卫生化学原子吸收分光光度法ppt课件

1、第六章第六章 原子吸收分光光原子吸收分光光度法度法第一节第一节 根本原理根本原理第二节第二节 原子吸收光谱仪器及其组成原子吸收光谱仪器及其组成第三节第三节 定量分析方法定量分析方法第四节第四节 原子吸收分光光度法的干扰及其原子吸收分光光度法的干扰及其 抑制方法抑制方法第五节第五节 原子吸收分光光度法的实验技术原子吸收分光光度法的实验技术 及运用实例及运用实例第六章第六章 原子吸收分光光度法原子吸收分光光度法第六章第六章 原子吸收分光光度法原子吸收分光光度法概述：原子吸收分光光度法概述：原子吸收分光光度法atomic absorption atomic absorption spectro-ph

2、otometry, AAS spectro-photometry, AAS1.AAS1.AAS概念：经过丈量样品蒸气中基态原子对概念：经过丈量样品蒸气中基态原子对特征谱特征谱 线吸收程度建立的定量分析方法线吸收程度建立的定量分析方法2.AAS2.AAS的开展：的开展：2020世纪世纪5050年代提出由年代提出由walshwalsh创建创建 。3. AAS3. AAS与与UV-VisUV-Vis的比较：的比较： (1) (1)对象：对象：(2)(2)吸收谱线类型：吸收谱线类型：(3)(3)样品池：样品池：(4)(4)光光源：源： (5) (5)单色器位置：单色器位置：4.AAS4.AAS法优点：

3、灵敏度高、选择性和好、干扰法优点：灵敏度高、选择性和好、干扰少。少。 缺乏：不利多元素同时测定；缺乏：不利多元素同时测定；BPBP易构成化合易构成化合物元物元 素灵敏度低；复杂样品预处置。素灵敏度低；复杂样品预处置。第一节第一节 根本原理根本原理一、原子吸收光谱的产生及共振线一、原子吸收光谱的产生及共振线二、谱线轮廓及谱线展宽二、谱线轮廓及谱线展宽三、原子吸收值与原子浓度的关系三、原子吸收值与原子浓度的关系第一节第一节 根本原理根本原理一、原子吸收光谱的产生及共振线一、原子吸收光谱的产生及共振线1. 1.原子吸收光谱的产生：原子吸收原子吸收光谱的产生：原子吸收辐射能，其电子由基态辐射能，其电子

4、由基态 跃迁到激发态，原子对辐射能跃迁到激发态，原子对辐射能的选择吸收而产生的的选择吸收而产生的 光谱。光谱。2. 2.原子吸收光谱的特点：原子吸收光谱的特点：1 1分布于紫外可见光区不延续线分布于紫外可见光区不延续线光谱；光谱； 2 2较发射光谱简单、干扰少。较发射光谱简单、干扰少。3.3.共振线：电子由基态跃迁到第一共振线：电子由基态跃迁到第一激发态吸收光能而产生激发态吸收光能而产生 吸收谱线。吸收谱线。第六章第六章 原子吸收分光光度法原子吸收分光光度法二、谱线轮廓及谱线展宽二、谱线轮廓及谱线展宽1.1.谱线轮廓：原子吸收光谱线有相当窄的频率或谱线轮廓：原子吸收光谱线有相当窄的频率或波波

5、长范围，即有一定宽度，称为谱线宽度。长范围，即有一定宽度，称为谱线宽度。I- I- 表示方法：表示方法：中心频率中心频率00；谱线轮廓中，吸收系数极大值所对；谱线轮廓中，吸收系数极大值所对 应的频率。应的频率。半宽度半宽度 ：吸收系数极大值一半处，谱线轮廓两：吸收系数极大值一半处，谱线轮廓两 点间频率或波长的间隔。点间频率或波长的间隔。2 2谱线展宽缘由：自然线宽、热展宽多普勒、谱线展宽缘由：自然线宽、热展宽多普勒、 碰撞展宽。碰撞展宽。第六章第六章 原子吸收分光光度法原子吸收分光光度法I0K0/2 K K0 0I 0 I 吸收强度与频率的关系吸收强度与频率的关系吸收线轮廓吸收线轮廓K 谱线轮

