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1、第三章第三章原子吸收光原子吸收光原子吸收光原子吸收光谱谱分析法分析法分析法分析法仪仪器分析器分析器分析器分析课课程程程程第三章原子吸收光谱分析法p早在早在18021802年,伍朗年,伍朗斯斯顿(W.H.Wollaston)在研究太阳在研究太阳连续光光谱时,就,就发现了太阳了太阳连续光光谱中出中出现的暗的暗线。 太阳光太阳光谱的暗的暗线第三章原子吸收光谱分析法p18591859年,克希荷夫(年,克希荷夫(G.Kirchhoff)与本生(与本生(R.Bunson)在研究碱金属和在研究碱金属和碱土金属的火焰光碱土金属的火焰光谱时,发现钠蒸气蒸气发出的光通出的光通过温度温度较低的低的钠蒸气蒸气时,会引
2、起会引起钠光的吸收,并且根据光的吸收,并且根据钠发射射线与暗与暗线在光在光谱中位置相同中位置相同这一事一事实,断定太阳断定太阳连续光光谱中的暗中的暗线,正是太阳外,正是太阳外围大气圈中的大气圈中的钠原子原子对太阳光太阳光谱中的中的钠辐射吸收的射吸收的结果。果。 原子吸收的原子吸收的发现第三章原子吸收光谱分析法p当有当有辐射通射通过自由原子(如自由原子(如镁、铜原子)蒸气,且入射原子)蒸气,且入射辐射的射的频率等于原子中的率等于原子中的电子由基子由基态跃迁到迁到较高能高能态所需要所需要的能量的能量频率率时,原子就要从,原子就要从辐射射场中吸收能量,中吸收能量,产生吸收,生吸收,电子由基子由基态跃
3、迁到激迁到激发态,同,同时伴随着原子吸收光伴随着原子吸收光谱的的产生。(如生。(如镁原子吸收原子吸收285.2285.2nm279.6nm,铜原子吸收原子吸收324.8324.8nm327.4nm的光)的光) 原子吸收光原子吸收光谱的的产生生第三章原子吸收光谱分析法概述概述定性、定量定性、定量测定元素定元素快速快速灵敏灵敏选择性好性好仪器器简单原子蒸气原子蒸气第三章原子吸收光谱分析法 基本原理基本原理 :依据基:依据基态原子蒸气原子蒸气对特定特定谱线的的吸收吸收进行定量分析。行定量分析。测定定对象:金属元素及少数非金属元素。象:金属元素及少数非金属元素。(定量分析)。(定量分析)。 3.1原子
4、吸收光原子吸收光谱法的基本原理法的基本原理第三章原子吸收光谱分析法原子吸收光原子吸收光谱的特征的特征1.共振共振线-元素的特征元素的特征谱线基基态到第一到第一激激发态基基态激激发态共振吸收共振吸收共振共振发射射第三章原子吸收光谱分析法p共振吸收共振吸收线: :当当电子吸收一定能量从基子吸收一定能量从基态跃迁到能量最低的迁到能量最低的激激发态时所所产生的吸收生的吸收谱线,称,称为共振吸收共振吸收线,简称共振称共振线。p共振共振发射射线:当:当电子从第一激子从第一激发态跃回基回基态时,则发射出射出同同样频率的光率的光辐射,其射,其对应的的谱线称称为共振共振发射射线,也,也简称共振称共振线。p分析分
5、析线:用于原子吸收分析的特征波:用于原子吸收分析的特征波长的的辐射称射称为分析分析线,由于共振由于共振线的分析灵敏度高,光的分析灵敏度高,光强大常作分析大常作分析线使使 用。用。几个基本概念第三章原子吸收光谱分析法1. 1. 谱线谱线特征特征特征特征频频率率率率 最大吸收系数最大吸收系数最大吸收系数最大吸收系数对应频对应频率率率率3. 3. 谱线谱线半半半半宽宽度,度,度,度,最大吸收系数一半最大吸收系数一半最大吸收系数一半最大吸收系数一半处处,频频率差或波率差或波率差或波率差或波长长差差差差2. 2. 最大吸收系数最大吸收系数最大吸收系数最大吸收系数 峰峰峰峰值值吸收系数吸收系数吸收系数吸收
