《仪器分析》课件-3.原子吸收

3.1原子吸收的基本原理030201原子吸收的发现钠元素的吸收和发射太阳连续光谱暗线的形成知识、技能重点组成、结构原子吸收钠的吸收太阳暗线1、现象发现早在1802年，伍朗斯顿(W.H.Wollaston)在研究太阳连续光谱时，就发现了太阳连续光谱中出现的暗线。太阳光谱的暗线原子吸收钠的吸收太阳暗线2、原子吸收的发现1859年，本生与基尔霍夫钠灯原子吸收钠的吸收太阳暗线钠元素吸收和发射动画钠的吸收原子吸收太阳暗线3、太阳光连续光谱与暗线的形成NaH太阳暗线钠的吸收原子吸收暗线是由于大气层中的钠原子对太阳光选择性吸收的结果：E基态激发态原子吸收光谱法依据原子蒸气对特征谱线的吸收进行定量分析。测定对象：金属元素及少数非金属元素。589nm、589.6nm太阳暗线钠的吸收原子吸收小结太阳连续光谱的暗线核外电子的跃迁太阳光经过大气层被同一元素的能量吸收原子吸收的发现钠元素的吸收和发射暗线的形成原子吸收光谱法3.2原子吸收分光光谱法的基本理论030201几个基本概念定性分析定量分析知识、技能重点1、基本概念基态激发态第一共振吸收线共振发射线第一激发态共振吸收线共振发射线定量分析线基本概念定性分析定量分析吸收谱线轮廓原子吸收谱线轮廓吸收曲线半宽度，表征原子吸收谱线，变化受各种因素影响

吸收系数频率基本概念定性分析定量分析自然宽度和多普勒变宽动画基本概念定性分析定量分析E0E1E2AB2、定性分析镁原子吸收285.2nm、279.6nm光钠原子吸收589nm、589.6nm光特征谱线——定量分析线定量分析线定性分析基本概念定量分析λ第一激发态A符合朗伯比尔定律：A=KbC3、定量分析基态定量分析定性分析基本概念小结基本概念定性分析定量分析朗伯比尔定律定量分析线共振吸收线共振发射线定量分析线吸收曲线轮廓3.3.1火焰原子化器的原理030201原子化器的结构喷雾器的作用燃烧器的条件优化知识、技能重点火焰原子化器的结构喷雾器雾化室燃烧器1、结构2、喷雾器3、燃烧器火焰原子化器的工作原理动画1、结构2、喷雾器3、燃烧器1、材质2、污染3、喷头喷雾器1、结构2、喷雾器3、燃烧器1、材质2、污染3、喷头撞击球污染喷雾器1、结构2、喷雾器3、燃烧器1、材质2、污染3、喷头喷雾器1、结构2、喷雾器3、燃烧器喷雾器工作原理动画1、结构2、喷雾器3、燃烧器燃烧器1、光斑2、狭缝3、火焰1、结构2、喷雾器3、燃烧器A=KLC狭缝宽度1、光斑2、狭缝3、火焰燃烧器1、结构2、喷雾器3、燃烧器1、光斑2、狭缝3、火焰3.1火焰的高度-吸光度最大燃烧器1、结构2、喷雾器3、燃烧器预热区第一反应区中间薄层区第二反应区3.2、常用火焰空气-乙炔火焰N2O-乙炔火焰氢气－空气火焰温度2300℃，适合大部分元素测定，最常用。能测定35种以上的元素温度高，可达3000℃。具有还原性，适合易生成难熔氧化物元素的测定。大概可测定70种元素温度低，最高温度2000℃。背景小，适合分析线在200nm以下元素（如As、Se、Sn）的测定。火焰的重要特性：1、温度2、氧化还原性1、光斑2、狭缝3、火焰燃烧器1、结构2、喷雾器3、燃烧器3.3火焰燃气和助燃气火焰流量比（空气-乙炔）富燃火焰化学计量火焰（中性）贫燃火焰燃助比1︰31︰41︰6温度氧化还原性乙炔多，温度较低，还原性强正常火焰，温度高乙炔少，氧化性较强，温度较高。适用性适用于难熔氧化物的原子化Al、Cr、Ba等适用于多数元素原子化适用于碱金属和不宜氧化的元素如：Au、Pt、Pd等火焰的温度：1、燃助比；2、燃助的质量；3、燃助的流速1、光斑2、狭缝3、火焰燃烧器1、结构2、喷雾器3、燃烧器燃烧器工作原理动画小结原子化器的结构喷雾器材质撞击球被污染喷头的位置燃烧器光斑位置居中光斑高度在第一薄层区火焰类型和燃助比3.3.2石墨炉原子化器的原理030201石墨炉的结构石墨炉的工作原理石墨炉的优缺点知识、技能重点石墨炉原子化器的结构电热原子化器又称石墨炉原子化器。进样口石墨管重现性好，但是温度不均匀温度均匀，但生产工艺复杂测定：四步程序升温石墨管干燥灰化小电流升温升温105~110℃

