




版權(quán)說(shuō)明:本文檔由用戶(hù)提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡(jiǎn)介
1、1第第3章章 原子吸收光譜分析原子吸收光譜分析(Atomic Absorption Spectrometry, AAS)23.1 3.1 概述概述 原子吸收光譜法:原子吸收光譜法:又稱(chēng)原子吸收分光光度法,是基于又稱(chēng)原子吸收分光光度法,是基于試樣蒸氣相中被測(cè)元素的基態(tài)原子對(duì)由光源發(fā)出的該試樣蒸氣相中被測(cè)元素的基態(tài)原子對(duì)由光源發(fā)出的該原子的特征性窄頻輻射產(chǎn)生共振吸收,其吸光度在一原子的特征性窄頻輻射產(chǎn)生共振吸收,其吸光度在一定范圍內(nèi)與蒸氣相中被測(cè)元素的基態(tài)原子濃度成正比,定范圍內(nèi)與蒸氣相中被測(cè)元素的基態(tài)原子濃度成正比,以此測(cè)定試樣中該元素含量的一種儀器分析方法。以此測(cè)定試樣中該元素含量的一種儀器分
2、析方法。 3原子吸收光譜法分析過(guò)程原子吸收光譜法分析過(guò)程首先把分析試樣經(jīng)適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)處理后變?yōu)樵囈?,然后把試液引首先把分析試樣?jīng)適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)處理后變?yōu)樵囈?,然后把試液引入原子化器中進(jìn)行蒸發(fā)離解及原子化,使被測(cè)組分變成氣態(tài)基入原子化器中進(jìn)行蒸發(fā)離解及原子化,使被測(cè)組分變成氣態(tài)基態(tài)原子。態(tài)原子。用被測(cè)元素對(duì)應(yīng)的特征波長(zhǎng)輻射用被測(cè)元素對(duì)應(yīng)的特征波長(zhǎng)輻射(元素的共振線(xiàn)元素的共振線(xiàn))照射原子化器中的照射原子化器中的原子蒸汽,則該輻射部分被吸收,原子蒸汽,則該輻射部分被吸收,通過(guò)檢測(cè),記錄被吸收的程度,進(jìn)通過(guò)檢測(cè),記錄被吸收的程度,進(jìn)行該元素的定量分析行該元素的定量分析 .4原子吸收與紫外可見(jiàn)吸收原子吸收與紫
3、外可見(jiàn)吸收原子吸收原子吸收紫外可見(jiàn)吸收紫外可見(jiàn)吸收原理原理朗伯比爾定律朗伯比爾定律朗伯比爾定律朗伯比爾定律吸收物質(zhì)狀態(tài)吸收物質(zhì)狀態(tài)基態(tài)原子對(duì)其特征譜線(xiàn)基態(tài)原子對(duì)其特征譜線(xiàn)的吸收的吸收分子、離子對(duì)光的分子、離子對(duì)光的吸收吸收光源光源銳線(xiàn)光源銳線(xiàn)光源連續(xù)光源連續(xù)光源譜線(xiàn)形狀譜線(xiàn)形狀窄帶窄帶寬帶寬帶種類(lèi)種類(lèi)原子光譜原子光譜分子光譜分子光譜5原子吸收法的特點(diǎn)原子吸收法的特點(diǎn) 靈敏度高,檢出限低;靈敏度高,檢出限低; 精密度好;精密度好; 選擇性好,方法簡(jiǎn)便;選擇性好,方法簡(jiǎn)便; 準(zhǔn)確度高,分析速度快;準(zhǔn)確度高,分析速度快; 應(yīng)用廣泛。應(yīng)用廣泛。 局限:局限:不能對(duì)多元素同時(shí)測(cè)定(需更換光源)、對(duì)難不能
4、對(duì)多元素同時(shí)測(cè)定(需更換光源)、對(duì)難熔元素測(cè)定靈敏度和精密度較低、對(duì)于成分復(fù)雜樣品熔元素測(cè)定靈敏度和精密度較低、對(duì)于成分復(fù)雜樣品干擾較嚴(yán)重、對(duì)多數(shù)非金屬元素不能直接測(cè)定。干擾較嚴(yán)重、對(duì)多數(shù)非金屬元素不能直接測(cè)定。6元素周期表中可用原子吸收光譜法分析的元素元素周期表中可用原子吸收光譜法分析的元素73.2 3.2 原子吸收光譜法的基本原理原子吸收光譜法的基本原理3.2.1 3.2.1 原子吸收光譜的產(chǎn)生原子吸收光譜的產(chǎn)生 基態(tài)原子吸收其共振輻射,外層電子由基態(tài)躍遷至激發(fā)態(tài)基態(tài)原子吸收其共振輻射,外層電子由基態(tài)躍遷至激發(fā)態(tài)而產(chǎn)生原子吸收光譜。而產(chǎn)生原子吸收光譜。8 各種元素的基態(tài)至第一激發(fā)態(tài)躍遷最易
5、發(fā)生,吸收最強(qiáng),最靈各種元素的基態(tài)至第一激發(fā)態(tài)躍遷最易發(fā)生,吸收最強(qiáng),最靈敏線(xiàn)敏線(xiàn)主共振吸收線(xiàn)。主共振吸收線(xiàn)。 各種元素的原子結(jié)構(gòu)和外層電子排布不同,由基態(tài)至第一激發(fā)各種元素的原子結(jié)構(gòu)和外層電子排布不同,由基態(tài)至第一激發(fā)態(tài)躍遷吸收能量不同,共振線(xiàn)不同態(tài)躍遷吸收能量不同,共振線(xiàn)不同具有特征性。具有特征性。 利用基態(tài)的原子蒸氣對(duì)光源輻射的特征譜線(xiàn)(共振線(xiàn))的吸收利用基態(tài)的原子蒸氣對(duì)光源輻射的特征譜線(xiàn)(共振線(xiàn))的吸收可以進(jìn)行定量分析。可以進(jìn)行定量分析。 光譜位于光譜的紫外區(qū)和可見(jiàn)區(qū)。光譜位于光譜的紫外區(qū)和可見(jiàn)區(qū)。93.2.2 3.2.2 原子吸收譜線(xiàn)輪廓與變寬原子吸收譜線(xiàn)輪廓與變寬 一束不同頻率強(qiáng)度
