分析化学讲课提纲
透射光强度 Iν和吸收系数及辐射频率有关。 A=KLN0 = KLN = KC 三、谱线轮廓与谱线变宽
原子结构较分子结构简单,理论上应产生线状光谱。 实际上光谱线具有一定的宽度。 产生吸收线宽度的原因
原子的性质——自然宽度(10-6-10-5 nm)¨ 外界影响——热变宽等
(1)多普勒变宽(热变宽) 是由原子在空间作相对热运动引起的谱线变宽 (2)碰撞变宽(压力变宽)
辐射原子间或辐射原子与其它粒子间相互碰撞而产生的。 (3)自吸变宽
幅射能被发射原子自身吸收。 四、原子吸收光谱的测量 1、积分吸收测量法
在吸收轮廓的频率范围内,吸收系数Kν对于频率的积分, 称为积分吸收系数,简称积分吸收.
积分吸收与原子蒸汽中吸收辐射的基态原子数成正比。这是原子吸收光谱分析的理论依据。 如果能准确测出积分吸收值,即可计算出待测原子的N0,那么,AAS就会成为一种绝对测量方法(不需要标准与之比较)。实际上是很难达到的。现
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在的分光装置无法实现。 2 峰值吸收测量法
1955年,澳大利亚物理学家A.Walsh 提出以锐线光源为激发光源,用测量峰值吸收的方法代替积分吸收,解决了原子吸收测量的难题, 使原子吸收成为一种分析方法。
用峰值吸收代替积分吸收的必要条件:
发射线的中心频率ν0发与吸收线的中心频率ν0吸相同 发射线的Δν发小于吸收线的Δν吸。
锐线光源——发射线的半宽度比吸收线的半宽度窄的多的光源。五、原子吸收法与紫外-可见分光光度法的比较 相同点:
1. 都属于吸收光谱 2. 遵守A=KC
3. 仪器基本组成相同:光源 单色器 吸收池 检测器 4 测量过程基本相同 不同点: 1. 吸收机理不同 2. 光源不同
3. 仪器各部件排列顺序不同 六、方法特点
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1.灵敏度高 火焰原子化器 ppb-ppm 非火焰原子化器 ppt 级
2.选择性好:采用不同元素的光源灯,干扰因素少;
3.测定快速:可在1小时内测定一百多个样品中3-6种元素含量。 4.准确度高:一般可达1-2%,好的可达0.1% -0.5%。 5.应用范围广:可测定70多种元素,既可测 微量,也可测常量。
缺陷:不能多元素同时分析; 测定高含量组分的准确度有待提高。
6.3 原子吸收光谱仪
原子吸收光谱仪(原子吸收分光光度计)主要由锐线光源、原子化器、分光系统、检测系统组成。 一、光源
1、作用:提供待测元素的特征光谱。 光源应满足如下要求 (1)能发射锐线
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发射的谱线宽度小于吸收线的宽度: △ν发﹤<△ν吸, (2)辐射光强度大 (3)稳定性好 (4)寿命长
2、空心阴极灯的构造及工作原理
空心阴极灯的原理:施加适当电压时,电子将从空心阴极内壁流向阳极;与充入的惰性气体碰撞而使之电离,产生正电荷,其在电场作用下,向阴极内壁猛烈轰击; 使阴极表面的金属原子溅射出来,溅射出来的金属原子再与电子、惰性气体原子及离子发生撞碰而被激发,于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。
空心阴极灯的辐射强度与灯的工作电流有关。其主要操作参数灯是灯电流。因此在实际工作中要选择合适的灯电流。使用前,一般要预热5~20 min。 二、原子化器
作用:将试样中的待测元素转变成气态的基态原子(原子蒸气)。 实现原子化的方法,可分为:火焰原子化法和非火焰原子化法。 (一)火焰原子化系统
火焰原子化系统是由化学火焰热能提供能量,使被测元素原子化。 1、火焰原子化器结构
两个关键因素: 燃烧温度 火焰氧化-还原性 2、火焰的种类和性质
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火焰温度的选择:
(1)保证待测元素充分离解为基态原子的前提下,尽量采用低温火焰; (2)火焰温度越高,产生的热激发态原子越多;
(3)火焰温度取决于燃气与助燃气类型,常用空气—乙炔,最高温度2600K能
测35种元素。
C2H2-Air火焰原子吸收法测定较易氧化但其氧化物又难分解的元素(如Cr)时,最适宜的火焰是性质:
(A)化学计量型 (B)贫燃型 (C)富燃型 (D)明亮的火焰 3、火焰原子化系统的特点
优点:结构简单,操作方便,应用较广;火焰稳定,重现性及精密度较好;基体
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