6、系数 0 0原子吸收光原子吸收光原子吸收光原子吸收光谱线轮谱线轮廓廓廓廓图图频频率率率率 吸收系数吸收系数吸收系数吸收系数K Kv vK K0 0K K0 0 /2/2吸收吸收吸收吸收线线不是不是不是不是严严格几何意格几何意格几何意格几何意义义上的上的上的上的线线,有一定有一定有一定有一定频频率率率率宽宽度度度度 吸收吸收吸收吸收线轮线轮廓廓廓廓 0 0、 表征吸收表征吸收表征吸收表征吸收线线的的的的总总体体体体轮轮廓,原廓,原廓,原廓,原子吸收子吸收子吸收子吸收线线的的的的 0.001-0.005nm0.001-0.005nm2.吸收吸收线的的轮廓廓第三章原子吸收光谱分析法即即即即使使使使在
7、在在在较较低低低低的的的的温温温温度度度度,也也也也比比比比自自自自然然然然宽宽度度度度 N N N N来来来来得得得得严严重重重重,是是是是谱谱线线变变宽宽的主要因素的主要因素的主要因素的主要因素. . . .一般情况一般情况一般情况一般情况: : : : D D D D=10=10=10=10-3-3-3-3 nm. nm. nm. nm.3. 3. 压力力变宽(碰撞(碰撞变宽)原子与等离子体中的其他粒子(原子、离子、原子与等离子体中的其他粒子(原子、离子、原子与等离子体中的其他粒子(原子、离子、原子与等离子体中的其他粒子(原子、离子、电电子)相互碰撞子)相互碰撞子)相互碰撞子)相互碰撞而
8、使而使而使而使谱线变宽谱线变宽,等离子体蒸气,等离子体蒸气,等离子体蒸气,等离子体蒸气压压力愈大,力愈大,力愈大,力愈大,谱线谱线愈愈愈愈宽宽。vv 同种粒子碰撞同种粒子碰撞同种粒子碰撞同种粒子碰撞称共振称共振称共振称共振变宽变宽.vv 异种粒子碰撞异种粒子碰撞异种粒子碰撞异种粒子碰撞称称称称劳伦兹劳伦兹(LorentzLorentzLorentzLorentz)变宽变宽。 压压力力力力变宽变宽(碰撞(碰撞(碰撞(碰撞变宽变宽) 为为10101010-3-3-3-3 nm nm nm nm,也是,也是,也是,也是谱线变宽谱线变宽的主要因素的主要因素的主要因素的主要因素. . . .2. 2.
9、2. 2. 多普勒多普勒多普勒多普勒宽宽度度度度 D D D D这这是由原子在空是由原子在空是由原子在空是由原子在空间间作无作无作无作无规热规热运运运运动动所引致的。故又称所引致的。故又称所引致的。故又称所引致的。故又称热变宽热变宽。 1. 1. 1. 1. 自然自然自然自然宽宽度度度度 N N N N与与与与原原原原子子子子外外外外层层电电子子子子发发生生生生能能能能级级间间跃跃迁迁迁迁时时激激激激发发态态原原原原子子子子的的的的寿寿寿寿命命命命有有有有关关关关,是是是是客客客客观观存在。一般情况下存在。一般情况下存在。一般情况下存在。一般情况下约约相当于相当于相当于相当于10101010-
10、5-5-5-5nm ,nm ,nm ,nm ,通常可以忽略。通常可以忽略。通常可以忽略。通常可以忽略。3. 3. 3. 3. 原子光原子光原子光原子光谱线变宽谱线变宽的因素的因素的因素的因素第三章原子吸收光谱分析法符合朗伯比符合朗伯比尔定律定律使使使使用用用用锐锐线线光光光光源源源源时时,吸吸吸吸光光光光度度度度与与与与原原原原子子子子数:数:数:数:A A = = k L Nk L N测测定待定待定待定待测测元素元素元素元素浓浓度,不是原子数,原子化效率恒定度,不是原子数,原子化效率恒定度,不是原子数,原子化效率恒定度,不是原子数,原子化效率恒定 N C,A = KC定定定定量量量量分分分分
