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原子吸收光谱(AAS)
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【分享】原子吸收光谱法 -2 (Atomic Absorption Spectrometry, AAS)
changxin523
2007/05/17
私聊
原子吸收光谱(AAS)
2、Doppler变宽:它与相对于观察者的原子的无规则热运动有关。又称热变宽。
静止原子(0)
向检测器而来(0+D) 检测器 离检测器而去(0-D)
其变宽程度可表示为:
D¬与波长、温度及相对原子质量有关。多在10-3 nm数量级。
3、压力变宽:吸收原子与外界气体分子之间的相互作用引起的变宽,又称为压变宽。它是由于碰撞使激发态寿命变短所致。外加压力越大,浓度越大,变宽越显著。
a. Lorentz变宽:待测原子之间的碰撞,又称共振变宽;但由于AAS分析时,待测物浓度很低,该变宽可勿略。
b.Holtzmark变宽:待测原子与其它原子之间的碰撞。
外界压力增加--谱线中心频率0位移、形状和宽度发生变化----发射线与吸收线产生错位----影响测定灵敏度。
温度在1500-30000C之间,压力为1.01310-5Pa ---热变宽和压变宽有相同的变宽程度;
火焰原子化器--压变宽为主要;石墨炉原子化器--热变宽为主要。
4、场致变宽(field broadening):包括Stark变宽(电场)和Zeeman 变宽(磁场)
5、自吸与自蚀:光源中同种气态
原子吸收
了由阴极发射的共振线所致。与灯电流和待测物浓度有关。
五、积分吸收与峰值吸收系数
1、 积分吸收
在
原子吸收光谱
中,无论是光源辐射的发射线还是吸收线都有一定的宽度,亦即L-B定律(A=KVcL)用于描述AAS的A与C的关系是不准确的。
因此必须用积分吸收来描述:
e为电子电荷;m为电子质量;f为振子强度,为受到激发的每个原子的平均电子数,与吸收几率成正比。
此式说明,在一定条件下,“积分吸收”只与基态原子数成正比而与频率及产生吸收线的轮廓无关。只要测得积分吸收值,即可求出基态原子数或浓度。因此AAS法是一种不需要标准比较的绝对分析方法!
但积分吸收的测定非常困难。因为
原子吸收
线的半宽度很小,只有0.001-0.005A。要分辨如此宽度的谱线,对波长为500 nm,其分辨率应为:
这是现代仪器不可能达到的!
如果用连续光谱作光源,所产生的吸收值将是微不足道的,仪器也不可能提供如此高的信噪比!
尽管
原子吸收
现象早在18世纪就被发现,但一直未用于分析。直到1955年,Walsh提出以“峰值吸收”来代替“积分吸收”。从此,积分吸收难于测量的困难得以间接地解决。
2、峰值吸收
1955年,Walsh指出,在温度不太高时,当发射线和吸收线满足以下两个条件,即:
当e a时,发射线很窄,发射线的轮廓可认为是一个矩形,则在发射线的范围内各波长的吸收系数近似相等,即K=K0,因此可以“峰值吸收”代替“积分吸收”:
通常K0与谱线的宽度有关:
因此,
上式表明,当用锐线光源作
原子吸收
测定时,所得A与原子蒸气中待测元素的基态原子数成正比。即遵守L-B定律。
第三节
原子吸收
仪器组成
一、仪器种类和组成
1、单光束-结构简单,体积小,价格低,检测限低;易发生零漂移,HCL要预热。
2、双光束-零漂移小,HCL不需预热,降低了MDL;但不可消除火焰的波动和背景的影响。
3、双光束双通道-两个通道可单独使用,可同时测定两个元素。
**注意:
为克服来自原子化器的火焰直流辐射,必须对上述所有类型仪器都要进行光源调制!(机械调制或脉冲供电调制)。
二、光源
1、光源的作用:辐射待测元素的锐线光谱,以作入射光源。
2、对AAS光源的要求:
a.发射稳定的共振线,且为锐线;
b.强度大,没有或只有很小的连续背景;
c.操作方便,寿命长。
3、空心阴极灯(Hollow Cathode Lamp, HCL)
组成:阳极(吸气金属)、空心圆筒(使待测原子集中)形阴极(W+待测元素)、低压惰性气体(谱线简单、背景小)。
工作过程:高压直流电---阴极电子---撞击隋性原子---电离(二次电子维持放电)---正离子---轰击阴击---待测原子溅射----聚集空心阴极内被激发----待测元素特征共振线。
影响谱线性质之因素:电流、充气种类及压力。
问题:为什么会产生锐线光源?低压-Lorentz Broadening小;低电流-Doppler Broadening小,故产生锐线光源!
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