原子吸收光谱法1.ppt

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1、 1 14/1/2023 10:46 PM4/1/2023 10:46 PM第第7章章 原子吸收光谱法原子吸收光谱法7.1 概述概述7.2 原子吸收光谱法基本原理原子吸收光谱法基本原理7.3 原子吸收分光光度计原子吸收分光光度计7.4 干扰因素及其拟制方法干扰因素及其拟制方法 7.5 测量条件的选择测量条件的选择返回返回7.6 灵敏度、特征浓度及检出限灵敏度、特征浓度及检出限7.7 定量分析结果的计算定量分析结果的计算 2 24/1/2023 10:46 PM4/1/2023 10:46 PM7.1 概述概述 原子吸收光谱法原子吸收光谱法(也称原子吸收分光光法也称原子吸收分光光法)与可见、紫外

2、分光光度法基本原理相同，都与可见、紫外分光光度法基本原理相同，都是基于物质对光选择吸收而建立起来的光学是基于物质对光选择吸收而建立起来的光学分析法。分析法。区别区别：在可见、紫外分光光度法中，吸在可见、紫外分光光度法中，吸光物质是溶液中光物质是溶液中被测物质的分子或离子被测物质的分子或离子对光对光的选择吸收，原子吸收光谱法吸光物质是待的选择吸收，原子吸收光谱法吸光物质是待测元素的测元素的基态原子基态原子对光的选择吸收，这种对光的选择吸收，这种光光是由待测元素制成的空心阴极灯是由待测元素制成的空心阴极灯(称元素灯称元素灯)作光源作光源。返回返回 3 34/1/2023 10:46 PM4/1/2

3、023 10:46 PM 以测定以测定Mg2+为例：为例：续前返回返回 4 44/1/2023 10:46 PM4/1/2023 10:46 PM(1)检出限低，检出限低，10-1010-14g；(2)准确度高，准确度高，1%5%；(3)选择性高，一般情况下共存元素不干扰；选择性高，一般情况下共存元素不干扰；(4)分析速度快，分析速度快，应用广，可测定应用广，可测定70多个元素多个元素。局限性局限性：测不同的元素需不同的元素灯，测不同的元素需不同的元素灯，不能同时不能同时测测多元素多元素，难熔元素、非金属元素测定困难难熔元素、非金属元素测定困难。原子吸收光谱原子吸收光谱(atomic adso

4、rption spectrometry AAS)：是基于从光源发出的被测元素特征辐：是基于从光源发出的被测元素特征辐射通过元素的原子蒸气时被其基态原子吸收，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的一种现代仪由辐射的减弱程度测定元素含量的一种现代仪器分析方法。其器分析方法。其特点：特点：续前返回返回 5 54/1/2023 10:46 PM4/1/2023 10:46 PM7.2 基本原理基本原理返回返回1.原子的能级与跃迁原子的能级与跃迁 2.元素的特征谱线元素的特征谱线 3.辐射能量与频率、波长、波数之间的关系辐射能量与频率、波长、波数之间的关系 原子吸收光谱的

5、产生原子吸收光谱的产生 原子吸收光谱法的原理原子吸收光谱法的原理 定量分析的依据定量分析的依据 6 64/1/2023 10:46 PM4/1/2023 10:46 PM7.2 基本原理基本原理 原子吸收光谱的产生：原子吸收光谱的产生：原子通常处于能量最低的原子通常处于能量最低的基态，当基态原子受到外界能量基态，当基态原子受到外界能量(如光能如光能)激发时，激发时，若辐射的频率相应于原子中的电子由基态跃迁到较若辐射的频率相应于原子中的电子由基态跃迁到较高的能态所需要能量的频率时，原子从入射辐射中高的能态所需要能量的频率时，原子从入射辐射中吸收能量，发生共振吸收，产生原子光谱。吸收能量，发生共振

6、吸收，产生原子光谱。1.1.原子的能级与跃迁原子的能级与跃迁 基态基态第一激发态第一激发态,吸收一定频率的辐射能量。吸收一定频率的辐射能量。产生共振吸收线（简称共振线）产生共振吸收线（简称共振线）吸收光谱吸收光谱 激发态激发态基态基态,发射出一定频率的辐射。发射出一定频率的辐射。产生共振吸收线（也简称共振线）产生共振吸收线（也简称共振线）发射光谱发射光谱返回返回 7 74/1/2023 10:46 PM4/1/2023 10:46 PM 2.2.元素的特征谱线元素的特征谱线 （1 1）各各种种元元素素的的原原子子结结构构和和外外层层电电子子排排布布不同不同 基态第一激发态:跃迁吸收能量不同跃迁

