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原子吸收光谱法

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原子吸收光谱法原子吸取光谱法AtomicAbsorptionSpectrophotometry§6—1原子吸取光谱法的发展及特点顾名思义,原子吸取法是运用原子吸取光的现象来进行元素分析的一种措施。从分析的角度可以把它定义为:在待测元素的特定波长下,通过测量试样所产生的基态原子蒸气对辐射能的吸取来分析试样中该元素含量的措施。发展间史18沃拉斯顿曾指出太阳光谱中存在许多暗线,这是对原子吸取光谱的最早观测。随后,弗兰霍夫(J.Frannhoffer)于18具体研究了这种现象,并将这些暗线依波长顺序,命名为弗兰霍夫A、B、C、D、E、F...

原子吸收光谱法
原子吸取光谱法AtomicAbsorptionSpectrophotometry§6—1原子吸取光谱法的发展及特点顾名思义,原子吸取法是运用原子吸取光的现象来进行元素分析的一种措施。从分析的角度可以把它定义为:在待测元素的特定波长下,通过测量试样所产生的基态原子蒸气对辐射能的吸取来分析试样中该元素含量的措施。发展间史18沃拉斯顿曾指出太阳光谱中存在许多暗线,这是对原子吸取光谱的最早观测。随后,弗兰霍夫(J.Frannhoffer)于18具体研究了这种现象,并将这些暗线依波长顺序,命名为弗兰霍夫A、B、C、D、E、F…….线,但她未从理论上弄清暗线的本质。18布鲁斯特指出:弗兰霍夫暗线也许是太阳周边较冷气体吸取了太阳辐射能而引起的。最后,克希霍夫和本生研究了碱金属和碱土金属的火焰光谱,并于1860年报导了出名的实验。证明把钠盐送入火焰会发射黄色的钠线;当钠光源照射具有NaCl的火焰时,又产生钠线的吸取,而这种发射或吸取的钠线,恰恰相称于太阳光谱中弗兰霍夫D线,从而解释了太阳光谱中暗线产生的因素。即:太阳高温部分辐射出来的光,通过低温部分时,被较冷原子蒸气所吸取,因而太阳持续光谱被暗线隔开。尽管对原子吸取现象已经作理解释,但在很长一段时间内这种现象只是停留在原子物理学家感爱好的学术研究范畴内。重要因素是未能找到一种测量积分吸取采用的较为实用的手段。直到1955年,澳大利亚物理学家AlanWalshl(沃尔什)才刊登了第一篇文章,提出了峰值测量原理,并指出原子吸取作为一种分析手段,将有广泛的分析实用价值。从此,原子吸取光谱分析法进入了划时代阶段。特别是1965年Willis提出N2O—C2H2火焰应用之后,原子吸取法得到飞速发展。从分析20多种元素,增长到73种,被广泛应用于各个领域,成为近代分析领域里发展较快的分析技术之一。诸多分析措施被列为国标措施。特点⒈原子吸取光谱与紫外—可见吸取光谱的比较AASUV—VIS光谱类型吸取光谱吸取光谱产生光谱因素原子核外电子跃迁分子中价电子跃迁光谱形状线光谱带光谱吸光物质样品原子化转化为基态原子样品中的有色物质生色团光源锐线光源持续光源定量基本朗伯—比尔定律朗伯—比尔定律⒉特点敏捷度高,检出线低平常分析均能达到ppm级浓度范畴,如采用特殊手段可达到ppb级或 ppt 关于艾滋病ppt课件精益管理ppt下载地图下载ppt可编辑假如ppt教学课件下载triz基础知识ppt 级,是一种较好的微量分析措施。