6、為一束不同頻率強(qiáng)度為I0的平行光通過(guò)厚度為的平行光通過(guò)厚度為l的原子蒸氣,一的原子蒸氣,一部分光被吸收,透過(guò)光的強(qiáng)度部分光被吸收,透過(guò)光的強(qiáng)度Iv與與I0服從朗伯服從朗伯比爾定律:比爾定律: 式中式中Kv是基態(tài)原子對(duì)頻率為是基態(tài)原子對(duì)頻率為v的光的吸收系數(shù)的光的吸收系數(shù)lKvveII010 原子結(jié)構(gòu)較分子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,理論上應(yīng)產(chǎn)生線(xiàn)狀光譜吸收線(xiàn)。原子結(jié)構(gòu)較分子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,理論上應(yīng)產(chǎn)生線(xiàn)狀光譜吸收線(xiàn)。 實(shí)際上用特征吸收頻率輻射光照射時(shí),獲得具有一定寬度、實(shí)際上用特征吸收頻率輻射光照射時(shí),獲得具有一定寬度、輪廓(形狀)、占據(jù)一定頻率或波長(zhǎng)范圍的光譜線(xiàn)。輪廓(形狀)、占據(jù)一定頻率或波長(zhǎng)范圍的光譜線(xiàn)。 l
7、表征吸收線(xiàn)輪廓表征吸收線(xiàn)輪廓(峰峰)的參數(shù):的參數(shù): 中心頻率中心頻率 0 或波長(zhǎng)或波長(zhǎng)0 半寬度:半寬度: 或或 11譜線(xiàn)寬度的影響因素譜線(xiàn)寬度的影響因素1.1.自然寬度自然寬度 N (10-5nm) 在無(wú)外界影響時(shí)譜線(xiàn)的寬度。自然寬度與激發(fā)態(tài)原子的平均壽在無(wú)外界影響時(shí)譜線(xiàn)的寬度。自然寬度與激發(fā)態(tài)原子的平均壽命有關(guān)。命有關(guān)。2.2.多普勒(多普勒(DopplerDoppler)變寬)變寬 D ( 10-3nm) 由于原子在空間作無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)所導(dǎo)致的,故也稱(chēng)為熱變寬。由于原子在空間作無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)所導(dǎo)致的,故也稱(chēng)為熱變寬。 DopplerDoppler變寬隨溫度升高、譜線(xiàn)頻率升高和相對(duì)原子質(zhì)量減
8、小而變寬隨溫度升高、譜線(xiàn)頻率升高和相對(duì)原子質(zhì)量減小而變寬。變寬。rrDATvARTcvv0701016. 7)2(ln22123.壓力變寬壓力變寬( 10-3nm) 當(dāng)原子吸收區(qū)氣體壓力變大時(shí),相互碰撞引起的變寬是當(dāng)原子吸收區(qū)氣體壓力變大時(shí),相互碰撞引起的變寬是不可忽略的。原子之間的相互碰撞導(dǎo)致能級(jí)變化,激發(fā)不可忽略的。原子之間的相互碰撞導(dǎo)致能級(jí)變化,激發(fā)態(tài)原子平均壽命縮短,引起譜線(xiàn)變寬。態(tài)原子平均壽命縮短,引起譜線(xiàn)變寬。 勞倫茲(勞倫茲(Lorentz)變寬)變寬:待測(cè)元素原子和其他粒子碰撞。:待測(cè)元素原子和其他粒子碰撞。隨原子區(qū)壓力增加和溫度升高而增大。隨原子區(qū)壓力增加和溫度升高而增大。
9、赫魯茲馬克(赫魯茲馬克(Holtsmark)變寬(共振變寬):同種原子)變寬(共振變寬):同種原子碰撞。濃度高時(shí)起作用,在原子吸收中可忽略。碰撞。濃度高時(shí)起作用,在原子吸收中可忽略。134.自吸變寬自吸變寬 光源空心陰極燈發(fā)射的共振線(xiàn)被燈內(nèi)同種基態(tài)原子所吸光源空心陰極燈發(fā)射的共振線(xiàn)被燈內(nèi)同種基態(tài)原子所吸收產(chǎn)生自吸現(xiàn)象。燈電流越大,自吸現(xiàn)象越嚴(yán)重。收產(chǎn)生自吸現(xiàn)象。燈電流越大,自吸現(xiàn)象越嚴(yán)重。5.場(chǎng)致變寬場(chǎng)致變寬 外界電場(chǎng)、帶電粒子、離子形成的電場(chǎng)及磁場(chǎng)的作用使外界電場(chǎng)、帶電粒子、離子形成的電場(chǎng)及磁場(chǎng)的作用使譜線(xiàn)變寬的現(xiàn)象;影響較小。譜線(xiàn)變寬的現(xiàn)象;影響較小。143.2.3 3.2.3 原子吸收譜
10、線(xiàn)的測(cè)量原子吸收譜線(xiàn)的測(cè)量 非單色光對(duì)吸收量的影響非單色光對(duì)吸收量的影響 a.a.分子吸收,分子吸收, b.b.原子吸收原子吸收151. 1. 積分吸收積分吸收 在原子吸收光譜中,要準(zhǔn)確測(cè)量原子所產(chǎn)生的吸收值,就必須在原子吸收光譜中,要準(zhǔn)確測(cè)量原子所產(chǎn)生的吸收值,就必須包括原子蒸氣所吸收的全部能量,即吸收曲線(xiàn)下面所包括對(duì)全包括原子蒸氣所吸收的全部能量,即吸收曲線(xiàn)下面所包括對(duì)全部面積,這就是積分吸收。部面積,這就是積分吸收。002NfNmcedvKv 在吸收線(xiàn)輪廓內(nèi),吸收系數(shù)在吸收線(xiàn)輪廓內(nèi),吸收系數(shù)Kv對(duì)對(duì)頻率頻率的積分稱(chēng)為積分吸收系數(shù),的積分稱(chēng)為積分吸收系數(shù),簡(jiǎn)稱(chēng)為積分吸收。簡(jiǎn)稱(chēng)為積分吸收。1