7、吸收能量不同具有特征性。具有特征性。（2 2）各种元素的基态）各种元素的基态第一激发态第一激发态 最最易易发发生生，吸吸收收最最强强，最最灵灵敏敏线线。特特征征谱谱线。线。（3 3）利利用用原原子子蒸蒸气气对对特特征征谱谱线线的的吸吸收收可可以以进行定量分析进行定量分析续前返回返回 8 84/1/2023 10:46 PM4/1/2023 10:46 PM 3.3.辐射能量与频率、波长、波数之间的关系辐射能量与频率、波长、波数之间的关系 每每一一条条所所发发射射的的光光谱谱线线，都都是是原原子子在在不不同同能能级级间间跃跃迁迁的的结结果果，可可用用两两个个能能级级间间之之差差来来表表示示。即即

8、谱谱线线的的频频率率(或或波波长长、或或波波数数)与与两两个个能能级级差差的的关关系系服服从从普朗克公式。普朗克公式。式式中中：E2、E1分分别别为为较较高高、较较低低能能级级的的能能量量；h为为普普朗朗克克常常数数=6.62610-34J.s;为为频频率率；c为为光光在在真真空空中中的速度的速度=31010cm.s-1;为波长；为波长；为波数。为波数。续前返回返回 9 94/1/2023 10:46 PM4/1/2023 10:46 PM例例：钾钾原原子子共共振振线线波波长长为为766.49nm,计计算算该该共共振振线线的的激发能量激发能量(以以eV表示表示1eV=1.60210-19J),

9、频率和波数频率和波数解：解：续前返回返回 10104/1/2023 10:46 PM4/1/2023 10:46 PM 原子吸收光谱法的原理原子吸收光谱法的原理 从从光光源源发发射射出出具具有有待待测测元元素素特特征征谱谱线线的的光光，通通过过试试样样蒸蒸气气时时，被被蒸蒸气气中中待待测测元元素素的的基基态态原原子子所所吸吸收收，吸吸收收的的程程度度与与被被测测元元素素的的含含量量成成正正比比。故故可可根根据据测测得得的的吸吸光光度度，求得试样中被测元素的含量。求得试样中被测元素的含量。续前返回返回 11114/1/2023 10:46 PM4/1/2023 10:46 PM 定量分析的依据定

10、量分析的依据 基基态态原原子子对对共共振振线线的的吸吸收收程程度度与与蒸蒸气气中中基基态态原原子子的的数数目目和和原原子子蒸蒸气气厚厚度度的的关关系系，在在一一定定的的条条件下，服从朗伯件下，服从朗伯比耳定律：比耳定律：式式中中：A为为吸吸光光度度；I0为为光光源源发发射射出出被被测测元元素素共共振振线线的的强强度度；I为为被被原原子子蒸蒸气气吸吸收收后后透透过过光光的的强强度度；K为为原原子子吸吸收收系系数数；N0为为蒸蒸气气中中基基态态原原子子的的数目；数目；L为原子蒸气的厚度为原子蒸气的厚度(火焰宽度火焰宽度)。续前返回返回由由于于原原子子化化过过程程中中激激发发态态原原子子数数目目和和

11、离离子子数数很很少少，因因此此蒸蒸气气中中的的基基态态原原子子数数目目实实际际上上接接近近于于被被测测元元素素的的总总原原子子数数目目，而而总总原原子子数数目目与与溶溶液液中中被被测测元元素素的的浓浓度度c成成正正比比。在在L一定条件下：一定条件下：12124/1/2023 10:46 PM4/1/2023 10:46 PM 式式中中k是是与与实实验验条条件件有有关关的的常常数数。该该式式为为原原子吸收光谱法的定量依据。子吸收光谱法的定量依据。续前返回返回 13134/1/2023 10:46 PM4/1/2023 10:46 PM7.3 原子吸收分光度计原子吸收分光度计返回返回 光源光源 原

12、子化器原子化器 单色器单色器 检测系统检测系统 14144/1/2023 10:46 PM4/1/2023 10:46 PM7.3 原子吸收分光度计原子吸收分光度计TAS-990F 原子吸收分光光度计原子吸收分光光度计返回返回 15154/1/2023 10:46 PM4/1/2023 10:46 PM原子吸收分光度计：由原子吸收分光度计：由光源、光源、原子化器、单色器和检测系统原子化器、单色器和检测系统四个基本部件组成。四个基本部件组成。续前返回返回 16164/1/2023 10:46 PM4/1/2023 10:46 PM光源光源1.1.作用作用 提提供供待待测测元元素素的的特特征征光光

13、谱谱。获获得得较较高的灵敏度和准确度。高的灵敏度和准确度。光源应满足如下要求；光源应满足如下要求；（1 1）能发射待测元素的共振线；）能发射待测元素的共振线；（2 2）能发射锐线；）能发射锐线；（3 3）辐射光强度大，稳定性好）辐射光强度大，稳定性好。续前返回返回 17174/1/2023 10:46 PM4/1/2023 10:46 PM2.2.空心阴极灯：空心阴极灯：结构如图所示由由一一个个钨钨丝丝作作阳阳极极，空空心心阴阴极极由由待待测测元元素素的的高高纯纯金金属属或合金制成。接通电源发射出待测元素的特征谱线。或合金制成。接通电源发射出待测元素的特征谱线。续前返回返回 18184/1/2

