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紫外分光光度法的原理.ppt

发布:2025-02-25约8.99千字共10页下载文档
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第八章原子吸收分光光度法的原理1由原子结构理论可知,一个原子可具有多种能态,其中最低的能态称为基态,其它较高的能态称为激发态。处于基态的原子称为基态原子。原子吸收分光光度法的原理是:使样品中化合态的元素吸收热能,化合物解离后让元素变为基态原子。基态原子的能量最低,最稳定,如果基态原子受外界能量激发,其最外层电子可能跃迁到不同的能级,达到不同的激发态。电子从基态跃迁到能量最低的激发态(第一激发态)时要吸收一定波长的谱线,这一谱线称为“共振吸收线”。2E6.E5.E4.E3.E2.E1.最低激发态能级(第一激发态)EE0.基态原子能量的吸收和发射较高激发态能级而当电子从激发态再跃迁回基态时,则辐射出相同波长的谱线,这一谱线称为“共振发射线”,两线均称为共振线,波长是相同的。01由于各种元素原子结构和核外电子排列不同,因此从基态跃迁到第一激发态(或由第一激发态跃迁回基态)时吸收或辐射的能量不同,因而各元素有不同波长的共振线,所以元素的共振线又称为元素的特征谱线。因为从基态到第一激发态的跃迁最容易发生,所以对大多数元素来讲,共振吸收线是元素所有谱线中最灵敏的谱线,原子吸收分光光度法就是利用基态原02子跃迁到第一激发态时吸收从光源灯(元素灯)发出的同一元素的共振吸收谱线(又叫分析线,相当于吸收峰)。但原子的吸收谱线并不是几何学上的线条,而是有一定宽度的波长范围,通常称为谱线轮廓。KoIvKo/2半宽度———Vo——————Vo———透射光强度Iv与波长Vo的关系吸收线轮廓与半宽度若将吸收系数Kv随入射光波长变化的关系做图,则称吸收线轮廓,吸收线轮廓的特征值是吸收线中心波长(或频率)为Vo,在Vo处,吸收系数Ko最大,在Vo两侧一定距离后Kv减为零。吸收谱线在Vo两侧有一定宽度,通常以吸收系数等于极大值的一半(Ko/2)处吸收线两点间的轮廓(频率范围)表示吸收线的宽度01,称为吸收线的半宽度,以△V表示,其范围为0.001~0.01nm。同样发射谱线也有宽度,不过实际使用中都是用吸收谱线中心的最大吸收值Ko来测定元素含量,称为峰值吸收。02入射光强度Iov透过光强度Iv研究证明,原子蒸气对共振发射谱线的吸收程度和蒸气中基态原子数成正比,也即同原子浓度成正比。当一束强度为Iov、频率为v的入射光(谱线)通过原子蒸气后,有一部分被吸收,其透过光的强度Iv与原子蒸气厚度(即火焰的宽度)L、原子蒸气浓度C的关系同有色溶液吸收光的情况完全类似,服从郎伯-比尔定律,即Iv=Iove-KvCL,式中e是自然对数的底,Kv是原子蒸气对频率为V的入射光的吸收系数。火焰宽度L当原子蒸气厚度L一定时,设-KvL=-K,Iv=Iove-KC,Iov/Iv=e-KC,将透光度Iv/Iov的的倒数取对数称为吸光度A,则上式简化为A=-Ig(Iv/Iov)=KC,即吸光度A与浓度成线性正比关系。在确定的实验条件下,原子蒸气中的原子浓度与样品中的元素实际浓度成正比,这就是原子吸收分光光度法测定元素的原理。实际测定中还有许多注意事项:元素测定都要先制备工作曲线,每个工作曲线至少要6~7个点,而且最好从低浓度—高浓度,范围尽可能大,而且要符合线性关系。处理样品同时要制备它的空白对照管,测定管吸光度减去空白管吸光度,再通过工作曲线计算元素浓度。原子吸收分析的优点是灵敏度高,绝对检出线可达10-9~10-10g,相对误差一般0.1~0.5%,测定范围广,从10-6~10-9g。选择性好,分析速度快,溶液中多种离子不需要分离直接测定。但也有缺点,主要是元素在火焰中燃烧过程中有许多干扰因素。原子吸收分析,样品溶液的最适浓度在灵敏度的15~100倍范围内。一些元素的分析谱线镁:285.2nm;钙:422.7nm;铁:248.3nm;铜:324.8nm;锰:279.5nm;锌:213.9nm;铬:357.9nm;镍:232.0nm;钴:240.7nm钼:313.3nm铅:283.

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