11、617 若能測(cè)定積分吸收,則可求出原若能測(cè)定積分吸收,則可求出原子濃度。子濃度。 若用一般光源照射時(shí),吸收光的若用一般光源照射時(shí),吸收光的強(qiáng)度變化僅為強(qiáng)度變化僅為0.5%。靈敏度極差。靈敏度極差。 測(cè)定譜線(xiàn)半寬度僅為測(cè)定譜線(xiàn)半寬度僅為10-3nm的積的積分吸收,需要分辨率很高的色散分吸收,需要分辨率很高的色散儀器。儀器。0NdvKv182. 2. 銳線(xiàn)光源銳線(xiàn)光源 銳線(xiàn)光源是發(fā)射線(xiàn)半寬度遠(yuǎn)小于吸收銳線(xiàn)光源是發(fā)射線(xiàn)半寬度遠(yuǎn)小于吸收線(xiàn)半寬度的光源,如空心陰極燈。在線(xiàn)半寬度的光源,如空心陰極燈。在使用銳線(xiàn)光源時(shí),光源發(fā)射線(xiàn)半寬度使用銳線(xiàn)光源時(shí),光源發(fā)射線(xiàn)半寬度很小,并且發(fā)射線(xiàn)與吸收線(xiàn)的中心頻很小,并
12、且發(fā)射線(xiàn)與吸收線(xiàn)的中心頻率一致。率一致。 這時(shí)發(fā)射線(xiàn)的輪廓可看作一個(gè)很窄的這時(shí)發(fā)射線(xiàn)的輪廓可看作一個(gè)很窄的矩形,即峰值吸收系數(shù)矩形,即峰值吸收系數(shù)K Kv v在此輪廓內(nèi)在此輪廓內(nèi)不隨頻率而改變,吸收只限于發(fā)射線(xiàn)不隨頻率而改變,吸收只限于發(fā)射線(xiàn)輪廓內(nèi)。輪廓內(nèi)。193.3.峰值吸收峰值吸收 吸收線(xiàn)輪廓中心波長(zhǎng)處的吸收系吸收線(xiàn)輪廓中心波長(zhǎng)處的吸收系數(shù)數(shù)K0,稱(chēng)為峰值吸收系數(shù),簡(jiǎn),稱(chēng)為峰值吸收系數(shù),簡(jiǎn)稱(chēng)為峰值吸收。稱(chēng)為峰值吸收。 目前原子吸收光譜法都是以峰值目前原子吸收光譜法都是以峰值吸收代替積分吸收測(cè)量,峰值吸吸收代替積分吸收測(cè)量,峰值吸收法是直接測(cè)量吸收輪廓中心頻收法是直接測(cè)量吸收輪廓中心頻率所對(duì)
13、應(yīng)的峰值吸收系數(shù)率所對(duì)應(yīng)的峰值吸收系數(shù)K0來(lái)來(lái)確定蒸氣中的原子濃度。確定蒸氣中的原子濃度。圖 峰值吸收測(cè)量示意圖20 1955年年Walsh A提出,在溫度不太高的穩(wěn)定火焰條件下,峰提出,在溫度不太高的穩(wěn)定火焰條件下,峰值吸收系數(shù)值吸收系數(shù)K0與火焰中被測(cè)元素的基態(tài)原子濃度與火焰中被測(cè)元素的基態(tài)原子濃度N0也成正比。也成正比。 在通常原子吸收測(cè)定條件下,原子吸收線(xiàn)輪廓取決于在通常原子吸收測(cè)定條件下,原子吸收線(xiàn)輪廓取決于Doppler寬度,吸收系數(shù)為:寬度,吸收系數(shù)為: 2002ln)(2expDvvvvKKfNmcevKD0202ln2l 峰值吸收系數(shù)與基態(tài)原子濃度成正比,只要測(cè)出峰值吸收系數(shù)
14、與基態(tài)原子濃度成正比,只要測(cè)出K0就可以得到就可以得到N021實(shí)際測(cè)量實(shí)際測(cè)量 強(qiáng)度為強(qiáng)度為I I0 0的某一波長(zhǎng)的輻射通過(guò)均勻的原子蒸氣時(shí),根據(jù)吸的某一波長(zhǎng)的輻射通過(guò)均勻的原子蒸氣時(shí),根據(jù)吸收定律,有收定律,有: : 或或lKveII0lKIIAv434. 0lg022 采用銳線(xiàn)光源進(jìn)行測(cè)量,則采用銳線(xiàn)光源進(jìn)行測(cè)量,則v發(fā)發(fā) v吸吸 ,在輻射線(xiàn)寬度范圍內(nèi),在輻射線(xiàn)寬度范圍內(nèi),K可近似可近似認(rèn)為不變,并近似等于峰值時(shí)的吸收認(rèn)為不變,并近似等于峰值時(shí)的吸收系數(shù)系數(shù)K0,則:,則:lKIIA00434. 0lg發(fā)射線(xiàn)發(fā)射線(xiàn)23 峰值吸收系數(shù)峰值吸收系數(shù)K0與譜線(xiàn)的寬度有關(guān),在通常原子吸收測(cè)定條與譜
15、線(xiàn)的寬度有關(guān),在通常原子吸收測(cè)定條件下,原子吸收的輪廓取決于多普勒變寬件下,原子吸收的輪廓取決于多普勒變寬 DfNmcevKD0202ln2flNmcevlKIIAD02002ln2434. 0434. 0lg則:則:在具體測(cè)定時(shí)在具體測(cè)定時(shí),除,除N0、l其余都為定值,故:其余都為定值,故:lNkA024基態(tài)原子數(shù)與原子吸收定量基礎(chǔ)基態(tài)原子數(shù)與原子吸收定量基礎(chǔ) 原子蒸氣中基態(tài)原子數(shù)與待測(cè)元素原子總數(shù)的關(guān)系原子蒸氣中基態(tài)原子數(shù)與待測(cè)元素原子總數(shù)的關(guān)系 在原子吸收光譜法中,原子化溫度一般為在原子吸收光譜法中,原子化溫度一般為200020003000K3000K,此,此時(shí)大多數(shù)化合物可離解為原子狀