14、023 10:46 PM4/1/2023 10:46 PM3.3.空心阴极灯的原理空心阴极灯的原理l 施加适当电压时，电子将从空心阴极内壁流向阳极施加适当电压时，电子将从空心阴极内壁流向阳极;l 与与充充入入的的惰惰性性气气体体碰碰撞撞而而使使之之电电离离，产产生生正正电电荷荷，其其在在电场作用下，向阴极内壁猛烈轰击电场作用下，向阴极内壁猛烈轰击;l 使使阴阴极极表表面面的的金金属属原原子子溅溅射射出出来来，溅溅射射出出来来的的金金属属原原子子再再与与电电子子、惰惰性性气气体体原原子子及及离离子子发发生生撞撞碰碰而而被被激激发发，于于是是阴极内辉光中便出现了阴极物质和内充惰性气体的光谱阴极内辉

15、光中便出现了阴极物质和内充惰性气体的光谱;l用不同待测元素作阴极材料，可制成相应空心阴极灯用不同待测元素作阴极材料，可制成相应空心阴极灯;l空心阴极灯的辐射强度与灯的工作电流有关。空心阴极灯的辐射强度与灯的工作电流有关。优缺点：优缺点：（1 1）辐射光强度大，稳定，谱线窄，灯容易更换。）辐射光强度大，稳定，谱线窄，灯容易更换。（2 2）每测一种元素需更换相应的灯。）每测一种元素需更换相应的灯。续前返回返回 19194/1/2023 10:46 PM4/1/2023 10:46 PM将试液中的待测元素转变成基态原子蒸气将试液中的待测元素转变成基态原子蒸气原子化器原子化器续前MX(试液试液)蒸发蒸

16、发MX(气态气态)热解热解M 0(基态原子基态原子)+X(气态气态)激发激发激发激发M 1(激发态原子激发态原子)Mn+(离子离子)+ne-(电子电子)返回返回 20204/1/2023 10:46 PM4/1/2023 10:46 PM火焰原子化器火焰原子化器无火焰原子化器无火焰原子化器(石墨炉原子化器石墨炉原子化器)分分续前返回返回 21214/1/2023 10:46 PM4/1/2023 10:46 PM火焰原子化装置雾化器和燃烧器雾化器和燃烧器 （1 1）雾化器）雾化器 结构如图所示主要缺点：雾化效率低主要缺点：雾化效率低续前返回返回 22224/1/2023 10:46 PM4/1

17、/2023 10:46 PM火焰火焰:试样雾滴在火焰中，经蒸发，干燥，试样雾滴在火焰中，经蒸发，干燥，离解（还原）等过程产生大量基态原子。离解（还原）等过程产生大量基态原子。火焰温度的选择火焰温度的选择：（a）保保证证待待测测元元素素充充分分离离解解为为基基态态原原子子的的前前提提下下，尽量采用低温火焰；尽量采用低温火焰；（b）火焰温度越高，产生的热激发态原子越多；火焰温度越高，产生的热激发态原子越多；（c）火火焰焰温温度度取取决决于于燃燃气气与与助助燃燃气气类类型型，常常用用空空气气乙炔最高温度乙炔最高温度2600K能测能测35种元素。种元素。续前返回返回 23234/1/2023 10:4

18、6 PM4/1/2023 10:46 PM 火焰类型：火焰类型：l 化化学学计计量量火火焰焰：温温度度高高，干干扰扰少少，稳稳定定，背背景景低，常用。低，常用。l 富富燃燃火火焰焰：还还原原性性火火焰焰，燃燃烧烧不不完完全全，测测定定较较易易形形成成难难熔熔氧氧化化物的元素物的元素Mo、Cr稀土等。稀土等。l 贫贫燃燃火火焰焰：火火焰焰温温度度低低，氧氧化化性气氛，适用于碱金属测定。性气氛，适用于碱金属测定。续前返回返回 24244/1/2023 10:46 PM4/1/2023 10:46 PM续前返回返回 25254/1/2023 10:46 PM4/1/2023 10:46 PM火焰种类

19、及对光的吸收：火焰种类及对光的吸收：选选择择火火焰焰时时，还还应应考考虑虑火火焰焰本本身身对对光光的的吸吸收收。根根据据待待测测元元素素的的共共振振线线，选选择择不不同同的的火火焰焰，可可避避开开干干扰扰：如如 As的的 共共 振振 线线193.7nm 由由图图可可见见，采采用用空空气气-乙乙炔炔火火焰焰时时，火火焰焰产产生生吸吸收收，而选氢而选氢-空气火焰则较好空气火焰则较好续前返回返回空气空气-乙炔火焰乙炔火焰：最常用：最常用,可测定可测定30多种元素多种元素N2O-乙炔火焰乙炔火焰：火焰温度高：火焰温度高,可测定的增加到可测定的增加到70多多种种 26264/1/2023 10:46 P

