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课件网) 分析化学 第十章 原子吸收光谱法 原子吸收分光光度计 原子吸收光谱法基础理论 分析条件及分析方法 第一节 原子吸收光谱法基础理论 共振线和吸收线 一、 任何元素的原子都由原子核和围绕原子核高速运动的电子组成。这些电子按其能量高低分布,因而具有不同的能级。在正常状态下原子处于基态(最低能态),处于基态的原子称为基态原子。基态原子在受到外界能量(光能、热能等)作用时,发生激发,其外层电子吸收了一定的能量而跃迁到不同的激发态。当电子吸收一定能量从基态跃迁到能量最低的激发态(第一激发态)时所产生的吸收谱线,称为共振吸收线,简称共振线。当电子从第一激发态跃回基态时,则发射出同样频率的光辐射,其对应的谱线称为共振发射线,也简称共振线。 第一节 原子吸收光谱法基础理论 谱线轮廓与谱线变宽 二、 谱线轮廓 1. 第一节 原子吸收光谱法基础理论 若将吸收系数Kν对频率ν作图,得图10-1,称为吸收线轮廓。曲线有一个极大值,对应的频率为中心频率ν0,中心频率处的吸收系数为峰值吸收系数K0,1/2K0处吸收曲线的宽度为吸收线的半宽度Δν,其值为0.001~0.01 nm。习惯上用中心频率ν0和半宽度Δν来表示原子吸收谱线的轮廓。正是因为原子吸收的吸收光谱太窄,如果用普通的分光光源作为吸收光,则原子吸收对光强的改变太小,无法测定,因此所使用的光源必须是锐线光源。 图10-1 吸收线轮廓 第一节 原子吸收光谱法基础理论 谱线变宽 2. 第一节 原子吸收光谱法基础理论 第一节 原子吸收光谱法基础理论 原子蒸气中基态与激发态原子的分配 三、 原子吸收光谱的基础是以测量气态基态原子对共振线的吸收程度为依据的。在原子吸收分析中,首先要使样品中的待测元素由化合物状态转变为气态基态原子,这个过程即原子化过程,通常用高温火焰燃烧试样来实现。待测元素由化合物解离为原子时,多数原子处于基态状态,其中还有一部分原子会吸收较高的能量被激发而处于激发态。这两种不同能态的原子数目比值在一定温度下遵循玻耳兹曼分布定律: (10-2) 第一节 原子吸收光谱法基础理论 原子吸收值与原子浓度的关系 四、 原子蒸气层中的基态原子吸收共振线的全部能量称为积分吸收,它相当于原子吸收线轮廓下面所包围的整个面积。谱线的积分吸收与基态原子数的关系为 (10-2) 式中,e为电子电荷;m为电子质量;c为光速;f为振子强度,表示能被光源激发的每个原子的平均电子数,在一定条件下对一定元素是个定值;N0为单位体积内基态原子数。 第一节 原子吸收光谱法基础理论 在一定条件下,若仅考虑原子的热运动,积分吸收线吸收与峰值吸收的关系为 (10-4) 根据式(10-1),有 (10-5) 在峰值吸收处,Kν=K0,所以A=0.4343K0L。 将式(10-4)代入,得 (10-6) 第一节 原子吸收光谱法基础理论 在原子吸收测定条件下,原子蒸气中基态原子数N0近似地等于原子总数N。被测元素的浓度c与原子总数成正比,即 (10-7) 式中,a为比例常数。 将式(10-7)代入式(10-6),得 (10-8) 在实验条件一定时,各参数为常数,令 则吸光度为 (10-9) 这样,峰值吸收测量的吸光度与试样中被测组分的浓度成线性关系。这就是原子吸收光谱法的定量依据。 第二节 滴定分析法的分类与滴定方式 原子吸收分光光度计类型 一、 单光束原子吸收分光光度计 1. 单光束原子吸收分光光度计的基本构造与紫外可见分光光度计相似,只是用锐线光源代替了连续光源,用原子化器代替了吸收池,如图10-2所示。单光束型结构简单,价格低廉,共振线损失较少,应用较广泛。缺点是易受光源强度变化的影响而产生基线漂移,使用时需要对光源充分预热(20~30 min),并随时注意校正基线。 第二节 滴定分析法的分类 ... ...