16、態(tài),其中包括被測(cè)元素的基時(shí)大多數(shù)化合物可離解為原子狀態(tài),其中包括被測(cè)元素的基態(tài)原子和激發(fā)態(tài)原子。在一定溫度下,當(dāng)體系處于熱力學(xué)平態(tài)原子和激發(fā)態(tài)原子。在一定溫度下,當(dāng)體系處于熱力學(xué)平衡時(shí),二者之比符合玻爾茲曼分布規(guī)律:衡時(shí),二者之比符合玻爾茲曼分布規(guī)律: 在原子化時(shí),基態(tài)原子數(shù)在原子化時(shí),基態(tài)原子數(shù)N N0 0近似等于吸收輻射的原子總數(shù)近似等于吸收輻射的原子總數(shù)N N 。kTEiiieggNN002526 在實(shí)驗(yàn)條件一定時(shí),被測(cè)元素的濃度在實(shí)驗(yàn)條件一定時(shí),被測(cè)元素的濃度c與原子中原子總與原子中原子總數(shù)數(shù)N保持一定的比例關(guān)系:保持一定的比例關(guān)系:Na c (a為比例常數(shù))為比例常數(shù)) 又因?yàn)椋河忠?/p>
17、為:N0N,則則:N0a c 則則: 原子蒸汽厚度原子蒸汽厚度 l 在一定的儀器中是確定的。在一定的儀器中是確定的。 即: 原子吸收測(cè)測(cè)量的基本關(guān)關(guān)系式alcklNkA0kcA 27結(jié)論:結(jié)論: 只要所討論的體系是一個(gè)溫度不太高的熱平衡體只要所討論的體系是一個(gè)溫度不太高的熱平衡體系、吸收介質(zhì)均勻且光學(xué)厚度不太大、入射光系、吸收介質(zhì)均勻且光學(xué)厚度不太大、入射光是是嚴(yán)格的單色輻射(即嚴(yán)格的單色輻射(即v人人 90%),測(cè)定的靈敏度高,檢測(cè)限可達(dá)),測(cè)定的靈敏度高,檢測(cè)限可達(dá)10121014g;樣品用量少,液體樣品和固體樣品均可直接測(cè)定。;樣品用量少,液體樣品和固體樣品均可直接測(cè)定。 缺點(diǎn):試樣組成
18、不均勻性較大,有強(qiáng)的背景吸收,測(cè)定精缺點(diǎn):試樣組成不均勻性較大,有強(qiáng)的背景吸收,測(cè)定精密度和重現(xiàn)性不如火焰原子化法。密度和重現(xiàn)性不如火焰原子化法。45方法方法火焰火焰石墨爐石墨爐原子化熱源原子化熱源化學(xué)火焰能化學(xué)火焰能電熱能電熱能原子化溫度原子化溫度相對(duì)較低相對(duì)較低 (一般一般3000)相對(duì)較高相對(duì)較高(可達(dá)可達(dá)3000)原子化效率原子化效率較低較低 (90%)進(jìn)樣體積進(jìn)樣體積 較多較多 (約約1mL)較少較少 (150L)訊號(hào)形狀訊號(hào)形狀平頂形平頂形 尖峰狀尖峰狀檢出限檢出限高高 Cd:0.5ng/mL Al:20ng/mL低低 Cd:0.002ng/mL Al:1.0ng/mL 重現(xiàn)性重現(xiàn)
19、性較好較好RSD為為0.51%較差較差RSD為為1.55%基體效應(yīng)基體效應(yīng)較小較小較大較大463.3.低溫原子化器(氫化物還原法)低溫原子化器(氫化物還原法) 低溫原子化是利用某些元素(如低溫原子化是利用某些元素(如Hg)本身或元素的氫化物(如)本身或元素的氫化物(如AsH3)在低溫下的易揮發(fā)性,將其導(dǎo)入氣體流動(dòng)吸收池內(nèi)進(jìn)行原)在低溫下的易揮發(fā)性,將其導(dǎo)入氣體流動(dòng)吸收池內(nèi)進(jìn)行原子化。目前通過(guò)該原子化方式測(cè)定的元素有子化。目前通過(guò)該原子化方式測(cè)定的元素有Hg,As,Sb,Se,Sn,Bi,Ge,Pb,Te等。生成氫化物是一個(gè)氧化還原過(guò)程,所生等。生成氫化物是一個(gè)氧化還原過(guò)程,所生成的氫化物是共價(jià)
20、分子型化合物,沸點(diǎn)低,易揮發(fā)分離分解。以成的氫化物是共價(jià)分子型化合物,沸點(diǎn)低,易揮發(fā)分離分解。以As為例,反應(yīng)過(guò)程可表示如下:為例,反應(yīng)過(guò)程可表示如下: AsCl34NaBH4HCl8H2OAsH34KCI4HBO213H2 AsH3在熱力學(xué)上是不穩(wěn)定的,在在熱力學(xué)上是不穩(wěn)定的,在900溫度下就能分解出自由溫度下就能分解出自由As原子,實(shí)現(xiàn)快速原子化。原子,實(shí)現(xiàn)快速原子化。 474.4.冷原子吸收法冷原子吸收法 主要應(yīng)用于:各種試樣中主要應(yīng)用于:各種試樣中Hg元素的測(cè)量;元素的測(cè)量; 原理:將試樣中的汞離子用原理:將試樣中的汞離子用SnCl2或鹽酸羥胺完全還原為或鹽酸羥胺完全還原為金屬汞,由于
21、汞的蒸汽壓非常高,易于氣化,所以用空金屬汞,由于汞的蒸汽壓非常高,易于氣化,所以用空氣流將汞蒸氣帶入具有石英窗的氣體測(cè)量管中利用原子氣流將汞蒸氣帶入具有石英窗的氣體測(cè)量管中利用原子吸收進(jìn)行吸光度測(cè)量。吸收進(jìn)行吸光度測(cè)量。 特點(diǎn):常溫測(cè)量;特點(diǎn):常溫測(cè)量; 靈敏度、準(zhǔn)確度較高(可達(dá)靈敏度、準(zhǔn)確度較高(可達(dá)10-8g汞)。汞)。483.3.3 3.3.3 單色器單色器 原子吸收光譜使用的波長(zhǎng)范圍一般是紫外、可見(jiàn)光區(qū)。原子吸收光譜使用的波長(zhǎng)范圍一般是紫外、可見(jiàn)光區(qū)。 作用:作用:將光源發(fā)射的待測(cè)元素的共振線(xiàn)與其他波長(zhǎng)的譜將光源發(fā)射的待測(cè)元素的共振線(xiàn)與其他波長(zhǎng)的譜線(xiàn)線(xiàn)(待測(cè)元素的其他譜線(xiàn)、元素?zé)籼畛錃?/p>