20、M4/1/2023 10:46 PM石墨炉原子化装置（1）结构）结构 如图所示如图所示(见下页见下页)：外外气气路路中中Ar气气体体沿沿石石墨墨管管外外壁壁流流动动，冷冷却却保保护护石石墨墨管管；内内气气路路中中Ar气气体体由由管管两两端端流流向向管管中中心心，从从中中心心孔孔流流出出，用用来来保保护护原原子子不不被被氧氧化化，同同时时排排除除干干燥燥和和灰灰化化过过程程中中产产生生的的蒸蒸汽。汽。续前返回返回 27274/1/2023 10:46 PM4/1/2023 10:46 PM续前返回返回 28284/1/2023 10:46 PM4/1/2023 10:46 PM （2）原子化过程

21、：）原子化过程：分为分为干燥干燥、灰化灰化（去除基体）、（去除基体）、原子化原子化、净化净化(去除残渣）去除残渣）四个阶段四个阶段，待测元素在高，待测元素在高温下生成基态原子。温下生成基态原子。续前返回返回 29294/1/2023 10:46 PM4/1/2023 10:46 PM （3）优缺点）优缺点 优优点点：原原子子化化程程度度高高，试试样样用用量量少少（1-100L），可可测测固固体体及及粘粘稠稠试试样样，灵灵敏敏度度高高，检测极限检测极限10-12 g/L。缺点：缺点：精密度差，测定速度慢，操作不够精密度差，测定速度慢，操作不够简便，装置复杂。简便，装置复杂。其他原子化方法 （1）

22、低温原子化方法）低温原子化方法:主要是氢化物原子化方法，原子化温度主要是氢化物原子化方法，原子化温度700900C；续前返回返回 30304/1/2023 10:46 PM4/1/2023 10:46 PM 特点特点：原子化温度低：原子化温度低；灵敏度高（对砷、硒；灵敏度高（对砷、硒可达可达10-9g）；）；基体干扰和化学干扰小基体干扰和化学干扰小续前应用应用：As、Sb、Bi、Sn、Ge、Se、Pb、Ti等等 原理原理：在酸性介质中，与强还原剂硼氢化钠：在酸性介质中，与强还原剂硼氢化钠反应生成气态氢化物。例反应生成气态氢化物。例 AsCl3+4NaBH4+HCl+8H2O =AsH3+4Na

23、Cl+4HBO2+13H2 将待测试样在专门的氢化物生成器中产生氢将待测试样在专门的氢化物生成器中产生氢化物，送入原子化器中检测。化物，送入原子化器中检测。返回返回 31314/1/2023 10:46 PM4/1/2023 10:46 PM（2）冷原子化法）冷原子化法低温原子化方法（一般低温原子化方法（一般700900C）；）；主要应用于主要应用于：各种试样中：各种试样中Hg元素的测量；元素的测量；原理原理：将试样中的汞离子用：将试样中的汞离子用SnCl2或盐酸羟胺完全或盐酸羟胺完全还原为金属汞后，用气流将汞蒸气带入具有石英还原为金属汞后，用气流将汞蒸气带入具有石英窗的气体测量管中进行吸光度

24、测量。窗的气体测量管中进行吸光度测量。特点特点：常温测量；灵敏度、准确度较高：常温测量；灵敏度、准确度较高(可达可达10-8g汞汞)续前返回返回 32324/1/2023 10:46 PM4/1/2023 10:46 PM 1.作用作用 将待测元素的吸收线与邻近线分开将待测元素的吸收线与邻近线分开单色器单色器 2.组件组件 色散元件色散元件(棱镜、光栅棱镜、光栅)，凹凸镜、狭缝等，凹凸镜、狭缝等3.单色器性能参数单色器性能参数 （1）线色散率线色散率（D）两条谱线间的距离与波长差）两条谱线间的距离与波长差的比值的比值X/。实际常用其倒数实际常用其倒数/X （2）分辨率分辨率 仪器分开相邻两条谱

25、线的能力。用仪器分开相邻两条谱线的能力。用该两条谱线的平均波长与其波长差的比值该两条谱线的平均波长与其波长差的比值/表示。表示。续前返回返回 33334/1/2023 10:46 PM4/1/2023 10:46 PM （3）通通带带宽宽度度（W）:指指通通过过单单色色器器出出射射光光束束波波长长的的范范围围。当当倒倒色色散散率率（D）一一定定时时，可可通通过过选选择择狭缝宽度（狭缝宽度（S）来确定：来确定：W=D S式式中中：W为为单单色色器器的的通通带带宽宽度度(nm)；D为为倒倒线线色色散散率率(nm/mm)；S为狭缝宽度为狭缝宽度(mm)。检测系统检测系统作用作用:将待测元素光信号转换