迅速、简便、干扰少、且易克制一般而言,样品勿需繁琐的分离萃取,仅转化为溶液即可,故大大简化了操作,提高了分析速度。精确度高、重现性好可进行高精度微量分析,大部分低于0.1ppm的元素分析精确度可达0.1~1.0%。可以进行少量样品分析应用无火焰的吸取法,其试样用量5~100μl或0.05~30mg范畴,合用于试样来源困难,数量少的样品测试。应用广泛除某些非金属元素和人造不稳定元素外,几乎所有元素皆可用原子吸取法直接测定。氯、溴、碘、磷、硫等非金属亦可用间接法测定,总计可达70余种,故原子吸取法广泛应用于生物、医学、环保、冶金、农业、地质、轻工等各个方面。缺陷:测定不同元素,需要换不同的空心阴极灯,但目前高档的AAS,也可同步连测几种元素。§6—2原子吸取法的理论基本发射与吸取元素是构成物质的基本要素。不同元素的原子,特性是其核外电子数不同,核外电子绕核的运动不是杂乱无章的,而是环绕着原子核在一定的量子化轨道上运动,即轨道量子化(按量子力学计算的四个量子数所决定的:主量子数n、角量子数l、磁量子数m、自旋量子数ms)。每一种轨道都相称于电子的运动状态——量子态;原子的量子态是有限的,轨道与轨道之间电子云密度最小,即不存在电子运动;每一种量子态都具有拟定的能量。按各量子态能量的不同,而将量子态的能量定义为原子能级,即所谓能级也是量子化的。每一种原子所具有的量子态的数目和能量的大小构成了原子构造。原子构造是每一种原子,即元素的构造特性。任何一种原子的核外电子排布将遵循光谱选律的限制——保里不相容原理、能量最低原理、洪特 规则 编码规则下载淘宝规则下载天猫规则下载麻将竞赛规则pdf麻将竞赛规则pdf 。在某一时刻原子具有某一拟定的能量。能量最低的状态——基态,在正常状况下,没有受外界作用,能量最低最稳定,周期 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 中给出的电子组态,这时的原子即不辐射光,也不吸取光。其他较高的能量状态——激发态。当原子受到外界扰动,既向原子施加能量,原子吸取了能量,由基态跃迁到激发态,由于激发态不稳定,在10-7~10-8秒内相基态跃迁而放出能量,这种运动状态的变化一般是原子最外层价电子运动状态的变化。原子发射涉及激发和释放两大过程:A能+基态原子激发态原子激发过程B激发态原子基态原子+光能(hυ)释放过程原子吸取过程:光能+基态原子激发态原子基态+无辐射能光的发射与吸取都与原子中外层价电子在两能级之间的跃迁有关。当电子从基态被激发到激发态,必须从外界吸取相应于两能级能量差的光能;而从激发态返回基态时,则要放出这部分光能,因此原子吸取或发射的光能为:则在相应频率的谱区产生吸取线或发射线,产生原子光谱。综上,原子光谱的产生是原子外层价电子在不同能级间跃迁的成果。由于原子构造不同,跃迁又受到光谱旋律的支配,因而各个不同原子由激发态向基态跃迁时,必须辐射出不同特性光谱线系,而产生原子发射光谱。反之,如果基态原子受到入射光的照射,则将吸取光子的能量而跃迁到激发态,而产生原子吸取光谱。现代各类原子吸取光谱仪均具有原子吸取和发射两种功能。原子光谱的产生是由于运动着的电子在不同能级间跃迁的成果,因此元素越简朴,产生的原子光谱也简朴。例如,H原子只辐射为数不多的原子光谱线;而Fe原子则辐射几千种原子光谱线;稀土元素的原子谱线更复杂。原子的激发方式⒈热激发:原子处在高温状态下进行无规则的运动而获得能量。