22、體發(fā)射的譜線(xiàn)、(待測(cè)元素的其他譜線(xiàn)、元素?zé)籼畛錃怏w發(fā)射的譜線(xiàn)、燈內(nèi)雜質(zhì)氣體發(fā)射的分子光譜與陰極材料中其他雜質(zhì)元燈內(nèi)雜質(zhì)氣體發(fā)射的分子光譜與陰極材料中其他雜質(zhì)元素發(fā)射的譜線(xiàn)等)素發(fā)射的譜線(xiàn)等)分開(kāi)分開(kāi)。 組件:色散元件(棱鏡、光柵),反射鏡、狹縫等組件:色散元件(棱鏡、光柵),反射鏡、狹縫等493.3.4 3.3.4 檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)系統(tǒng) 檢測(cè)器檢測(cè)器將單色器分出的光信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)一般將單色器分出的光信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)一般采用光電倍增管作為檢測(cè)器采用光電倍增管作為檢測(cè)器 放大器放大器將光電倍增管輸出的較弱信號(hào),經(jīng)電子線(xiàn)將光電倍增管輸出的較弱信號(hào),經(jīng)電子線(xiàn)路進(jìn)一步放大路進(jìn)一步放大 顯示、記錄裝置顯示、
23、記錄裝置503.4 3.4 原子吸收光譜中的干擾及抑制原子吸收光譜中的干擾及抑制 3.4.1 3.4.1 物理干擾物理干擾 試樣與標(biāo)準(zhǔn)樣的黏度、表面張力、相對(duì)密度等物理性試樣與標(biāo)準(zhǔn)樣的黏度、表面張力、相對(duì)密度等物理性質(zhì)不同時(shí),將會(huì)使噴入火焰的速度、霧化效率和霧滴質(zhì)不同時(shí),將會(huì)使噴入火焰的速度、霧化效率和霧滴大小不同。由試樣和標(biāo)準(zhǔn)樣物理性質(zhì)的差別所產(chǎn)生的大小不同。由試樣和標(biāo)準(zhǔn)樣物理性質(zhì)的差別所產(chǎn)生的干擾稱(chēng)為物理干擾。干擾稱(chēng)為物理干擾。 消除:配制與試樣溶液組成相似的標(biāo)準(zhǔn)溶液,或采用消除:配制與試樣溶液組成相似的標(biāo)準(zhǔn)溶液,或采用標(biāo)準(zhǔn)加入法。標(biāo)準(zhǔn)加入法。51 3.4.2 3.4.2 電離干擾電離干擾
24、 電離干擾:待測(cè)元素在高溫火焰中發(fā)生電離反應(yīng),生電離干擾:待測(cè)元素在高溫火焰中發(fā)生電離反應(yīng),生成離子,不產(chǎn)生吸收,使單位體積內(nèi)的基態(tài)原子數(shù)減成離子,不產(chǎn)生吸收,使單位體積內(nèi)的基態(tài)原子數(shù)減少,靈敏度降低,總吸收強(qiáng)度減弱,電離電位少,靈敏度降低,總吸收強(qiáng)度減弱,電離電位6eV6eV的的元素易發(fā)生電離,火焰溫度越高,干擾越嚴(yán)重,(如元素易發(fā)生電離,火焰溫度越高,干擾越嚴(yán)重,(如堿及堿土元素)。堿及堿土元素)。 消除:適當(dāng)控制火焰的溫度;消除:適當(dāng)控制火焰的溫度; 加入消電離劑(堿金屬加入消電離劑(堿金屬鉀、鈉、銣、銫等)鉀、鈉、銣、銫等)52某些元素的電離度(乙炔某些元素的電離度(乙炔- -氧化亞氮
25、火焰)氧化亞氮火焰)元素元素電離電位電離電位/eV電離度電離度/%Be9.30Mg7.66Ca6.143Sr5.784Ba5.288Al6.010Yb6.220533.4.3 3.4.3 化學(xué)干擾化學(xué)干擾化學(xué)干擾:被測(cè)元素與共存的其他元素發(fā)生化學(xué)反應(yīng),化學(xué)干擾:被測(cè)元素與共存的其他元素發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成穩(wěn)定(難揮發(fā))化合物而影響原子化效率。生成穩(wěn)定(難揮發(fā))化合物而影響原子化效率。陽(yáng)離子干擾:一部分被測(cè)元素與干擾離子形成難熔的陽(yáng)離子干擾:一部分被測(cè)元素與干擾離子形成難熔的混合晶體?;旌暇w。a. Al對(duì)對(duì)Ca原子化的干擾原子化的干擾形成高晶格能、高熔點(diǎn)的類(lèi)形成高晶格能、高熔點(diǎn)的類(lèi)尖晶石化合物尖
26、晶石化合物CaAlO4,使得在普通火焰中難以產(chǎn)生,使得在普通火焰中難以產(chǎn)生Ca自由原子。自由原子。54陰離子干擾:主要是陰離子干擾:主要是PO43-和和SO42-對(duì)堿金屬的干擾。對(duì)堿金屬的干擾。CaCl2 + H2O CaO + 2HCl2CaO 2Ca + O2如果有磷酸存在:如果有磷酸存在:CaCl2 + 3H3PO4 Ca2P2O7 + HCl + H2OCa2P2O7 2CaO + P2O555加入釋放劑:加入釋放劑:加入一種能與干擾組成生成更穩(wěn)定化合物的試劑,加入一種能與干擾組成生成更穩(wěn)定化合物的試劑,將被測(cè)元素從化合物中釋放出來(lái)。例如,測(cè)定鈣時(shí)磷酸根干擾,將被測(cè)元素從化合物中釋放出