26、为电信号，经放大数将待测元素光信号转换为电信号，经放大数据处理显示结果。据处理显示结果。组件组件:检测器、放大器、对数变换器、显示记录装置检测器、放大器、对数变换器、显示记录装置续前返回返回 34344/1/2023 10:46 PM4/1/2023 10:46 PM 检测器检测器 将单色器分出的光信号转变成电信号。将单色器分出的光信号转变成电信号。如：光电池、光电倍增管、光敏晶体管等。如：光电池、光电倍增管、光敏晶体管等。放大器放大器 将光电倍增管输出的较弱信号，经电子将光电倍增管输出的较弱信号，经电子线路进一步放大。线路进一步放大。对数变换器对数变换器光强度与吸光度之间的转换。光强度与吸光

27、度之间的转换。显示显示、记录记录 新仪器配置：原子吸收计算机工作站新仪器配置：原子吸收计算机工作站续前返回返回 35354/1/2023 10:46 PM4/1/2023 10:46 PM7.4 干扰因素及其抑制方法干扰因素及其抑制方法1 光谱干扰光谱干扰1.1 邻近谱线的干扰抑制邻近谱线的干扰抑制返回返回1.2 背景吸收的干扰与抑制背景吸收的干扰与抑制 2 化学干扰化学干扰2.1 形成化合物的干扰与抑制形成化合物的干扰与抑制3 物理干扰物理干扰(基体效应基体效应)2.2 电离干扰与抑制电离干扰与抑制 36364/1/2023 10:46 PM4/1/2023 10:46 PM7.4 干扰因素

28、及其抑制方法干扰因素及其抑制方法干扰因素干扰因素1 光谱干扰光谱干扰指非待测谱线进入检测器，或待测谱线被其指非待测谱线进入检测器，或待测谱线被其它杂质所吸收而引起的干扰。它杂质所吸收而引起的干扰。光谱干扰光谱干扰化学干扰化学干扰物理干扰物理干扰主要有主要有邻近谱线的干扰邻近谱线的干扰和和背景吸收的干扰背景吸收的干扰1.1 邻近谱线的干扰抑制邻近谱线的干扰抑制返回返回 37374/1/2023 10:46 PM4/1/2023 10:46 PM (3)灯的辐射中有连续背景辐射灯的辐射中有连续背景辐射 用较小通带或更换灯用较小通带或更换灯 (1)在分析线附近有单色器不能分离的待在分析线附近有单色器

29、不能分离的待测元素的邻近线测元素的邻近线 可以通过调小狭缝的方法来抑制这种干扰可以通过调小狭缝的方法来抑制这种干扰 (2)空心阴极灯内有单色器不能分离的干扰空心阴极灯内有单色器不能分离的干扰元素的辐射元素的辐射 换用纯度较高的单元素灯减小干扰换用纯度较高的单元素灯减小干扰续前返回返回 38384/1/2023 10:46 PM4/1/2023 10:46 PM1.2 背景吸收的干扰与抑制背景吸收的干扰与抑制l背景吸收背景吸收是指除待测元素外，其它物质对是指除待测元素外，其它物质对光源发射谱线的吸收。光源发射谱线的吸收。主要有主要有分子吸收、光散射分子吸收、光散射和和火焰吸收火焰吸收 (1)分子

30、吸收：分子吸收：原子化过程中，存在或生成原子化过程中，存在或生成的分子对特征辐射产生的吸收。分子光谱是的分子对特征辐射产生的吸收。分子光谱是带状光谱，势必在一定波长范围内产生干扰。带状光谱，势必在一定波长范围内产生干扰。续前返回返回 39394/1/2023 10:46 PM4/1/2023 10:46 PM (2)光散射：光散射：指火焰中存在着固体微粒，指火焰中存在着固体微粒，对入射光的散射而产生的假吸收，从而使结对入射光的散射而产生的假吸收，从而使结果偏高的现象。果偏高的现象。(3)火焰吸收：火焰吸收：指火焰中各种成分对入射指火焰中各种成分对入射光的吸收。光的吸收。l背景吸收的干扰校正方法

31、背景吸收的干扰校正方法 (1)用氘灯测定背景吸收：用氘灯测定背景吸收：氘灯发射的是氘灯发射的是连续光谱，基态原子对其吸收可忽略不计。连续光谱，基态原子对其吸收可忽略不计。旋转分光器交替使用氘灯提供的连续光谱。旋转分光器交替使用氘灯提供的连续光谱。续前返回返回 40404/1/2023 10:46 PM4/1/2023 10:46 PM空心阴极灯提供的空心阴极灯提供的共振线通过火焰；共振线通过火焰；用元素灯作光源测得的用元素灯作光源测得的吸光度包括原子吸收和吸光度包括原子吸收和背景吸收背景吸收；用氘灯作；用氘灯作光源测得的吸光度光源测得的吸光度只包括分子吸收和只包括分子吸收和光散射等因素所造光散