⒉光致激发—共振吸取激发:基态原子通过吸取光子而获得能量跃至激发态。⒊第一类非弹性碰撞激发:原子受到高速粒子(电子、质子、离子、分子)碰撞而获得能量。⒋第二类非弹性碰撞激发:激发态原子与其他粒子实行非弹性碰撞转换激发能。事实上,原子吸取光谱就是由于大量基态原子吸取光源的共振辐射而处在共振激发态,又多以无辐射跃迁的形式进行能量互换答复到基态,产生共振跃迁。共振跃迁:基态原子获得与高能态之间能量差的光能而跃迁到激发态,同步又能到可逆的在10-7~10-8S的寿命内以无辐射跃迁的形式,放出能量再回到基态,这样的跃迁叫共振跃迁。产生共振跃迁的光谱线叫共振线。只有共振线才干被基态原子吸取。一般,由基态与最接近基态的第一激发态之间能量差最小,两能级间电子跃迁最容易,产生的谱线敏捷度最高,这样的共振线叫做该元素的敏捷线或特性谱线。在AAS分析中,多数状况选择元素的特性谱线作为吸取线。当规定的敏捷度不高,或分析高浓度试样,或试样中存在某些干扰元素时,可选用其他次敏捷线作为分析线。对所有的金属和某些类金属元素,共振线多分布在紫外光区(200~400nm)范畴内,这是最有价值的部分。基态原子与激发态原子高温作用是金属离子转变为基态原子,提供高温的方式有两种:火焰技术和无火焰技术。在FAAS技术中,就原子的实际过程而言,粒子在火焰中总是同步存在着加热、光照、碰撞、分解、化合等过程,原子也在此复杂的过程中进行能量互换,从一种能级转变为另一种能级。但是,在火焰中处在基态的自由原子,绝大部分是通过共振吸取到激发态。通过加热、碰撞、分解、化合等作用来实现跃迁的是很少数的。处在共振吸取激发态的原子又绝大部分以粒子碰撞的热运动方式互换激发能再恢复到基态,产生共振跃迁。仅很少部分激发态原子以辐射原子荧光的形式回到基态。上述复杂的能量互换过程总是同步存在,这就不能不引起我们的注意:火焰中的基态原子能否代表被测原子的浓度。理论研究与实践表白:火焰中处在热平衡状态下,原子间的几率分布是符合Maxwell—Boltzman分布定律的。在原子光谱学中,这个分布律也称为玻尔兹曼分布律(方程)。用来描述大量原子处在热力学平衡状态时原子在各容许能级上的分布。Boltzman,Ludwig(1844~1906):奥地利理论物理学家。对辐射理论、气体运动论和古典记录力学做出不朽奉献,与马克斯韦共同创立马克斯韦、玻尔兹曼记录力学。Maxwell,JamesClerk(1831~1879):英国杰出的物理学家和数学家。1864年创业电磁理论。玻尔兹曼方程:其中:n0为最低能级上的原子数;ng为能级g上的原子数;Eg为能级g的激发能;K玻尔兹曼常数1.380622×10-28J/K;T热力学温度。由此可见,分布数随激发能的增长曾指数规律下降。当考察光谱的谱线强度时,由于谱线强度与初始能级的分布和记录权重等因素有关。因此,可把公式写成更普遍的形式。示中pg、p0分别为能级g与基态的记录权重。能级的记录权重是指在外磁场的作用下,每一能级也许具有的几种不同的状态数目。(g=2J+1,J为一种能级的总角动量量子数)。玻尔兹曼分布律(Boltzmandistributionlaw)是一种记录规律。仪器测定的谱线强度,并不是一、二个原子的辐射,而是大量原子的总体效应。原子能级的玻尔兹曼分布,就是考察热平衡状态下处在各个能级的原子数——单位体积内的原子数目(原子密度)。