6、廓谱线轮廓吸收系数轮廓吸收系数轮廓 根据吸收定律的表达式，以根据吸收定律的表达式，以 I 和和 K- 分别作分别作图得吸收强度与频率的关系及谱线轮廓。可见谱线是有宽图得吸收强度与频率的关系及谱线轮廓。可见谱线是有宽度的。度的。图中：图中： K 吸收系数；吸收系数；K0最大吸收系数；最大吸收系数； 0， 0中心频率或中心频率或波长波长(由原子能级决议由原子能级决议)； ，谱线轮廓半宽度谱线轮廓半宽度K0/2处的宽度；处的宽度； 第六章第六章 原子吸收分光光度法原子吸收分光光度法三、原子吸收值与原子浓度的关系三、原子吸收值与原子浓度的关系1.1.积分吸收：在吸收线轮廓内，吸收系数所包积分吸收：在吸

7、收线轮廓内，吸收系数所包括的积分吸收。括的积分吸收。 它表示吸收的全部能量。即吸收线下的它表示吸收的全部能量。即吸收线下的全部面积。全部面积。 积分吸收与原子蒸汽中的吸收辐射的原积分吸收与原子蒸汽中的吸收辐射的原子数成正比。子数成正比。2.2.峰值吸收：直接丈量吸收线轮廓的中心频率峰值吸收：直接丈量吸收线轮廓的中心频率( (或中心波长或中心波长) )所所 对应的峰值吸收系数对应的峰值吸收系数K K, ,而确定蒸气而确定蒸气中原子的浓度。中原子的浓度。 实践任务中：原子吸收的测定，是以实践任务中：原子吸收的测定，是以一定强度的单色光一定强度的单色光I0I0经过原子蒸汽，测其透光经过原子蒸汽，测其

8、透光强度强度I I。符合光学定律。符合光学定律。002aNbk KNLeII 0KNLIIA20303lg0 第六章第六章 原子吸收分光光度法原子吸收分光光度法3.吸收值与浓度关系：当实验条件一定时，吸收值与浓度关系：当实验条件一定时，N正比于待测元素浓度正比于待测元素浓度 吸光度与待测元素浓度成线性关系，经过测吸光度与待测元素浓度成线性关系，经过测A,求求C。 A=KC (3000K时，时，NjN0)002aNbkKNLeII0KNLIIA20303lg0第六章第六章 原子吸收分光光度法原子吸收分光光度法在一定的条件下，试液中被测组分的浓度c与N成正比：Nac K，a均为常数，令KaK，那么

9、 AKLc A c 原子吸收遵照朗伯原子吸收遵照朗伯-比耳定律：比耳定律： KLNIIA 0lg吸光系数吸光系数光程：光经过原光程：光经过原子蒸气的间隔子蒸气的间隔火焰中被测元素火焰中被测元素的基态原子数的基态原子数AKLac锐线光源：能发射出半宽度很锐线光源：能发射出半宽度很窄的谱线的光源。其发射线的窄的谱线的光源。其发射线的半宽度比吸收谱线的半宽度小半宽度比吸收谱线的半宽度小得多，约为吸收谱线宽度的得多，约为吸收谱线宽度的1/51/5。 第六章第六章 原子吸收分光光度法原子吸收分光光度法空心阴极灯空心阴极灯 原子化器原子化器 单色仪单色仪检测器检测器 原子化系统原子化系统 雾化器雾化器 样

10、品液样品液 第二节原子吸收光谱仪器及其组成第二节原子吸收光谱仪器及其组成 AAS AAS仪器由光源、原子化系统类似样品仪器由光源、原子化系统类似样品容器、分光系统及检测系统。容器、分光系统及检测系统。废液废液 切光器切光器 助燃气助燃气 燃气燃气 原子吸收仪器构造表示图原子吸收仪器构造表示图第六章第六章 原子吸收分光光度法原子吸收分光光度法第二节第二节 原子吸收分光光度计原子吸收分光光度计 构造：光源、原子化系统、分光系统、检测构造：光源、原子化系统、分光系统、检测系统四系统四 部分。部分。一、光源：发射待测元素基态原子所吸收的特一、光源：发射待测元素基态原子所吸收的特征共征共 振线。振线。要

11、求：发射线半宽度小；强度大；光强稳定性要求：发射线半宽度小；强度大；光强稳定性好，好， 运用寿命长。运用寿命长。种类：种类：1.1.空心阴极灯；空心阴极灯；2.2.无极放电灯；无极放电灯；3. 3. 蒸汽放电灯。蒸汽放电灯。第六章第六章 原子吸收分光光度法原子吸收分光光度法二、原子化器：将待测元素转变成能吸收辐射共振二、原子化器：将待测元素转变成能吸收辐射共振 线的基态原子。线的基态原子。要求：原子化效率高；稳定性和重现性好；操作简要求：原子化效率高；稳定性和重现性好；操作简 单和低干扰。单和低干扰。原子化过程：试样原子化过程：试样枯燥枯燥蒸发蒸发原子化。原子化。一火焰原子化器：原子化才干取决