27、來(lái)。例如,測(cè)定鈣時(shí)磷酸根干擾,可加入鑭或鍶鹽,鑭或鍶可與磷酸根結(jié)合而將鈣釋放出來(lái),從可加入鑭或鍶鹽,鑭或鍶可與磷酸根結(jié)合而將鈣釋放出來(lái),從而消除了磷酸根對(duì)鈣的干擾。而消除了磷酸根對(duì)鈣的干擾。加入絡(luò)合保護(hù)劑:加入一種絡(luò)合劑,使被測(cè)元素與絡(luò)合劑生成加入絡(luò)合保護(hù)劑:加入一種絡(luò)合劑,使被測(cè)元素與絡(luò)合劑生成在火焰中易解離和原子化的絡(luò)合物,使被測(cè)元素不與干擾組分在火焰中易解離和原子化的絡(luò)合物,使被測(cè)元素不與干擾組分結(jié)合;或試劑與干擾元素生成穩(wěn)定的化合物,將被測(cè)元素解離結(jié)合;或試劑與干擾元素生成穩(wěn)定的化合物,將被測(cè)元素解離出來(lái)。常用的保護(hù)劑一般都是絡(luò)合劑或出來(lái)。常用的保護(hù)劑一般都是絡(luò)合劑或螯合劑,如螯合劑,
28、如EDTA、8-羥羥基喹啉、乙二醇、甘油、氯化銨、氟化銨等等?;?、乙二醇、甘油、氯化銨、氟化銨等等。消除:消除:56加入助熔劑:加入助熔劑:NH4Cl熔點(diǎn)低,在火焰中很快熔融,對(duì)高熔點(diǎn)的待熔點(diǎn)低,在火焰中很快熔融,對(duì)高熔點(diǎn)的待測(cè)物起助熔作用,抑制測(cè)物起助熔作用,抑制Si、Al、PO43-、SO42-等干擾。等干擾。 NH4Cl蒸氣蒸氣壓高,高溫下壓高,高溫下NH4Cl蒸氣將沖破霧滴,使霧滴更小利于蒸發(fā)。蒸氣將沖破霧滴,使霧滴更小利于蒸發(fā)。加入緩沖劑:加入大量過(guò)量的干擾組分,使干擾達(dá)到到飽和并趨加入緩沖劑:加入大量過(guò)量的干擾組分,使干擾達(dá)到到飽和并趨于穩(wěn)定。如果在標(biāo)準(zhǔn)樣品和被測(cè)樣品溶液中都加
29、入相同量的緩沖于穩(wěn)定。如果在標(biāo)準(zhǔn)樣品和被測(cè)樣品溶液中都加入相同量的緩沖劑,則其吸光度可相互抵消。例如加入劑,則其吸光度可相互抵消。例如加入200ppm的鋁鹽可使鋁對(duì)鈦的鋁鹽可使鋁對(duì)鈦的干擾程度趨于穩(wěn)定,當(dāng)在標(biāo)準(zhǔn)樣品和被測(cè)樣品中都加入的干擾程度趨于穩(wěn)定,當(dāng)在標(biāo)準(zhǔn)樣品和被測(cè)樣品中都加入200ppm的鋁鹽時(shí),即可消除樣品溶液中鋁對(duì)鈦的影響。的鋁鹽時(shí),即可消除樣品溶液中鋁對(duì)鈦的影響。其他:利用適當(dāng)高溫火焰、標(biāo)準(zhǔn)加入法其他:利用適當(dāng)高溫火焰、標(biāo)準(zhǔn)加入法57 3.4.4 3.4.4 光譜干擾:光譜干擾:譜線(xiàn)干擾:譜線(xiàn)干擾:在分析線(xiàn)附近有單色器不能分離的待測(cè)元素的鄰近線(xiàn);在分析線(xiàn)附近有單色器不能分離的待測(cè)元
30、素的鄰近線(xiàn); 消除或減小干擾:調(diào)小狹縫寬度、降低電流消除或減小干擾:調(diào)小狹縫寬度、降低電流發(fā)射共振線(xiàn)輪廓與火焰中非測(cè)定元素的吸收線(xiàn)輪廓互相重疊;發(fā)射共振線(xiàn)輪廓與火焰中非測(cè)定元素的吸收線(xiàn)輪廓互相重疊; 消除或減小干擾:選擇其他分析線(xiàn)或用分離干擾元素的方法消除或減小干擾:選擇其他分析線(xiàn)或用分離干擾元素的方法空心陰極燈內(nèi)有單色器不能分離的干擾元素的輻射、燈的輻射空心陰極燈內(nèi)有單色器不能分離的干擾元素的輻射、燈的輻射中有連續(xù)背景輻射。中有連續(xù)背景輻射。 消除或減小干擾:換用純度較高的單元素?zé)?;純化燈?nèi)氣體。消除或減小干擾:換用純度較高的單元素?zé)?;純化燈?nèi)氣體。58背景干擾:(吸收值增加)背景干擾:(吸
31、收值增加)分子吸收:分子吸收干擾是指在原子化過(guò)程中產(chǎn)生的氣體分子,分子吸收:分子吸收干擾是指在原子化過(guò)程中產(chǎn)生的氣體分子,氧化物、鹽類(lèi)和氫氧化物等分子對(duì)光源輻射吸收而引起的干擾。氧化物、鹽類(lèi)和氫氧化物等分子對(duì)光源輻射吸收而引起的干擾。分子光譜是帶狀光譜,勢(shì)必在一定波長(zhǎng)范圍內(nèi)產(chǎn)生干擾。一般在分子光譜是帶狀光譜,勢(shì)必在一定波長(zhǎng)范圍內(nèi)產(chǎn)生干擾。一般在高溫火焰中,分子吸收的影響較小。高溫火焰中,分子吸收的影響較小。固體微粒對(duì)光的散射:在原子化過(guò)程中形成的固體微粒在通過(guò)光固體微粒對(duì)光的散射:在原子化過(guò)程中形成的固體微粒在通過(guò)光路時(shí)對(duì)光產(chǎn)生散射,被散射的光偏離光路,不能被檢測(cè)器檢出,路時(shí)對(duì)光產(chǎn)生散射,被散