11、析析析析的的的的依依依依据据据据I I0 0I It tL L三、原子吸收三、原子吸收值与元素与元素浓度关系度关系第三章原子吸收光谱分析法 3.2 原子吸收分光光度原子吸收分光光度计的的结构和原理构和原理第三章原子吸收光谱分析法原子光原子光谱仪的的结构构原子吸收光原子吸收光谱仪又称原子吸收分光光度又称原子吸收分光光度计,由光源,由光源、原子化器、原子化器、单色器和色器和检测器等四部分器等四部分组成。成。第三章原子吸收光谱分析法仪器器结构构光源光源原子原子化系化系统分光分光系系统检测系系统第三章原子吸收光谱分析法一、光源一、光源作用:作用:产生原子吸收所需要的特征生原子吸收所需要的特征谱线。要要
12、求求:能能发射射待待测元元素素的的共共振振线;能能发射射锐线;辐射射光光强度度大大,稳定定性性好好; ;寿命寿命长;价格便宜。;价格便宜。类型:空心阴极灯、无极放型:空心阴极灯、无极放电灯、蒸气放灯、蒸气放电灯、激光光源灯。灯、激光光源灯。空心阴极灯:空心阴极灯:结构如构如图所示所示第三章原子吸收光谱分析法实现峰峰值吸光度吸光度测量的条件:采用量的条件:采用锐线光源。光源。锐线光源:能光源:能发射出射出谱线宽度很窄度很窄( 为0.00050.002nm)的共振的共振线的光源。的光源。空心阴极灯空心阴极灯第三章原子吸收光谱分析法二、原子化器二、原子化器p 作用:将待作用:将待测样中待中待测元素元
13、素变成气成气态的基的基态原子。原子。p 种种类:火焰原子化器:火焰原子化器非火焰原子化器非火焰原子化器石墨炉原子化器石墨炉原子化器低温原子化器低温原子化器第三章原子吸收光谱分析法(一)火焰原子化器(一)火焰原子化器 1. 1. 1. 1.结结构构构构 火焰原子化法中,常用的是火焰原子化法中,常用的是火焰原子化法中,常用的是火焰原子化法中,常用的是预预混合型原子化器它是由混合型原子化器它是由混合型原子化器它是由混合型原子化器它是由雾雾化化化化器、器、器、器、雾雾化室和燃化室和燃化室和燃化室和燃烧烧器三部分器三部分器三部分器三部分组组成。成。成。成。火焰火焰燃燃烧器器雾雾化室化室化室化室撞撞撞撞击
14、击球球球球毛毛毛毛细细管管管管助燃助燃助燃助燃气入气入气入气入口口口口燃气入口燃气入口燃气入口燃气入口排液口排液口排液口排液口雾雾化器化器化器化器雾雾化器化器化器化器混合室混合室混合室混合室进样进样器器器器燃燃燃燃烧烧器器器器火焰火焰火焰火焰火火火火焰焰焰焰原原原原子子子子化化化化器器器器图图第三章原子吸收光谱分析法(1 1)雾化器化器 作用:将作用:将试液液雾化,供化,供给细小的小的雾滴。滴。制作材料:由不制作材料:由不制作材料:由不制作材料:由不锈钢锈钢或聚四氟乙或聚四氟乙或聚四氟乙或聚四氟乙烯烯做成。做成。做成。做成。(2 2)雾化室化室作用:使气溶胶的作用:使气溶胶的雾粒更粒更为细微、
15、更均匀,并与燃微、更均匀,并与燃 气、助燃气混合均匀后气、助燃气混合均匀后进行燃行燃烧。部件:撞部件:撞击球、球、扰流器。流器。(3 3)燃)燃烧器器作用:作用:产生火焰使生火焰使进入火焰的气溶胶蒸入火焰的气溶胶蒸发和原子化。和原子化。类型:型:单缝式、三式、三缝式式雾化器化器结构示意构示意图主要缺点:主要缺点:雾化效率低化效率低。第三章原子吸收光谱分析法2.2.火焰火焰 试样雾滴滴在在火火焰焰中中,经蒸蒸发,干干燥燥,离离解解(还原原)等等过程程产生大量基生大量基态原子。原子。 第三章原子吸收光谱分析法a a)中性火焰:温度高、)中性火焰:温度高、)中性火焰:温度高、)中性火焰:温度高、稳稳