12、于原子化温一火焰原子化器：原子化才干取决于原子化温 度及气体组成。度及气体组成。火焰原子化法：利用化学火焰固有的温度、气温等火焰原子化法：利用化学火焰固有的温度、气温等 特性，使待测元素原子化的方法。特性，使待测元素原子化的方法。 1. 1.优点：简便、快速、稳定性好、精细度高。优点：简便、快速、稳定性好、精细度高。 缺陷：原子化效率低、用样量多。缺陷：原子化效率低、用样量多。 第六章第六章 原子吸收分光光度法原子吸收分光光度法2.2.构造：组成：雾化器、雾化室、熄灭器。构造：组成：雾化器、雾化室、熄灭器。1 1雾化器：试样雾化。要求：喷雾稳定雾化器：试样雾化。要求：喷雾稳定/ /雾滴雾滴 小

13、、雾化效率高。小、雾化效率高。原理：影响雾滴构成要素：样液物理性质、助燃气原理：影响雾滴构成要素：样液物理性质、助燃气 压力、流速等压力、流速等 2 2雾化室：雾滴、燃气、助燃气混合；雾滴排除雾化室：雾滴、燃气、助燃气混合；雾滴排除 ，减小记忆。，减小记忆。3 3熄灭器：构成火焰，试液熄灭、蒸发、原子化熄灭器：构成火焰，试液熄灭、蒸发、原子化3.3.火焰形状：贫燃、化学计量性、富燃。火焰形状：贫燃、化学计量性、富燃。第六章第六章 原子吸收分光光度法原子吸收分光光度法第六章第六章 原子吸收分光光度法原子吸收分光光度法二石墨炉原子化器：二石墨炉原子化器：1500-30001500-3000 1.

14、1.无焰原子化法：利用电热、等离子体、激光无焰原子化法：利用电热、等离子体、激光等等 方法原子化。方法原子化。 2. 2.石墨原子化：石墨原子化：1 1优点：原子化效率高；样量少；灵敏度高。优点：原子化效率高；样量少；灵敏度高。2 2缺陷：基体效应大，重现性差比火焰。缺陷：基体效应大，重现性差比火焰。 3. 3.构造：石墨管。长构造：石墨管。长40mm/40mm/内径内径5mm/5mm/外径外径8mm8mm 4. 4.任务过程：枯燥、灰化、原子化、高温净化。任务过程：枯燥、灰化、原子化、高温净化。三氢化物发生原子化器：三氢化物发生原子化器：原理：试样在酸中被原理：试样在酸中被NaBH4NaBH

15、4复原为气态氢化物而进复原为气态氢化物而进 行原子化。行原子化。优点：基体干扰小、简便、快速。优点：基体干扰小、简便、快速。 缺陷：精细度缺陷：精细度 差比火焰差比火焰第六章第六章 原子吸收分光光度法原子吸收分光光度法三、分光系统：把共振线与灯的杂质、惰性气体及三、分光系统：把共振线与灯的杂质、惰性气体及 临近谱线分开。阻止原子化过程临近谱线分开。阻止原子化过程产生的杂产生的杂 散光干扰，防止光电管的疲劳。散光干扰，防止光电管的疲劳。 组成：色散元件、反射镜、狭缝。组成：色散元件、反射镜、狭缝。四、检测系统：将分光系统的光信号变成电信号、四、检测系统：将分光系统的光信号变成电信号、 放大、显示

16、放大、显示. . 组成：检测器、放大器、读数安装。组成：检测器、放大器、读数安装。五、原子吸收分光光度计类型：五、原子吸收分光光度计类型： 1. 1.单道单光束型；单道单光束型； 2. 2.单道双光束型；单道双光束型； 3. 3.双道双光束型双道双光束型第六章第六章 原子吸收分光光度法原子吸收分光光度法第三节第三节 定量分析方法定量分析方法一、规范曲线法：绘制一、规范曲线法：绘制AC曲线。适于快速、曲线。适于快速、 大批简单、类似样品分析大批简单、类似样品分析二、规范参与法：又称直线外推法。二、规范参与法：又称直线外推法。 适于基体复杂试样适于基体复杂试样方法：方法：Cx、Cx +Co、Cx

