原子吸收原理
23页1、原子吸收分光光度计的原理及测量技术I、概述原子吸收分光光度计的发展史和概述:原子吸收分光光度计(Atomic Absorption Spectrometry , AAS)是在20世纪50年代中期出 现并逐渐发展起来的一种新型仪器分析方法,是基于蒸气相中被测元素的基态原子对其原子 共振辐射的吸收强度来测定试样中被测元素含量的一种方法。原子吸收光谱由许多优点:检出限低,火焰原子吸收可达ng.cm-3级,石墨炉原子吸收法 可达到10-10-10-14g;准确度高,火焰原子吸收的相对误差1%,石墨炉原子吸收法的约为 3%-5% ;选择性好,大多数情况下共存元素对被测元素不产生干扰;分析速度快,应用范围 广,能够测定的元素多达70多个。II. 原子吸收光谱一、光谱的种类和原子光谱分析光谱的种类:物质中的原子、分子处于运动状态。这种物质的内部运动,在外部可辐射或吸 收能的形式(即电磁辐射)表现出来,而光谱就是按照波长顺序排列的电磁辐射。由于原子 和分子的运动是多种多样的,因此光谱的表现也是多种多样的。从不同的角度可把光谱分为 不同的种类:按照波长及测定方法,光谱可分为:Y射线(0.005-1.4
2、A),X射线(0.1-100 A ),光学光谱 (100A-300m)和微波波谱(0.3mm-1m)。而光学光谱又可分为真空紫外光谱(100-2000 5)、近紫 外光谱(2000-3800 A)、可见光谱3800-7800 a)、近红外光谱(7800a-3pm)和远红外光谱 (3-300pm)。通常所说的光谱仅指光学光谱而言。按其外形,光谱又可分为连续光谱、带光谱和线光谱。连续光谱的特点是在比较宽的波长区 域呈无间断的辐射或吸收,不存在锐线和间断的谱带。炽热的熔体或固体会发射出连续光谱。 这种光谱对光谱分析不利,需采取措施避免或消除之。带光谱来源于气体分子的发射或吸收, 其特点是谱线彼此靠得很近,以致在通常的分光条件下,这些谱线似乎连成谱带。这种带光 谱对原子发射光谱和原子吸收光谱分析都是不利的。线光谱是由外形无规则的相间谱线所组 成。光谱线是单色器入口狭缝单色光像,谱线相间不连续是由原子能级的不连续(量子化) 所决定的。这种线光谱是由气磁性原子(离子)经激发后而产生的。按照电磁辐射的本质,光谱又可分为分子光谱和原子光谱。分子光谱是由于分子中电子能级 变化而产生的。原子光谱可分为发射
3、光谱、原子吸收光谱、原子荧光光谱和X-射线以及X-射线荧光光谱。 前三种涉及原子外层电子跃迁,后两种涉及内层电子的跃迁。目前一般认为原子光谱仅包括 前三种。原子发射光谱分析是基于光谱的发射现象;原子吸收光谱分析是基于对发射光谱的 吸收现象;原子荧光光谱分析是基于被光致激发的原子的再发射现象。原子吸收光谱分析的波长区域在近紫外和可见光区。其分析原理是将光源辐射出的待测元素 的特征光谱通过样品的蒸气时,被蒸气中待测元素的基态原子所吸收,由发射光谱被减弱的 程度,进而求得样品中待测元素的含量。二、原子吸收光谱分析的特点人选择性强由于原子吸收谱线仅发生在主线系,而且谱线很窄,线重叠几率较发射光谱要小得多,所以 光谱干扰较小选择性强,而且光谱干扰容易克服。在大多数情况下,共存元素不对原子吸收 光谱分析产生干扰。由于选择性强,使得分析准确快速。2. 灵敏度高原子吸收光谱分析是目前最灵敏的方法 之一。火焰原子吸收的相对灵敏度为ug/ ml - ng / ml; 无火焰原子吸收的绝对灵敏度在10-1。-10-14之间。如果采取预富集,可进一步提高分析灵敏度。 由于该方法的灵敏度高,使分析手续简化可直接
4、测定,则缩短分析周期加快测量进程。由于 灵敏度高,则需样量少。微量进样热核的引入,可使火乐趣的需样量少至20-300ul。无火焰 原子吸收分析的需样量仅5 -100U1。固体直接进样石墨炉原子吸收法仅需0.005 - 30mg,这对 于试样来源困难的分析是极为有利的。3. 分析范围广4. 精密度好火焰原子吸收法的精密度较好。在日常的微量分析中,精密度为1-3%。如果仪器性能好,采 用精密测量精密度可达x%。无火焰原子吸收法较火焰法的精密度低,目前一般可控制在15% 之内。若采用自动进样技术,则可改善测定的精密度。缺点:原子吸收光谱分析的缺点在于每测验一种元素就要使用一种元素灯而使得操作麻烦。对于某 些基体复杂的样品分析,尚存某些干扰问题需要解决。如何进一步提高灵敏度和降低干扰, 仍是当前和今后原子吸收分析工作者研究的重要课题。三、原子吸收光谱分析的应用原子吸收光谱分析现巳广泛用于各个分析领域,主要有四个方面:理论研究;元素分析;有 机物分析;金属化学形态分析1. 在理论研究中的应用:原子吸收可作为物理和物理化学的一种实验手段,对物质的一些基本性能进行测定和研究。 电热原子化器容易做到控
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