32、射的光偏離光路,不能被檢測(cè)器檢出,使檢測(cè)器接受的光強(qiáng)度減弱,從而導(dǎo)致測(cè)量到的吸收值偏高。使檢測(cè)器接受的光強(qiáng)度減弱,從而導(dǎo)致測(cè)量到的吸收值偏高?;鹧鏆怏w(火焰中火焰氣體(火焰中OH、CH、CO等分子或基團(tuán))對(duì)光譜產(chǎn)生吸收,等分子或基團(tuán))對(duì)光譜產(chǎn)生吸收,波長(zhǎng)越短,吸收越強(qiáng)烈。可改用空氣波長(zhǎng)越短,吸收越強(qiáng)烈??筛挠每諝鈿錃饣驓鍤鈿錃饣驓鍤?氫氣火焰。氫氣火焰。59鄰近非共振線(xiàn)校正:選擇吸收線(xiàn)(分析線(xiàn))附近的一條非吸鄰近非共振線(xiàn)校正:選擇吸收線(xiàn)(分析線(xiàn))附近的一條非吸收線(xiàn)。作為背景吸收的參比線(xiàn);參比線(xiàn)可以是同一元素的非收線(xiàn)。作為背景吸收的參比線(xiàn);參比線(xiàn)可以是同一元素的非吸收線(xiàn),也可以是其它元素譜線(xiàn)。用
33、分析線(xiàn)測(cè)總吸光度吸收線(xiàn),也可以是其它元素譜線(xiàn)。用分析線(xiàn)測(cè)總吸光度At,參比線(xiàn)測(cè)背景吸光度參比線(xiàn)測(cè)背景吸光度Ab ,從吸收線(xiàn)的吸光度中減去非吸收線(xiàn),從吸收線(xiàn)的吸光度中減去非吸收線(xiàn)的吸光度,即得原子的真正吸光度的吸光度,即得原子的真正吸光度Ax =At- Ab 。 例如,例如,Ni的共振吸收線(xiàn)為的共振吸收線(xiàn)為232.0nm,鄰近有非吸收線(xiàn),鄰近有非吸收線(xiàn)231.6nm;可在;可在232.0nm測(cè)得測(cè)得Ni原子的吸收和背景吸收總和,在原子的吸收和背景吸收總和,在231.6nm測(cè)得背景吸收,兩者相減即為測(cè)得背景吸收,兩者相減即為Ni原子的吸光度。原子的吸光度。背景校正技術(shù)背景校正技術(shù)60氘燈自動(dòng)背景校
34、正:旋轉(zhuǎn)斬光器交替使氘燈提供的連續(xù)光譜氘燈自動(dòng)背景校正:旋轉(zhuǎn)斬光器交替使氘燈提供的連續(xù)光譜和空心陰極燈提供的共振線(xiàn)通過(guò)火焰;和空心陰極燈提供的共振線(xiàn)通過(guò)火焰;連續(xù)光譜通過(guò)時(shí):測(cè)定的為背景吸收連續(xù)光譜通過(guò)時(shí):測(cè)定的為背景吸收(此時(shí)的共振線(xiàn)吸收相此時(shí)的共振線(xiàn)吸收相對(duì)于總吸收可忽略對(duì)于總吸收可忽略);共振線(xiàn)通過(guò)時(shí):共振線(xiàn)通過(guò)時(shí): 測(cè)定總吸收;測(cè)定總吸收;差值為有效吸收;差值為有效吸收;61Zeeman效應(yīng):在磁場(chǎng)作用效應(yīng):在磁場(chǎng)作用下簡(jiǎn)并的譜線(xiàn)發(fā)生裂分的下簡(jiǎn)并的譜線(xiàn)發(fā)生裂分的現(xiàn)象;現(xiàn)象;校正原理:根據(jù)磁場(chǎng)將簡(jiǎn)校正原理:根據(jù)磁場(chǎng)將簡(jiǎn)并的譜線(xiàn)分裂成具有不同并的譜線(xiàn)分裂成具有不同偏振特性的成分。原子化偏振
35、特性的成分。原子化器加磁場(chǎng)后,隨旋轉(zhuǎn)偏振器加磁場(chǎng)后,隨旋轉(zhuǎn)偏振器的轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)平行磁場(chǎng)的器的轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)平行磁場(chǎng)的偏振光通過(guò)火焰時(shí),產(chǎn)生偏振光通過(guò)火焰時(shí),產(chǎn)生總吸收;當(dāng)垂直磁場(chǎng)的偏總吸收;當(dāng)垂直磁場(chǎng)的偏振光通過(guò)火焰時(shí),只產(chǎn)生振光通過(guò)火焰時(shí),只產(chǎn)生背景吸收。背景吸收。c)塞曼塞曼(Zeeman)(Zeeman)效應(yīng)背景校正法效應(yīng)背景校正法兩次吸光度差為背景校正后的被測(cè)元素的凈吸光度。兩次吸光度差為背景校正后的被測(cè)元素的凈吸光度。623.5 3.5 測(cè)定條件的選擇測(cè)定條件的選擇1 1分析線(xiàn)分析線(xiàn) 一般選待測(cè)元素的共振線(xiàn)作為分析線(xiàn),測(cè)量高濃度時(shí),也一般選待測(cè)元素的共振線(xiàn)作為分析線(xiàn),測(cè)量高濃度時(shí),也可選次靈敏
36、線(xiàn)可選次靈敏線(xiàn)2. 2. 空心陰極燈電流空心陰極燈電流 在保證有穩(wěn)定和足夠的輻射光通量的情況下,盡量選較低在保證有穩(wěn)定和足夠的輻射光通量的情況下,盡量選較低的電流。的電流。3.3.狹縫寬度狹縫寬度 無(wú)鄰近干擾線(xiàn)(如測(cè)堿及堿土金屬)時(shí),選較寬度狹縫,無(wú)鄰近干擾線(xiàn)(如測(cè)堿及堿土金屬)時(shí),選較寬度狹縫,反之(如測(cè)過(guò)渡及稀土金屬),宜選較窄的狹縫。反之(如測(cè)過(guò)渡及稀土金屬),宜選較窄的狹縫。634.4.原子化條件原子化條件(1 1)火焰原子化法)火焰原子化法 火焰類(lèi)型、燃燒器高度火焰類(lèi)型、燃燒器高度(2 2)石墨爐原子化法)石墨爐原子化法 選擇適宜的干燥、灰化、原子化及凈化溫度與時(shí)間以獲得更選擇適宜的
