第7讲原子吸收和原子荧光光谱法.ppt

主讲：石文兵;第一节概述（Introduction）;这就用实验的手段证实了太阳光谱中的D暗线，正是由于太阳大气圈中的钠原子对太阳光谱中的钠辐射产生吸收的结果。这是人类第一次认识到原子吸收现象。

直到1955年，才由澳大利亚物理学家瓦尔西首先提出利用原子吸收现象，可以对某些金属元素进行分析。从此以后，原子吸收光谱法就逐渐成为一种强有力的分析手段，出现在现代仪器分析的行列中。;;特点：

(1)检出限低，10-10～10-14g；

(2)准确度高，1%～5%；

(3)选择性高，一般情况下共存元素不干扰；

(4)应用广，可测定70多个元素。

2.缺点：难熔元素、非金属元素测定困难，

不能进行多元素同时测定。;第二节原子吸收光谱法的原理;当原子的最外层电子吸收—定能量的光子而由基态跃迁到较高的能级上时，原子的能量状态叫激发态。基态原子被激发的过程，也就是原子吸收的过程。

激发态的能量较高，很不稳定，其寿命约为10-7~10-8s，即在一瞬间，电子又会自发地从高能级跃迁回到低能级，同时向各个方向辐射出一定能量的光子。这一过程就是原子发射过程。

基态原子被激发所吸收的能量，等于相应激发态原子跃迁回到基态所发射出的能量，此能量等于原子的两能级能量差：;基态;（二）吸收线的轮廓与变宽;2.吸收线的轮廓与变宽;（1）自然宽度

在无外界条件影响时，谱线的固有宽度称为自然宽度，以ΔνN或ΔλN表示。激发态原子的平均寿命越短，能级宽度越宽，谱线的自然宽度越大。一般共振线的自然宽度ΔλN为10-6-10-5nm。

（2）多普勒(Doppler)变宽

多普勒变宽是由原子在空间作相对热运动引起的谱线变宽，又称热变宽。以ΔνD或ΔλD表示。谱线的多普勒变宽宽度由下式决定.;或;（3）碰撞变宽（压力变宽）

碰撞变宽是由同种辐射原子间或辐射原子与其它粒子间相互碰撞而产生的。

（4）自吸变宽

光源空心阴极灯发射的共振线被灯内同种基态原子所吸收产生自吸现象。灯电流越大，自吸现象越严重。

（5）场致变宽

外界电场、带电粒子、离子形成的电场及磁场的作用使谱线变宽的现象，影响较小。;二、基态原子数与原子化温度的关系;（一）积分吸收测量法：测量气态基态原子吸收共振线的总能量的方法。根据光的吸收定律和爱因斯坦辐射量子理论，谱线的积分吸收与基态原子密度的关系由下式表达：;对于给定的元素来讲：;在原子吸收分析中使用锐线光源来测量谱线的峰值吸收。;峰值吸收:;将各常数合并，得：;第三节原子吸收光谱仪器;一、锐线光源

锐线光源的作用是发射谱线宽度很窄的元素共振线，提供待测元素的特征光谱，获得较高的灵敏度和准确度。

锐线光源应满足如下要求：

（1）能发射待测元素的共振线；

（2）辐射光强度大，稳定性好；

（3）背景小、寿命长、操作方便。;（一）空心阴极灯的构造;在电场作用下，空心阴极内开始辉光放电；空心阴极发射出的电子高速奔向阳极，并与灯内填充的惰性气体原子发生碰撞，使其电离，产生的正离子又在电场的作用下加速向阴极撞击，使空心阴极内衬的金属物质发生阴极溅射。这些被溅射出来的原子蒸气与其它粒子（电子、离子、原子）相互碰撞而被激发，于是阴极发射出元素特征光谱。

用不同待测元素作阴极材料，可制成相应空心阴极灯。

空心阴极灯的辐射强度与灯的工作电流有关。

优点：辐射光强度大，稳定，谱线窄，灯容易更换。;二、原子化器

作用：将试样蒸发并使待测定元素转化为基态原子蒸气。

原子化方法：火焰原子化法和非火焰原子化法。

火焰原子化法：操作简单，对大多数元素灵敏度较高，应用广泛；但雾化效率低，原子化效率也低。

非火焰原子化法：有更高的原子化效率和很高的灵敏度。但精密度较差，操作也比较复杂。;预混合型原子化器

1－火焰2－燃烧器3－撞击球4－毛细管5－雾化器6－试液7－废液8－雾化室9－空气或N2O;1.雾化器它的作用是将试液雾化。2.雾化室它的作用有三个：a.使较大雾粒沉降、凝聚从废液口排出；b.使雾粒与燃气、助燃气均匀混合形成气溶胶，再进入火焰原子化；c.“缓冲”稳定混合气气压，产生稳定火焰。3.燃烧器它的作用是产生火焰，使进入火焰的试样气溶胶蒸发和原子化。;4.火焰