16、定、干定、干定、干定、干扰扰小、背景低,适合于小、背景低,适合于小、背景低,适合于小、背景低,适合于许许多元素的多元素的多元素的多元素的测测定;定;定;定;b) b) 富燃火焰:富燃火焰:富燃火焰:富燃火焰:还还原性火焰,燃原性火焰,燃原性火焰,燃原性火焰,燃烧烧不完全,不完全,不完全,不完全,测测定定定定较较易形成易形成易形成易形成难难离解氧化物的元素离解氧化物的元素离解氧化物的元素离解氧化物的元素AlAl、CrCr、稀土等;、稀土等;、稀土等;、稀土等;c) c) 贫贫燃火焰:氧化性火焰;火焰温度低,氧化性气氛,适燃火焰:氧化性火焰;火焰温度低,氧化性气氛,适燃火焰:氧化性火焰;火焰温度低
17、,氧化性气氛,适燃火焰:氧化性火焰;火焰温度低,氧化性气氛,适用于碱金属用于碱金属用于碱金属用于碱金属测测定。定。定。定。按照火焰燃气与助燃气的比例不同,火焰可以分按照火焰燃气与助燃气的比例不同,火焰可以分按照火焰燃气与助燃气的比例不同,火焰可以分按照火焰燃气与助燃气的比例不同,火焰可以分为为三三三三类类。火焰的火焰的类型型第三章原子吸收光谱分析法(二)(二). .石墨炉原子化器石墨炉原子化器(1 1)结构,如构,如图所示:所示: 外外气气路路中中ArAr气气体体沿沿石石墨墨管管外外壁壁流流动,冷冷却却保保护石石墨墨管管;内内气气路路中中ArAr气气体体由由管管两两端端流流向向管管中中心心,从
18、从中中心心孔孔流流出出,用用来来保保护原子不被氧化,同原子不被氧化,同时排除干燥和灰化排除干燥和灰化过程中程中产生的蒸汽。生的蒸汽。缺缺点点:精精密密度度差差,测定定速速度度慢慢,操操作作不不够简便便,装装置置复复杂。石墨炉原子化器石墨炉原子化器石墨炉原子化器石墨炉原子化器第三章原子吸收光谱分析法(2 2)原子化)原子化过程程原原子子化化过程程分分为干干燥燥、灰灰化化(去去除除基基体体)、原原子子化化、除除残残(净化)化) 四个四个阶段,待段,待测元素在高温下生成基元素在高温下生成基态原子。原子。第三章原子吸收光谱分析法(3 3)优缺点缺点优点点:原原子子化化程程度度高高,试样用用量量少少(1
19、-50L1-50L),可可测固固体体及及粘稠粘稠试样,灵敏度高,灵敏度高,检测极限极限1010-12 -12 g/Lg/L。缺点:精密度差,缺点:精密度差,测定速度慢,操作不定速度慢,操作不够简便,装置复便,装置复杂。第三章原子吸收光谱分析法(三)低温原子化法(三)低温原子化法 低温原子化法又称化学原子化法,其原子化温度低温原子化法又称化学原子化法,其原子化温度为室温室温至至摄氏数百度。常用的有汞低温原子化法及氏数百度。常用的有汞低温原子化法及氢化法。化法。(1 1)汞低温原子化法)汞低温原子化法-用于汞的用于汞的测定定(2 2)氢化物原子化法化物原子化法 适用于适用于SnSn、PbPb、As
20、As、SbSb、BiBi、SeSe和和TeTe等元等元素的素的测定定第三章原子吸收光谱分析法三、三、单色器色器p作用:将待作用:将待测元素的共振元素的共振线与与邻近近线分开。分开。p组件:色散元件(棱件:色散元件(棱镜、光、光栅),凹凸),凹凸镜、狭、狭缝等。等。 第三章原子吸收光谱分析法1、电子从基子从基态跃迁到激迁到激发态时所所产生的吸收生的吸收谱线称称为共共振吸收振吸收线,在从激,在从激发态跃迁回基迁回基态时,则发射出一定射出一定频率率的光,的光,这种种谱线称称为共振共振发射射线,二者均称,二者均称为共振共振线。各种元。各种元素都有其特有的素都有其特有的共振共振线,称,称为元素的特征元素