32、射等因素所造成的背景吸收，成的背景吸收，两者两者之差即可消去背景吸收。之差即可消去背景吸收。续前返回返回 41414/1/2023 10:46 PM4/1/2023 10:46 PM (2)用空白溶液进行校正：用空白溶液进行校正：配制一种基体元素浓度与试液相同，但不配制一种基体元素浓度与试液相同，但不含待测元素的空白溶液，在相同条件下，测含待测元素的空白溶液，在相同条件下，测定这个空白溶液的吸光度定这个空白溶液的吸光度(即背景吸收即背景吸收)，然，然后从试液的吸光度值中后从试液的吸光度值中减去减去背景吸收值，即背景吸收值，即得试液的吸光度。得试液的吸光度。续前返回返回 42424/1/2023

33、 10:46 PM4/1/2023 10:46 PM (3)用塞曼用塞曼(Zeeman)效应背景校正法效应背景校正法 ZeemanZeeman效效应应：在在磁磁场场作作用用下下简简并并的的谱谱线线发发生生裂裂分分的现象；的现象；校校正正原原理理：原原子子化化器器加加磁磁场场后后，随随旋旋转转偏偏振振器器的的转转动动，当当平平行行磁磁场场的的偏偏振振光光通通过过火火焰焰时时，产产生生总总吸吸收收；当当垂垂直直磁磁场场的的偏偏振振光光通通过过火火焰焰时时，只只产产生生背背景景吸收；见下页图示：吸收；见下页图示：方方式式：光光源源调调制制法法和和共共振振线线调调制制法法(应应用用较较多多)，后后者又

34、分为恒定磁场调制方式和可变磁场调制方式。者又分为恒定磁场调制方式和可变磁场调制方式。续前返回返回 43434/1/2023 10:46 PM4/1/2023 10:46 PM优优点点：校校正正能能力力强强(可可校校正正背背景景A：1.22.0)；可可校校正波长范围宽：正波长范围宽：190 900nm续前返回返回 44444/1/2023 10:46 PM4/1/2023 10:46 PM 2 化学干扰化学干扰：指待测元素与其它组分之间的指待测元素与其它组分之间的化学反应，从而减少了基态原子的数目所造成的化学反应，从而减少了基态原子的数目所造成的影响。化学干扰有：影响。化学干扰有：形成化合物形成

35、化合物和和电离干扰电离干扰2.1 形成化合物的干扰与抑制形成化合物的干扰与抑制 待测元素与共存组分作用形成难挥发的化待测元素与共存组分作用形成难挥发的化合物，致使参与吸收的基态原子数减少。合物，致使参与吸收的基态原子数减少。为了抑制这种干扰，常在为了抑制这种干扰，常在标准溶液标准溶液和和试样试样溶液溶液中均加入某些试剂中均加入某些试剂(如如释放剂、保护剂、释放剂、保护剂、缓冲剂缓冲剂等等)续前返回返回 45454/1/2023 10:46 PM4/1/2023 10:46 PM2.2 电离干扰与抑制电离干扰与抑制 待测元素在原子化过程中，原子失去一个待测元素在原子化过程中，原子失去一个或几个电

36、子后形成离子，不产生吸收，故部或几个电子后形成离子，不产生吸收，故部分基态原子的电离会使吸收强度减弱。分基态原子的电离会使吸收强度减弱。抑制电离干扰抑制电离干扰:(1)适当控制火焰温度；适当控制火焰温度；(2)在试液中加入在试液中加入较大量易电离元素较大量易电离元素(如钠、钾等如钠、钾等)作为作为“消电消电离剂离剂”，这些易电离元素在火焰中强烈电离，这些易电离元素在火焰中强烈电离而消耗了能量，就抑制、减少了待测元素基而消耗了能量，就抑制、减少了待测元素基态原子的电离。态原子的电离。续前返回返回 46464/1/2023 10:46 PM4/1/2023 10:46 PM3 物理干扰物理干扰(基

37、体效应基体效应)指试样在转移、蒸发过程中任何物理因素指试样在转移、蒸发过程中任何物理因素变化而引起的干扰效应。变化而引起的干扰效应。干干扰扰因因素素试液的粘度试液的粘度影响试样喷入火焰的速度影响试样喷入火焰的速度 表面张力表面张力影响雾滴的大小及分布影响雾滴的大小及分布溶剂的蒸气压溶剂的蒸气压影响蒸发速度影响蒸发速度雾化气体的压力雾化气体的压力 影响喷入量的多少影响喷入量的多少续前返回返回 47474/1/2023 10:46 PM4/1/2023 10:46 PM1 分析线的选择分析线的选择2 灯电流的选择灯电流的选择7.5 测量条件的选择测量条件的选择返回返回续前3 火焰的选择火焰的选择4