由上式可知,当大量原子达到热平衡时,激发态原子与基态原子数具有一定的比值,它是绝对温度的函数。处在高能级的原子总数总少于低能级的原子总数,Ng‹N0。从低能级到高能级原子数呈指数衰减。见下图。EEg2Eg1EbN玻尔兹曼分布曲线各能级的原子数目遵循玻尔兹曼分布,高能级A*远远少于A。在温度不太高的状况下,一般原子吸取温度不超过3000K,Ng/N0值很小。即在火焰温度下,激发态原子远不不小于基态原子,Ng远不不小于N0,Ng不到N01%,处在更高能级的A*就更微乎其微了,与基态原子相比,可忽视不计∑Ng远不不小于N0,即N0≈N,火焰中的基态原子代表了火焰中的待测原子的总浓度。因此,测定火焰中基态原子对光的吸取就可以计算出该元素的含量。仅占1%数量的A*,随温度呈指数形式变化,对温度的影响非常敏捷,而99%的基态原子对温度却是迟钝的,因此,导致:AE有较大误差,而AS却有较高的敏捷度和精确度。原子吸取谱线变宽⒈谱线的轮廓谱线一般以频率或波长表达。但谱线不是纯正单色的,某以谱线的波长,是指其强度最大值处的波长,在某一频率范畴内有一定的强度分布。谱线的轮廓:在频率υ0有吸取线,这条线有一定的频率范畴,亦即有一定的形状,一般用谱线的半宽来表达。半宽度:谱线强度极大值一半处所相应的频率范畴Δυ,Δυ值越小,单色限度越小。在实际分析中,但愿谱线轮廓尽量的窄,但实践中确有许多因素导致了谱线变宽。⒉谱线变宽内因:原子自身外因:温度、压力、场致等自然变宽指无外界影响条件下,谱线仍有一定的宽度,它表达了吸取谱线宽度的最地极限,可以用海森堡测不准原理来计算:式中Δυ是发射光子所覆盖的频率范畴;Δτ是激发态原子的寿命。根据量子力学计算:谱线的自然宽度约为10-5nm,与其他因素引起的变宽小得多,可忽视不计。这是一种抱负的状况,事实上谱线总是被实验条件所扩宽。HeisenbergWernerKarl(1901~1976):德国理论物理学家,1932年获诺贝尔物理学奖。热变宽—多普勒变宽(DopplerBroadening)由于原子的无规则热运动引起与检测器之间的相对位移而导致波长的变化。可用物理学中的多普勒效应解释。该效应与温度成正比、与相对分子量成反比。ΔυD≈10-2A0,是谱线变宽的重要因素。压力变宽由辐射原子与其他粒子(分子、原子、离子、电子)互相作用而产生的谱线变宽,一般随压力增大而增大。同种粒子的碰撞——Holtzmark赫尔兹马克变宽ΔυR异种粒子的碰撞——Lorentz劳仑兹变宽ΔυL对火焰原子化器,重要是ΔυL对非火焰原子化器,重要是ΔυD场致变宽在外界磁/电场作用下,能引起能级的分裂,导致谱线变宽,这种变宽效应一般不大。谱线变宽重要由多普勒效应和压力变宽两个重要因素引起的。积分吸取和峰值吸取⒈积分吸取原子吸取是由基态原子对共振线的吸取而得到的;对于一条原子吸取曲线,由于谱线有一定宽度,因此可当作是由极为精细的许多频率相差甚小的光波构成的。如图所示KK0υ4υ3υ1υ0υ将各个υ与它所相应的吸取系数Kυ所得的吸取曲线进行积分——积分吸取。∫Kυdυ为整个曲线下的面积,它代表原子吸取分析中所吸取的所有能量。根据爱因斯坦理论,谱线的积分吸取系数与基态原子的关系如下:AAS的基本公式式中,e—电子电荷;m—电子质量;c—光速;f—振子强度;N0—基态原子数目反映了谱线的积分吸取系数与分析元素原子总数成正比。但要实现这一点,是不也许的。