21、的特征谱线2、原子吸收光、原子吸收光谱仪中的火焰原子化器是由中的火焰原子化器是由喷雾室室 雾化室化室、 及及燃燃烧器器三部分三部分组成。成。3、分、分别列出列出UV-Vis,AAS及及IR三种吸收光三种吸收光谱分析法中分析法中各各仪器器组成成(请按先后按先后顺序排列序排列):UV-Vis:_光源、分光系光源、分光系统、比色皿、光、比色皿、光电倍增管、倍增管、记录系系统 AAS:光源、光源、 原子化系原子化系统 、分光系、分光系统、检测系系统 、记录系系统 IR:光源、光源、样品池、分光系品池、分光系统、检测系系统 、记录系系统 第三章原子吸收光谱分析法答案答案1 1、共振吸收、共振吸收线,共振
22、,共振发射射线,共振,共振线,共振,共振线,元素的特征元素的特征谱线2 2、喷雾室,室,雾化室,燃化室,燃烧器器3 3、 光源、分光系光源、分光系统、比色皿、光、比色皿、光电倍增管、倍增管、记录系系统 光源、光源、 原子化系原子化系统 、分光系、分光系统、检测系系统 、记录系系统 光源、光源、样品池、分光系品池、分光系统、检测系系统 、记录系系统 第三章原子吸收光谱分析法作作业P83P83 1-31-3第三章原子吸收光谱分析法3.3 原子吸收光原子吸收光谱分析的定量方法分析的定量方法 定定量量分分析析方方法法标准曲准曲线法法标准加入法准加入法第三章原子吸收光谱分析法 配制一配制一组含有不同含有
23、不同浓度被度被测元素的元素的标准溶液,在与准溶液,在与试样测定定完全相同的条件下,按完全相同的条件下,按浓度由低到高的度由低到高的顺序序测定吸光度定吸光度值。绘制吸光度制吸光度对浓度的校准曲度的校准曲线。得回。得回归方程方程A=a+bC,测定定试样的的吸光度,代入方程求出被吸光度,代入方程求出被测元素的含量。元素的含量。ACCxAxO标准曲准曲线 一、一、标准曲准曲线法法第三章原子吸收光谱分析法一一. . 标准曲准曲线法法标液配制注意事液配制注意事项:合合适适的的浓度度范范围;标样和和试样的的测定定条条件件相相同同;扣扣除除空空白白;每次每次测定重配定重配标准系列。准系列。 水中痕量汞的水中痕
24、量汞的标准曲准曲线曲曲线弯曲弯曲基体成分复基体成分复杂怎么怎么办?适用于适用于组分分简单样品品第三章原子吸收光谱分析法二二. . 标准加入法准加入法适于基体复适于基体复杂试样,难于配制与于配制与样品品组成相似成相似标准溶液准溶液 (1)一次)一次标准加入法准加入法取取两两分分相相同同量量的的被被测试液液,其其中中一一分分加加入入一一定定量量的的标准准溶溶液液,稀稀释到相同体到相同体积后后测定吸光度。定吸光度。AB样品品样品品标液液第三章原子吸收光谱分析法 二二. . 标准加入法准加入法根据吸收定律,可得:根据吸收定律,可得:第三章原子吸收光谱分析法 (2)作)作图法法 取取四四份份以以上上体体
25、积相相同同的的试液液(cX),第第一一份份不不加加待待测物物的的标准准溶溶液液(c0),第第二二份份开开始始,依依次次按按比比例例加加入入不不同同量量的的待待测物物的的标准准溶溶液液(cO),定定容容至至同同一一体体积后后浓度度依依次次为: cX , cX +cO , cX +2cO , cX +3cO , cX +4 cO 分分别测得吸光度得吸光度为:AX,A1,A2,A3,A4。 以以A对浓度度C做做图得得一一直直线,再再将将该曲曲线外外推推至至与与浓度度轴相交。交点至坐相交。交点至坐标原点的距离原点的距离Cx 即是被即是被测元素的元素的浓度。度。第三章原子吸收光谱分析法使用使用标准加入法