37、干燥、灰化、原子化及凈化溫度與時(shí)間以獲得更大的吸收值大的吸收值5.5.進(jìn)樣量進(jìn)樣量 適宜進(jìn)樣量。實(shí)際工作中通過(guò)測(cè)定吸光度隨進(jìn)樣量的變化,適宜進(jìn)樣量。實(shí)際工作中通過(guò)測(cè)定吸光度隨進(jìn)樣量的變化,選擇達(dá)到最滿(mǎn)意的吸光度的進(jìn)樣量。選擇達(dá)到最滿(mǎn)意的吸光度的進(jìn)樣量。643.6 3.6 原子吸收光譜法的應(yīng)用原子吸收光譜法的應(yīng)用3.6.1 3.6.1 定量分析法定量分析法1.1.標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)法標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)法 配制一系列不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)試樣,配制一系列不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)試樣,由低到高依次分析,將獲得的吸光由低到高依次分析,將獲得的吸光度度A A數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)于濃度作標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn),數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)于濃度作標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn),在相同條件下測(cè)定試樣的吸光度在相同條件下測(cè)定試樣的吸光度A A數(shù)據(jù),在標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)上查出對(duì)應(yīng)的濃數(shù)據(jù),在標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)上查出對(duì)應(yīng)的濃度值。度值。652.2.標(biāo)準(zhǔn)加入法標(biāo)準(zhǔn)加入法 取相同體積的試樣溶液兩份,分別移入容量瓶取相同體
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無(wú)特殊說(shuō)明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶(hù)所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒(méi)有圖紙預(yù)覽就沒(méi)有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫(kù)網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶(hù)上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶(hù)上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶(hù)因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 土地預(yù)定買(mǎi)賣(mài)契約書(shū)
- 第六單元 百分?jǐn)?shù)(一)( 講義)-2025-2026學(xué)年六年級(jí)上冊(cè)數(shù)學(xué)人教版
- 小學(xué)二年級(jí)數(shù)學(xué)上冊(cè)應(yīng)用題專(zhuān)項(xiàng)練習(xí)(每日一練共14份)
- 2025年光敏電阻試題及答案
- 浙江省溫州市甌海區(qū)2022-2023學(xué)年四年級(jí)上學(xué)期科學(xué)期末試卷
- 2025年《行政處罰法》知識(shí)試題庫(kù)及參考答案
- 客戶(hù)關(guān)系管理在家電企業(yè)售后服務(wù)中的應(yīng)用考核試卷
- 知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)與管理考核試卷
- 閱讀還原30篇-牛津譯林版七年級(jí)英語(yǔ)下學(xué)期期末專(zhuān)練(帶參考答案詳解)
- 圓柱和圓錐的認(rèn)識(shí)和特征-2024-2025學(xué)年六年級(jí)數(shù)學(xué)下冊(cè)寒假自學(xué)課(蘇教版)
- 設(shè)施玫瑰香葡萄生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程
- 通訊與社交媒體管理制度
- 醫(yī)學(xué)會(huì)議準(zhǔn)備流程
- 電鍍產(chǎn)業(yè)園項(xiàng)目可行性研究報(bào)告(專(zhuān)業(yè)經(jīng)典案例)
- 廚房設(shè)備施工安全保障措施
- YC/T 616-2024殘次煙判定及處理規(guī)范
- 機(jī)動(dòng)車(chē)駕駛培訓(xùn)理論科目一完整題庫(kù)500題(含答案)
- 水電站班組長(zhǎng)管理培訓(xùn)
- 汽車(chē)4S店二手車(chē)收購(gòu)流程
- 西安交通大學(xué)《臨床流行病學(xué)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷
- 新能源接入對(duì)電網(wǎng)安全穩(wěn)定的影響考核試卷
評(píng)論
0/150
提交評(píng)論