38、 燃烧器高度的选择燃烧器高度的选择5 狭缝宽度的选择狭缝宽度的选择 48484/1/2023 10:46 PM4/1/2023 10:46 PM 1 分析线的选择分析线的选择 选择待测元素的共振线作分析线，使测定选择待测元素的共振线作分析线，使测定具有较高的灵敏度。测量高浓度时，也可选具有较高的灵敏度。测量高浓度时，也可选次灵敏线。次灵敏线。2 灯电流的选择灯电流的选择 在保证有稳定和足够的辐射光通过的情况在保证有稳定和足够的辐射光通过的情况下，尽量选较低的电流。选择合适的灯电流下，尽量选较低的电流。选择合适的灯电流可通过实验确定。可通过实验确定。方法：方法：配制一含量合适的溶液，以不同的灯电

39、流测量相应的吸光度，然后做吸光度-灯电流曲线，从曲线找出吸光度最大时，所对应的较小电流为测定的工作电流。7.5 测量条件的选择测量条件的选择返回返回续前 49494/1/2023 10:46 PM4/1/2023 10:46 PM3 火焰的选择火焰的选择 依据不同试样元素选择不同火焰类型。对易电依据不同试样元素选择不同火焰类型。对易电离的碱金属元素，选用低温火焰；对易生成氧化离的碱金属元素，选用低温火焰；对易生成氧化物的元素物的元素(如如Al、Si、B、W等等)，选用高温火焰，选用高温火焰，对一般元素，常使用空气乙炔火焰。对一般元素，常使用空气乙炔火焰。4 燃烧器高度的选择燃烧器高度的选择 不

40、同元素的基态原子密度随火焰高度的分布是不同元素的基态原子密度随火焰高度的分布是不同的。调节观测高度不同的。调节观测高度(燃烧器高度燃烧器高度)，可使元素，可使元素通过自由原子浓度最大的火焰区，灵敏度高，观通过自由原子浓度最大的火焰区，灵敏度高，观测稳定性好。测稳定性好。续前返回返回 50504/1/2023 10:46 PM4/1/2023 10:46 PM5 狭缝宽度的选择狭缝宽度的选择 狭缝宽度与单色器的分辨能力和光狭缝宽度与单色器的分辨能力和光源辐射的强弱等因素有关。当单色器源辐射的强弱等因素有关。当单色器的分辨能力大时，用较宽的狭缝。在的分辨能力大时，用较宽的狭缝。在光源辐射较弱或共振

41、线吸收较弱时，光源辐射较弱或共振线吸收较弱时，必须使用较宽的狭缝。合适的狭缝宽必须使用较宽的狭缝。合适的狭缝宽度同样应通过实验确定度同样应通过实验确定 。续前返回返回 51514/1/2023 10:46 PM4/1/2023 10:46 PM7.6 灵敏度、特征浓度及检出限灵敏度、特征浓度及检出限1 灵敏度及特征浓度灵敏度及特征浓度 灵敏度灵敏度S定义为校正曲线的斜率，其表达定义为校正曲线的斜率，其表达式：式：即当待测元素的即当待测元素的c或质量或质量m改变一个单位时，改变一个单位时，吸光度吸光度A的变化量。的变化量。影响影响S的因素的因素取决于待测元素本身的性质取决于待测元素本身的性质与仪

42、器的性能有关。与仪器的性能有关。受实验条件因素的影响受实验条件因素的影响返回返回特征浓度计算式：特征浓度计算式：52524/1/2023 10:46 PM4/1/2023 10:46 PM 特征浓度特征浓度:指产生指产生1%吸收或吸收或0.0044吸光度值吸光度值时溶液中待测元素的质量浓度时溶液中待测元素的质量浓度(g.mL-1/1%)或质量分数或质量分数(g.g-1/1%)。在火焰原子法中常用在火焰原子法中常用特征浓度特征浓度表示表示灵敏度灵敏度在石墨炉原子化法中，常用绝对特征浓度在石墨炉原子化法中，常用绝对特征浓度S表示表示:返回返回续前例：例：某原子吸收分光光度计，对浓度均为某原子吸收分

43、光光度计，对浓度均为0.20g.mL-1的的Ca2+溶液和溶液和Mg2+标准溶液进标准溶液进行测定，吸光光度分别为行测定，吸光光度分别为0.054和和0.072。比。比较这两个元素哪个灵敏度高？较这两个元素哪个灵敏度高？53534/1/2023 10:46 PM4/1/2023 10:46 PM解：解：对对Ca2+的灵敏度：的灵敏度：(g.mL-1/1%)对对Mg2+的灵敏度：的灵敏度：S=0.012(g.mL-1/1%)Mg2+的灵敏度的灵敏度较较Ca2+为高。为高。续前返回返回 54544/1/2023 10:46 PM4/1/2023 10:46 PM 指产生一个能够保证在试样中存在某元

44、素指产生一个能够保证在试样中存在某元素的分析信号所需要的该元素的最小含量。的分析信号所需要的该元素的最小含量。(g.mL-1)2 检出限检出限 用用空空白白溶溶液液或或接接近近空空白白的的标标准准溶溶液液进进行行至至少少10次次连连续续测测定定所所得得吸吸光光度度的的标标准准偏偏差差的的3倍时所相应的质量浓度或质量分数求得。倍时所相应的质量浓度或质量分数求得。(g.g-1)或续前返回返回 55554/1/2023 10:46 PM4/1/2023 10:46 PM7.7 定量分析结果的计算定量分析结果的计算1 标准曲线法标准曲线法返回返回计算法计算法2 标准加入法标准加入法作图法作图法浓度直读