26、要注意的准加入法要注意的问题:第三章原子吸收光谱分析法例例题 测定某合金种微量定某合金种微量镁。称取。称取0.2687g试样,经化学化学处理后移入理后移入50ml容量瓶中,以蒸容量瓶中,以蒸馏水定容。水定容。取上述取上述试液液10ml于于25ml容量瓶中(共取四份),容量瓶中(共取四份),分分别加入加入镁0.0g、1.0g、2.0g、3.0g、4.0g,蒸,蒸馏水定容。原子吸收水定容。原子吸收测定,定,测出上述各出上述各溶液的吸光度依次溶液的吸光度依次为0.100、0.200、0.300、0.400、0.500.求求试样中中镁的的质量分数。量分数。第三章原子吸收光谱分析法解:根据所解:根据所测
27、数据数据绘出如出如图所所示的工作曲示的工作曲线,曲,曲线与横坐与横坐标交点到原点距离交点到原点距离为1.0,即未加,即未加标准溶液准溶液镁的的25ml容量瓶内,容量瓶内,含有含有1.0g镁,这1.0g镁只来只来源于所加入的源于所加入的10ml试样溶液,溶液,所以可由下式算出所以可由下式算出试样中的中的镁的的质量分数。量分数。第三章原子吸收光谱分析法3.4 实验技技术 第三章原子吸收光谱分析法需需设置哪些置哪些实验条件?条件?P76第三章原子吸收光谱分析法例:例:测定水中微量定水中微量镁待待测水水样第三章原子吸收光谱分析法设置下列置下列实验条件条件p分析分析线 :285.2285.2nm;p光光
28、谱带宽:0.40.4nm; 实验条件条件p空心阴极灯空心阴极灯电流:流:22mA;p乙炔流量乙炔流量 :20002000mL/min;p燃燃烧器高度:器高度:5 5mm。第三章原子吸收光谱分析法测量条件的量条件的选择1. 分析分析线的的选择 通常通常选共振共振线(最灵敏(最灵敏线),但不是),但不是绝对的。的。 如如Hg185nm比比Hg254nm灵灵敏敏50倍倍,但但前前者者处于于真真空空紫紫外外区区,大大气气和和火火焰焰均均对其其产生生吸吸收收;铷共共振振线780.0nm,钠、钾干干扰,可,可选取取 794.0nm 次灵敏次灵敏线作分析作分析线。 此此外外当当待待测原原子子浓度度较高高时,
29、为避避免免过度度稀稀释和和向向试样中引入中引入杂质,可,可选取次灵敏取次灵敏线!查手册,表手册,表3-2第三章原子吸收光谱分析法2.空心阴极灯的空心阴极灯的电流流 在保在保证有有稳定和足定和足够的光的光强的情况下,尽量的情况下,尽量选较低的低的电流。流。 一般商品空心阴极灯一般商品空心阴极灯选用最大用最大电流的流的1/21/3为工作工作电流流注意:空心阴极灯一般需要注意:空心阴极灯一般需要预热1030min第三章原子吸收光谱分析法 灯电流选择方法p实验选择灯灯电流方法:流方法: 在其它在其它实验条件不条件不变的情况下,改的情况下,改变灯灯电流流测量一定量一定浓度度标准溶液吸光度,以吸光度大且准
30、溶液吸光度,以吸光度大且稳定者定者为最佳灯最佳灯电流流 。第三章原子吸收光谱分析法3. 3. 火焰火焰选择 p足足够温度,温度,试样充分分解充分分解为原子蒸气状原子蒸气状态p温度温度过高,增加原子的高,增加原子的电离或激离或激发,基,基态原子数减少原子数减少火焰火焰类型的型的选择:p分析分析线220nm以下元素,以下元素,氢气气-空气。空气。p易易电离元素,低温、中温火焰,乙炔离元素,低温、中温火焰,乙炔-空气;空气;p易生成易生成难解离化合物及解离化合物及难熔氧化物元素,乙炔熔氧化物元素,乙炔-氧化氧化亚氮;氮;p空气乙炔火焰原子化是最常用的火焰原子化方式。空气乙炔火焰原子化是最常用的火焰原
