第八章 原子吸收光谱

第八章 原子吸收光谱

第八章原子吸收光谱分析法atomic absorption spectrometry, AAS

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第八章 原子吸收光谱

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第八章 原子吸收光谱

§8-1 概述原子吸收光谱法(也称原子吸收分光光度法) P227 基于原子蒸气对其特定谱线(特征谱线)吸收作用进 行定量分析的方法；

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第八章 原子吸收光谱

原子吸收光谱：

从光源发出的被测元素的特征辐射通过元素的原子蒸气时被其基态原子吸

收，由辐射的减弱程度测定元素含量.原子吸收光谱法的特点：(1)灵敏度高,检出限低(火焰：10-9g/ml,石墨炉：10-13 g(2)选择性好

(3)准确度高(4)测定范围广(可直接测定70多种元素)15:40:18

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§8-2 原子吸收光谱的原理1、共振线、特征谱线

外层电子从基态跃迁到第一激发态，吸收一定频率的辐

射能量,产生共振吸收线(简称共振线)(1)不同元素的原子结构和外层电子排布不同，共振线 不同，共振线是元素的特征谱线。 (2)利用基态原子蒸气对特征谱线(共振线)的吸收进 行定量分析 15:40:18

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2、谱线轮廓与谱线变宽原子吸收线不是一条单一频率的线，而是有一定的频率 范围，即有一定宽度。 谱线的轮廓是谱线强度随频率变化的曲线，一般用原子

蒸气对频率为 的光的吸收系数K 随频率 的变化来描述吸收线轮廓

吸收线轮廓

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表征吸收线轮廓的参数：

中心频率 0吸收线半宽度：Δ 最大的吸收系数K0所对应频率 0 称为中心频率吸收线轮廓

K0/2处吸收线轮廓两点间的距离称为吸收线半宽度(Δ ,10-3nm)

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吸收峰变宽原因：

(1)自然宽度：谱线自身具有一定的宽度。

(2)多普勒变宽(热变宽): 原子在空间做无规则热运动导致的 (3)压力变宽(劳伦兹变宽，赫鲁兹马克变宽):原子吸

收区气体压力变大时，相互碰撞引起的变宽。劳伦兹变宽： 待测原子和其他原子碰撞。 赫鲁兹马克变宽(共振变宽):同种原子碰撞。 在一般分析条件下吸收线的轮廓受多普勒变宽Δ D 和劳伦兹变宽Δ L 的影响15:40:18

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3、原子吸收光谱的测量(积分吸收和峰值吸收)钨灯和氘灯光源，经光栅或棱镜分光后，光谱通带0.2 mm。 而原子吸收线半宽度：10-3 nm。如图：

若用一般光源照射时，吸收光的强度变化仅为0.5%。 要测量光减弱的程度，灵敏度极差。15:40:18

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(1)积分吸收：吸收线轮廓内吸收系数的积分，称为 积分吸收系数，简称积分吸收(谱线下所围面积)

π e2 Kvdv mc N0 f N0 为 单位体积的基态原子数

如果测出积分吸收即可得到原子浓度。要测量半宽度 只有10 -3 nm的积分吸收。需要分辨率很高的单色器，一般 光谱仪达不到。15:40:18

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1955年，瓦尔西提出在原子吸收分析中用锐线光源，测

量谱线

的峰值吸收锐线光源：发射线的Δν小于吸收线的 Δν。

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(2)峰值吸收峰值吸收系数K0,简称峰值吸收采用锐线光源进行测量，则Δνe《 Δνa ,在发射线宽度范围内，Kν可近 似认为不变，并近似等于峰值时的 吸收系数K02 π ln2 e 2 K 0 0.434 N0 f v D mc

峰值吸收与原子浓度成正比15:40:18

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通过A和K0的关系，得出：2 π ln2 e 2 A 0.434 N 0 fL kLN0 D mc

当使用锐线光源时，吸光度与原子蒸汽中待测元素的 基态原子数成正比A kLN0

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火焰温度低于3000K时，可以用基态原子数代表待测元 素的原子总数

当使用锐线光源时，A = k N0 L =k’ c (比尔定律)15:40:18

原子吸收定 量基础

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§8-3 原子吸收分光光度计

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一、流程

单光束：光源强度变化而导致基线漂移

双光束：可以通过参比光束的作用克服基线漂移

特点(1)采用锐线光源 (2)单色器在火焰与检测器之间

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