45、法浓度直读法3 内标法内标法内标标准曲线法内标标准曲线法内标计算法内标计算法 56564/1/2023 10:46 PM4/1/2023 10:46 PM7.7 定量分析结果的计算定量分析结果的计算 1 标准曲线法标准曲线法 配配制制一一组组合合适适的的标标准准溶溶液液，由由低低浓浓度度到到高高浓浓度度依依次次喷喷入入火火焰焰，将将获获得得的的吸吸光光度度A数数据据对对应应于于浓浓度度c作作标标准准曲曲线线，在在相相同同条条件件下下测测定定试试样样的的吸吸光光度度A，在在标准曲线上求出对应的浓度值。标准曲线上求出对应的浓度值。或或由由标标准准试试样样数数据据获获得得线线性性方方程程，将将试试样

46、样的的吸吸光光度度A A数数据据代代入入计计算算。注注意意在在高高浓浓度度时时，标标准准曲曲线线易发生弯曲。易发生弯曲。返回返回 57574/1/2023 10:46 PM4/1/2023 10:46 PM 计算法计算法 2.1 计算法计算法:设容量瓶设容量瓶A，待测元素浓度，待测元素浓度cx，吸光度，吸光度Ax2 标准加入法标准加入法作图法作图法浓度直读法浓度直读法容容量量瓶瓶B，待待测测元元素素浓浓度度为为(cx+cs)，吸吸光光度为度为Ax+s，可求得被测试液元素的浓度为，可求得被测试液元素的浓度为:式中：cx、cs为浓度项，可以用物质的量浓度、质量浓度、质量分数表示。注意容量瓶A、B体

47、积相同。续前返回返回 58584/1/2023 10:46 PM4/1/2023 10:46 PM 例：例：用原子吸收分光光度法测定水样中的锌。用原子吸收分光光度法测定水样中的锌。取取1000mL水样加热浓缩至水样加热浓缩至100mL，吸取，吸取25.00mL水样，分别放入两个水样，分别放入两个50.00mL容量瓶中，容量瓶中，其中一个再加入其中一个再加入10.00mL(10.0g.mL-1)锌标准溶锌标准溶液，均稀释至刻度。分别测得吸光度为液，均稀释至刻度。分别测得吸光度为0.210和和0.686。计算水样中锌的含量。计算水样中锌的含量。解：解：g/mL水样中锌的含量：续前返回返回 5959

48、4/1/2023 10:46 PM4/1/2023 10:46 PM 2.2 作图法作图法:设同体积容量瓶编号设同体积容量瓶编号 A B C D 试液试液+标准溶液浓度标准溶液浓度 cx cx+cs cx+2cs cx+4cs 测得相应的吸光度测得相应的吸光度 Ax A1 A2 A4以以A为纵坐标为纵坐标,标准溶液浓标准溶液浓度度cs为横坐标为横坐标,绘制工作曲绘制工作曲线线,如右图：如右图：延长工作曲线与横坐标延长工作曲线与横坐标轴相交，交点至原点的距轴相交，交点至原点的距离所相应的浓度离所相应的浓度cx，即为，即为所求被测元素的浓度。所求被测元素的浓度。续前返回返回 60604/1/202

49、3 10:46 PM4/1/2023 10:46 PM 例：例：用冷原子吸收法测定废水中的汞，分用冷原子吸收法测定废水中的汞，分别吸取试液别吸取试液10.00mL于一组于一组25mL的容量瓶的容量瓶中中,加入不同体积的标准汞溶液加入不同体积的标准汞溶液(浓度为浓度为0.40g/mL)，稀释至刻度。测得下列吸光度：，稀释至刻度。测得下列吸光度：VHg/mLA0.000.50 1.00 1.502.002.500.0670.067 0.145 0.222 0.294 0.371 0.445在相同条件下做空白实验，在相同条件下做空白实验，A为为0.015。计算水样。计算水样中汞的含量。中汞的含量。续

50、前返回返回 61614/1/2023 10:46 PM4/1/2023 10:46 PM 解：解：每一个吸光度值都每一个吸光度值都减去空白值减去空白值0.015。然后。然后以以A为纵坐标，加入汞为纵坐标，加入汞标准液体积为横坐标作标准液体积为横坐标作图。得一直线。外延此图。得一直线。外延此直线与横轴相交，交点直线与横轴相交，交点与原点间的距离为与原点间的距离为0.39mL。故水样中汞的。故水样中汞的含量为：含量为：续前返回返回3.1 内标标准曲线法内标标准曲线法 62624/1/2023 10:46 PM4/1/2023 10:46 PM 2.3 浓度直读法浓度直读法:在标准曲线线性范围内，用