31、子化方式。 要求:要求:火焰火焰类型型选定以后,定以后,须调节燃气与助燃气比例!燃气与助燃气比例!第三章原子吸收光谱分析法 燃气流量的燃气流量的选择方法方法p燃助比影响火焰的性燃助比影响火焰的性质,从而影响原子化,一般来,从而影响原子化,一般来讲仪器器的空气流量的空气流量为固定固定值,可通,可通过燃气流量燃气流量变化化选择燃助比。燃助比。p燃气流量(燃助比)的燃气流量(燃助比)的选择可通可通过实验进行行 绘制吸光度燃气流量曲制吸光度燃气流量曲线,以吸光度最大,以吸光度最大值所所对应的燃的燃气流量气流量为最佳最佳值 。第三章原子吸收光谱分析法4. 燃燃烧器高度的器高度的选择什么是燃什么是燃烧器高
32、度?器高度?p 燃燃烧器高度是燃器高度是燃烧缝平面与空心阴极灯光束的垂直距离。平面与空心阴极灯光束的垂直距离。为什么要什么要设置燃置燃烧器高度?器高度?p火火焰焰区区内内,自自由由原原子子的的空空间分分布布不不均均匀匀,随随火火焰焰条条件件及及元元素素的的性性质而而改改变。调节燃燃烧器器高高度度,使使测量量光光束束从从自自由由原子原子浓度最大的区域通度最大的区域通过,可以得到,可以得到较高的灵敏度。高的灵敏度。温度最高,分析的温度最高,分析的主要主要应用区用区第三章原子吸收光谱分析法 燃燃烧器高度器高度选择方法方法p选择方法:固定其他方法:固定其他实验条件,改条件,改变燃燃烧器高度器高度测定定
33、相同相同浓度度镁标准溶液的吸光度。准溶液的吸光度。p 绘制燃制燃烧器高度器高度吸光度曲吸光度曲线 ,选择吸光度最大吸光度最大处对应的燃的燃烧器高度器高度为最佳最佳值。第三章原子吸收光谱分析法5. 5. 狭狭缝宽度(光度(光谱带宽)的)的选择 实验选择,调节不不同同狭狭缝宽度度,测定定吸吸光光度度随随狭狭缝宽度度变化化。不不引引起起吸吸光光度度减减小小的的最最大大狭狭缝宽度度为合合适适的的狭狭缝宽度度。对谱线复复杂的的元元素素如如Fe、Co 和和 Ni,较小小的的狭狭缝宽度下度下测定。定。p选择方法:方法: 固固定定其其它它实验条条件件测定定不不同同光光谱带宽时一一定定浓度度镁标准准溶溶液液的的
34、吸吸光光度度,绘制制吸吸光光度度光光谱带宽曲曲线,选择吸光度最大者吸光度最大者为最佳狭最佳狭缝宽度。度。 第三章原子吸收光谱分析法6. 6. 进样量的量的选择 过大或大或过小都影响小都影响测量量过程:程: 过小,信号太弱。小,信号太弱。 过大,在火焰原子化法中,大,在火焰原子化法中,对火焰会火焰会产生冷却效生冷却效应; 在石墨炉原子化法中,会使除残在石墨炉原子化法中,会使除残产生困生困难。实验测定吸光度与定吸光度与进样量的量的变化,化,选择合适的合适的进样量量。 第三章原子吸收光谱分析法p最佳最佳实验条件条件选择完成后并不意味着完成后并不意味着测定的准确无定的准确无误,因因为实际样品的品的组成
35、复成复杂,可能存在着各种干,可能存在着各种干扰。 p干干扰:原子吸收:原子吸收测量量过程中有些因素会使原子吸收信号程中有些因素会使原子吸收信号降低或增大,降低或增大,导致致测量量结果偏低或偏高的果偏低或偏高的现象称象称为干干扰。 二、干二、干扰及其消除及其消除第三章原子吸收光谱分析法p原子吸收光原子吸收光谱法的干法的干扰分分为:物理干物理干扰;-基体干基体干扰化学干化学干扰;电离干离干扰;光光谱干干扰。干干扰的种的种类(P79)二、干二、干扰及其消除及其消除第三章原子吸收光谱分析法p产生原因:由于溶液的物理性生原因:由于溶液的物理性质(如粘度、表面(如粘度、表面张力、密度和蒸气力、密度和蒸气压
