) 2.原子化器火焰原子化：乙炔－空气火焰T：2500KS：158cm/s<230nm 有吸收乙炔－氧化亚氮T: 2990KS: 180cm/s氢-氩扩散火焰T：850℃ 离子离子 溶液溶液 →雾滴雾滴 →雾粒雾粒 →分子蒸气分子蒸气 →基态原子基态原子 激发态激发态 分子分子 ArAr+H2+S M+M+X- MX-aH2O MnXm MX M M*枯燥 热解 原子化 MY电热原子化：主要反应：热解反应还原反应碳化物生成易挥发化合物生成 3.检测 光电倍增管倍增极：δ＝N2/N1如：δ=4，n=10 K=Io/Ii=410=106 三、分析技术1.原子吸收光谱原子吸收的测量比尔定律 吸收值：单色光： A∝C 积分吸收：峰值吸收：Iv均匀介质lI0vIvl dlvoKvko v类型：v分子吸收： 气体分子v 氧化物 v 氢氧化物v 盐类分子v光散射 v氘灯法背景校正 v A空=Aa+Abv A氘=Abv A= A空－A氘= Aav 波长范围：200～360nmv自吸法背景校正 2)光谱背景干扰 3)测试条件的选择火焰法火焰法①①分析线分析线 灵敏度灵敏度 Zn 213.9nm 0—2ppm; 307.5nm 0—1000ppm 稳定性稳定性 Pb 217.0nm f=0.48; 283.3nm f=0.22②②灯电流灯电流 ③③通带宽度通带宽度 0.2nm 0.4nm④④火焰火焰 类型类型: 空气空气-乙炔；氧化亚氮乙炔；氧化亚氮—乙炔乙炔 配比配比: 富燃火焰；中性火焰；贫燃富燃火焰；中性火焰；贫燃火焰火焰 石墨炉法石墨炉法①①石墨管石墨管 热解涂层管热解涂层管 平台石墨管平台石墨管②②进样体积进样体积 5—40ｕｌｕｌ③③加热程序加热程序 ④④保护气体保护气体 Ar(99.9%) N2 AlN 2000 ℃℃ 步骤目的温度(℃)时间(s)干燥除去溶剂～溶剂沸点10 ～30灰化除去基体条件实验10 ～30原子化生成原子手册3 ～7空烧消除记忆≥原子化温度3 ～7 4)运用适合于金属元素分析 碱金属 Li Na K … 易电离 采用低温火焰 加消电离剂 碱土金属 Be Mg Ca… 灵敏度高 存在阴离子干扰 有色金属 Cu Zn Pb… 灵敏度高 波长短 背景干扰较重 黑色金属 Fe Co Ni… 谱线复杂 选择窄光谱通带 贵金属 Ag Au Pt… 易原子化 贫燃火焰 难原子化元素 稀土元素 Si Ta W… 灵敏度差 高温火焰 金属涂层石墨管 2.氢化物发生原子荧光分析1)定量关系2)荧光强度与光源的辐射强度 ：If=φIa 3)根据比尔-朗伯定律可得:4)按泰勒级数展开，N很小时：If=φI0klN5)当实验条件固定时： 6) If=αC 原子荧光光度计原理图原子荧光光度计原理图1.气路系统气路系统 2.自自动动进进样样器器 3.氢氢化化物物发发生生系系统统 4.原原子化器子化器 5.激激发发光光源源 6.光光电倍增管电倍增管 7.数数据据处处理理系系统统 8.打打印机印机 A.光学系统光学系统 2)氢化物发生技术原理：砷、锑、铋、锡、硒、碲、铅、锗等元素KBH4反应可形成气态氢化物氢化物特点：常温下是气体原子化温度低AFSGLS截流/样品KBH4WAr 3)分析技术1. 配制溶液：配制溶液：2%(w/v)KBH4: 溶溶解解1克克NaOH 于于去去离离子子水水中中，，然然后后加加入入4克克KBH4，，加加去去离离子子水水稀稀释释至至200ml。
5%HCl: 先先在在烧烧杯杯中中加加入入100ml去去离离子子水水，，然然后后慢慢慢慢加加入入10ml优优级级纯纯浓浓盐盐酸酸，，再再加加去去离离子水至子水至200ml, 作为载流溶液作为载流溶液砷砷标标准准溶溶液液：：0、、2、、4、、8、、12μg/L, 酸酸度度为为5%HCl样样品品溶溶液液：：在在50ml容容量量瓶瓶加加入入10ml水水样样、、2.5ml浓浓盐盐酸酸和和10ml 5%硫硫脲脲＋＋5%抗抗坏坏血血酸混合溶液酸混合溶液, 定容2．分析测试．分析测试: 将将配配制制好好的的溶溶液液按按顺顺序序放放在在样样品品架架上上，，用用氢氢化化物物发发生生原原子子荧荧光光法法测测定定，，并并计计算算测测量量结结果 四、比较 K=3 99.7%K=3 99.7%检出限： 浓度范围 AFS 本钱 速度 AFSAFS 谢谢！ 。