500~800℃

1800~3000℃原子化净化高温2500~3300℃除去沸点较高和热解成分除去低沸点成分原子化除去残渣石墨炉工作原理动画石墨炉原子化器优缺点01原子化效率高，可达到90%以上，而火焰只有10%左右。0203温度高，在惰性气氛中进行且有还原性C存在，有利于易形成难离解氧化物的元素的离解和原子化。绝对灵敏度高（可达到10-12～10-14），试样用量少。适合于低含量及痕量组分的测定。结构复杂，成本高，干扰背景大，分析误差较大缺点优点小结电加热方式加热温度高进样方式方式原子化效率高，灵敏度高有利于难离解元素原子化试样用量少优点结构复杂，成本高干扰背景大，分析误差较大缺点石墨管3.原子吸收分光光度计的组成030201光源原子化系统单色器知识、技能重点04检测系统原子吸收分光光度计的工作原理动画光源原子化系统单色器检测器锐线光源吸收池位置变化(一)光源作用：产生原子吸收所需要的特征辐射。要求：锐线光源；光强大；稳定；背景小；寿命长；价格便宜。种类：空心阴极灯、无极放电灯、蒸气放电灯、激光光源灯。空心阴极灯1、光源2、原子化系统3、单色器4、检测系统1、空心阴极灯的结构和工作原理动画1、光源2、原子化系统3、单色器4、检测系统

HCL操作参数：灯电流。为了获得稳定高强度的锐线光谱，空心阴极灯通常采用脉冲供电方式，灯电流的大小是脉冲信号的平均值。

灯电流的设置一般在1～20mA。2、灯电流设置使用灯电流过小，放电不稳定；灯电流过大，溅射作用增加，原子蒸气密度增大，谱线变宽，甚至引起自吸，导致测定灵敏度降低，灯寿命缩短。额定电流为10mA，工作电流5.5~6.5mA1、光源2、原子化系统3、单色器4、检测系统轻拿轻放、石英窗口洁净预热20min～30min判断灯的工作是否正常定期点燃处理空心阴极灯3、空心阴极灯使用1、光源2、原子化系统3、单色器4、检测系统（二）原子化系统决定整台原子吸收分光光度计仪器的性能优劣决定仪器的最大检测能力决定分析测试数据的可靠性作用：将试样中待测元素变成气态的基态原子。1、光源2、原子化系统3、单色器4、检测系统火焰原子化器无火焰（石墨炉）原子化器低温原子化器简单，快速，对大多数元素有较高的灵敏度和检测限，使用最广泛。具有更高的原子化效率、灵敏度和检测限原子化效率低热不稳定的元素灵敏度不高1、光源2、原子化系统3、单色器4、检测系统（三）单色器作用:将待测元素的分析线与干扰谱线分开，只让分析线通过，非分析线不让通过。光源单色器吸收池检测器光源单色器原子化系统检测器紫外-可见光原子吸收1、光源2、原子化系统3、单色器4、检测系统单色器工作原理动画1、光源2、原子化系统3、单色器4、检测系统光谱通带光谱通带＝D×S

一般狭缝宽度调节在0.01～2mm之间。对于大多数元素，光谱通带在0.5～4nm之间。对于谱线较复杂的元素：Fe、Co、Ni烯土元素等，易用较小的狭缝，选用0.2nm的光谱通带D——线色散率倒数（nm/mm）S——狭缝（mm）单色器出射狭缝所包括的波长范围。1、光源2、原子化系统3、单色器4、检测系统（四）检测系统

——把分光系统分出来的待测元素的光信号转换为电信号，适当放大