17、+C1、Cx +C2等，作图等，作图A-C02.优点：消除基体干扰物理干扰，优点：消除基体干扰物理干扰， 不扣除背景吸收，需样量大。不扣除背景吸收，需样量大。留意：留意：1.Cx=C0 至少采用四点至少采用四点 2.A在线性关系区域在线性关系区域 3.曲线斜率太小误差大曲线斜率太小误差大 第六章第六章 原子吸收分光光度法原子吸收分光光度法第四节第四节 原子吸收分光光度法的干扰原子吸收分光光度法的干扰 及其抑制方法及其抑制方法一、光谱干扰：光谱线重叠引起的干扰。一、光谱干扰：光谱线重叠引起的干扰。消除方法：减小狭缝；另选分析线；分别消除方法：减小狭缝；另选分析线；分别干扰元素。干扰元素。二、电离

18、干扰：二、电离干扰： 待测元素电离，基态原子数减小，待测元素电离，基态原子数减小，A A降低降低 消除方法：参与更易电离的元素消电离消除方法：参与更易电离的元素消电离剂。剂。三、化学干扰：待测元素与共存组分发生三、化学干扰：待测元素与共存组分发生化学反响生化学反响生 成稳定的化合物成稳定的化合物, ,原子化效率降低。使结原子化效率降低。使结果偏低。分果偏低。分 析的主要干扰。析的主要干扰。第六章第六章 原子吸收分光光度法原子吸收分光光度法 消除方法：加释放剂；维护剂；缓冲剂；消除方法：加释放剂；维护剂；缓冲剂；1、加释放剂：与干扰组分构成更难挥发物。、加释放剂：与干扰组分构成更难挥发物。2、维

19、护剂：与待测元素构成稳定物。、维护剂：与待测元素构成稳定物。3、缓冲剂：加过量干扰元素缓冲剂于试样和标、缓冲剂：加过量干扰元素缓冲剂于试样和标 液中液中四、物理干扰：试液物理性量变化引起的干扰。四、物理干扰：试液物理性量变化引起的干扰。 消除方法：采用规范参与法，稀释样液。消除方法：采用规范参与法，稀释样液。五、背景吸收：原子化器延续光谱的干扰。五、背景吸收：原子化器延续光谱的干扰。 分子吸收、光的散射、折射和火焰气体。分子吸收、光的散射、折射和火焰气体。 消除方法：另选分析线，氘灯背景校正。消除方法：另选分析线，氘灯背景校正。第六章第六章 原子吸收分光光度法原子吸收分光光度法第五节第五节 原

20、子吸收分光光度法的实验原子吸收分光光度法的实验技术及运用实例技术及运用实例一、分析条件的选择一、分析条件的选择1. 1.分析线：选共振线；选最适波长分析线：选共振线；选最适波长谱线。谱线。2. 2.狭缝宽度：选去除临近干扰谱线狭缝宽度：选去除临近干扰谱线的最大狭缝。的最大狭缝。3.3.灯电流：保证光强稳定、适宜的灯电流：保证光强稳定、适宜的最低灯电流。最低灯电流。4. 4.原子化条件：原子化条件： 火焰原子化：火焰类型、熄灭头高火焰原子化：火焰类型、熄灭头高度、雾化器调度、雾化器调 节。节。 石墨炉原子化：温度、时间。石墨炉原子化：温度、时间。第六章第六章 原子吸收分光光度法原子吸收分光光度法

21、二、进样技术：脉冲进样、原子捕集技、二、进样技术：脉冲进样、原子捕集技、 流动注射技术流动注射技术三、探针原子化技术三、探针原子化技术四、灵敏度和检出限四、灵敏度和检出限一灵敏度：单位被测物含量改动引起丈量信一灵敏度：单位被测物含量改动引起丈量信 号变化。号变化。S=dA/dCS=dA/dC 特征浓度：特征浓度：1%1%吸收吸收(A=0.0044)(A=0.0044)所对应的被测物浓所对应的被测物浓 度。分析灵敏度度。分析灵敏度二检出限：二检出限：定义：更好反映仪器的性能灵敏度和噪声，定义：更好反映仪器的性能灵敏度和噪声， 越低，分析方法或仪器性能越好，检出能越低，分析方法或仪器性能越好，检出能 力强。力强。第六