现代仪器分析.ppt

关于现代仪器分析第1页，讲稿共29页，2023年5月2日，星期三原子吸收光谱产生的机理；原子吸收光谱及其轮廓的影响因素；原子吸收测量的基本关系式；原子吸收光谱仪的基本结构；干扰效应及其消除方法。第2页，讲稿共29页，2023年5月2日，星期三一、原子光谱的产生原子吸收光谱法是基于当有辐射通过被测元素基态原子的蒸气状态时，对其原子共振辐射的吸收进行元素定量分析的方法。基态原子吸收其共振辐射，外层电子由基态跃迁至激发态而产生原子吸收光谱。由于各元素的结构和外层电子排布不同，元素从基态跃迁到至第一激发态时吸收的能量不同，因而各元素的共振吸收线具有不同的特征。第3页，讲稿共29页，2023年5月2日，星期三1.基态原子数与激发态原子数的关系根据热力学的原理，在一定温度下达到热平衡时，基态与激发态的原子数的比例遵循Boltzman分布定律。Ni/N0=gi/g0exp(-Ei/kT)激发态与基态原子数激发能Boltzman常数热力学温度统计权重表示能级的简并度第4页，讲稿共29页，2023年5月2日，星期三二、原子吸收光谱轮廓原子光谱是线状光谱。但是原子吸收光谱并不是严格上的线状光谱，也有一定的宽度。吸收强度对频率作图所得曲线为吸收线轮廓。子吸收线轮廓以原子吸收谱线的中心频率（或中心波长）和半宽度表征。中心频率由原子能级决定。半宽度是中心频率位置，吸收系数极大值一半处，谱线轮廓上两点之间频率或波长的距离。第5页，讲稿共29页，2023年5月2日，星期三谱线具有一定的宽度，主要有两方面的因素：第6页，讲稿共29页，2023年5月2日，星期三1.赫鲁兹马克变宽（压力变宽和共振变宽） 原子之间相互碰撞导致激发态原子平均寿命缩短，引起谱线变宽。被测元素激发态原子和基态原子相互碰撞引起的变宽。2.洛伦茨变宽被测元素原子与其他元素的原子相互碰撞引起的变宽。洛伦茨变宽随原子区内原子蒸气压力增大和温度身高而增大。第7页，讲稿共29页，2023年5月2日，星期三3.多普勒变宽（热变宽）原子处于无规则的热运动状态，热运动与观测器两者间形成相对位移运动，从而发生多普勒效应是谱线变宽的主要因素。4.场致变宽在外电场或磁场作用下，能引起能级的分裂从而导致谱线变宽，这种变宽称为场致变宽。第8页，讲稿共29页，2023年5月2日，星期三5.自吸变宽 由自吸现象而引起的谱线变宽称为自吸变宽。空心阴极灯发射的共振线被灯内同种基态原子所吸收产生自吸现象，从而使谱线变宽。第9页，讲稿共29页，2023年5月2日，星期三?第10页，讲稿共29页，2023年5月2日，星期三?第11页，讲稿共29页，2023年5月2日，星期三?第12页，讲稿共29页，2023年5月2日，星期三四、原子吸收光谱仪的基本结构原子吸收光谱仪由光源、原子化器、分光器、检测系统等几部分组成。第13页，讲稿共29页，2023年5月2日，星期三光源：发射待测元素的特征共振辐射。对光源的基本要求：发射的共振辐射的半宽度明显小于吸收线的半宽度。空心阴极灯能够满足上述要求，是原子吸收中常用的光源。原子化器：提供能量，使试样干燥、蒸发和原子化。分光器：由入射和出射狭缝、反射镜和色散元件组成，其作用是将所需要的共振吸收线分离出来。检测系统：检测光信号，并将光信号转变成电信号。第14页，讲稿共29页，2023年5月2日，星期三光源（空心阴极灯）1、构造 阴极:钨棒作成圆筒形，筒内熔入被测元素 阳极:钨棒装有钛、锆、钽金属作成的阳极 管内充气：氩或氖称载气极间加压500-300伏，要求稳流电源供电。2、锐线光产生原理溅射出的被测元素原子大量聚集在空心阴极内,与其它粒子碰撞而被激发,发射出相应元素的特征谱线。第15页，讲稿共29页，2023年5月2日，星期三3、对光源的要求辐射强度大稳定性高锐线性背景小要用被测元素做阴极材料第16页，讲稿共29页，2023年5月2日，星期三 原子化器的功能是提供能量，使试样干燥、蒸发和原子化。入射光束在这里被基态原子吸收，因此也可把它视为“吸收池”。 原子化器的基本要求：火焰原子化器和非火焰原子化器。原子化器第17页，讲稿共29页，2023年5月2日，星期三1、火焰原子化器构造：三部分：喷雾器，雾化器，燃烧器根据火焰的燃气与助燃气比例。可将火焰分为三类：化学计量火焰，富燃火焰，贫燃火焰