36、等)的等)的变化而引起原子吸收化而引起原子吸收强度下降的效度下降的效应。 p产生生的的过程程:物物理理干干扰主主要要发生生在在试液液抽抽吸吸过程程、雾化化过程程和和蒸蒸发过程。程。p干干扰种种类:物理干:物理干扰是非是非选择性干性干扰,对试样各元素的影响基本相同。各元素的影响基本相同。 p消消除除方方法法:消消除除物物理理干干扰的的主主要要方方法法是是配配制制与与被被测试样相相似似组成成的的标准溶液或采用准溶液或采用标准加入法。准加入法。1.物理干物理干扰及消除方法及消除方法第三章原子吸收光谱分析法p产生生原原因因:由由于于在在样品品处理理及及原原子子化化过程程中中,待待测元元素素的的原原子子
37、与与干干扰物物质组分分发生生化化学学反反应,形形成成更更稳定定的的化化合合物物,从从而而影影响响待待测元元素素化化合合物物的的解解离离及及其其原原子子化化,致致使使火火焰焰中中基基态原原子子数数目目减减少少,而而产生的干生的干扰。p类型:化学干型:化学干扰是一种是一种选择性干性干扰。2.化学干化学干扰及消除方法及消除方法第三章原子吸收光谱分析法p产生原因:在高温下,原子生原因:在高温下,原子电离成离子,而使基离成离子,而使基态原子数目原子数目减少,减少,导致致测定定结果偏低,此种干果偏低,此种干扰称称电离干离干扰。 p电离干离干扰主要主要发生在生在电离离势较低的碱金属和部分碱土金属中。低的碱金
38、属和部分碱土金属中。p消除方法:消除消除方法:消除电离干离干扰最有效的方法是在最有效的方法是在试液中加入液中加入过量量比待比待测元素元素电离离电位低的其他元素(通常位低的其他元素(通常为碱金属元素)。碱金属元素)。 如大量如大量KCl 的加入可抑制的加入可抑制Ca的的电离。离。 K K+ + e Ca+ e Ca3. 电离干离干扰第三章原子吸收光谱分析法p产生生原原因因:光光谱干干扰是是由由于于分分析析元元素素吸吸收收线与与其其他他吸吸收收线或或辐射射不不能能完完全全分分开开而而产生的干生的干扰。p干干扰类型型:光光谱干干扰包包括括谱线干干扰(吸吸收收线重重叠叠;光光谱通通带内内存存在在的的非
39、非吸吸收收线)和和背景干背景干扰两种。两种。3.光光谱干干扰及消除及消除消除方法:消除方法:p 吸收吸收线重叠重叠 另另选其他无干其他无干扰的分析的分析线进行行测定或定或预先分离干先分离干扰元素。元素。 p 光光谱通通带内存在的非吸收内存在的非吸收线减小狭减小狭缝 或适当减小灯或适当减小灯电流。流。第三章原子吸收光谱分析法1 1、产生原因:气生原因:气态分子分子对光的吸收及高光的吸收及高浓度度盐的固体微粒的固体微粒对光的散射引起。光的散射引起。 2 2、消除方法:、消除方法:氘灯自灯自动背景校正背景校正背景干背景干扰及消除方法及消除方法第三章原子吸收光谱分析法作业P82-83 第第23,2423,24题第三章原子吸收光谱分析法解:解:一次一次标准加入法准加入法 取取两两分分相相同同量量的的被被测试液液,其其中中一一分分加加入入一一定定量量的的标准准溶溶液液,稀稀释到相同体到相同体积后后测定吸光度。定吸光度。AB样品品样品品标液液根据吸收定律,可得:根据吸收定律,可得:第三章原子吸收光谱分析法