因素如下:①原子吸取线的半宽度窄0.05A0,单色器的分光半宽度2A0,吸取面积仅占发射光线很小的面积,不仅测定困难、误差大。②如果运用减少狭缝的措施使发射线的半宽度减小,成果透过光强减少,检测器难以检测如此单薄的光,且其他干扰增大。③如果采用辨别率极高(105~106)的单色器,将一条极窄的吸取线分出各个不同频率的更细的线,这在仪器的光学部分是不能达到的。⒉峰值吸取1955年沃尔什(Walsh)——澳大利亚物理学家,提出采用锐线光源测量峰值吸取系数的措施后来,原子吸取才成为实用的测量手段。她觉得在温度不太高、变化不太大的状况下,峰值吸取系数与待测原子浓度存在简朴的线性关系。它是通过直接测量吸取线轮廓的中心频率υ0所相应的吸取系数K0来拟定蒸气中的原子浓度的AAS分析技术。条件:A发射线的半宽度不不小于吸取线的半宽度,前者比后者窄5倍。B发射谱线与吸取谱线的中心频率相吻合。可以推断:吸取峰值处的吸光度与原子蒸气吸取层中的原子浓度成正比,即A∝C。根据朗伯—比尔定律,成为原子吸取测量的根据。§6—3原子吸取光谱仪仪器由光源发射的待测元素的锐线光束(共振线),通过原子化器,被基态原子吸取,再社入单色器中进行分光,被检测器接受,即可测得其吸取讯号。重要由光源、原子化器、单色器、检测器四个部分构成。在原子化器中,同步存在着被测原子的AE和AA。AE干扰检测,为了消除待测原子的发射讯号,在光源后加一切光器,将光源发射的光束,调制成一定频率的光。此外,放大器的电子系统也被调制成相似频率(选频放大器)。在这种系统里,只有来自光源的具有调制频率的光才干被接受和放大(发射光束未被调制)。显然,这种装置采用交流放大器。光源⒈发射线的规定比吸取线的半宽度窄、强度大、稳定——锐线光源种类:空心阴极灯、蒸气放电灯、高频无极放电灯,均能达到上述规定。目前,广泛使用空心阴极灯——hollowcathodelamp(HCL)。⒉HCL是一种低压辉光放电灯。灯头由石英窗构成(波长不不小于350nm),侧臂由透紫玻璃窗构成(波长不小于350nm);两端施加200~500v的DC电压。阴极与阳极固定在硬质玻璃管中(云母屏、瓷管支架)。充入几百帕(2~10mmHg)压力的Ar和Ne气。多用Ne:谱线清晰、强度大、干扰小、易对光(橙红色光斑)。如Ne的共振线很接近待测元素的共振线时,则该该用Ar气。空心阴极灯发射的光谱重要是阴极元素的光谱。因此,用不同的待测元素作阴极材料,可制成各相应待测元素的空心阴极灯。若阴极材料只具有一种元素,可制成单元素灯;阴极物质含多种元素,则可制成多元素灯。为避免干扰,必须用纯度较高的阴极材料。阴极材料:高纯金属;活性强、难于加工的低熔点金属;贵金属采用薄片加衬。例:ANi、Cu、Al、Ti灯采用纯金属(易加工)BBe、Mg采用合金,使其蒸气压减少,获得更优良的锐线光源C碱金属、Sn、Bi、In、Pb、Cd等低熔点金属,可采用海绵金属浸润措施,其工作电流可用得大、发光强。阳极材料:钽片或钛丝或钨棒,无甚限制。例:A美国P—E(PerkinElmer铂金埃尔默)钽片B澳大利亚Varian(瓦利安)Techdron(泰克得隆)钽片C英国PyeUnican(优尼堪)锆棒D国产钛丝、钨棒⒊HCL工作原理在高压电场作用下,电子由阴极高速射向阳极。在此过程中,电子与惰性气体碰撞,使气体原子电离,产生的正离子在电场作用下被加速,导致对阴极表面的剧烈轰击,使阴极表面的金属原子被“溅射”出来,接着又受到这些离子和电子的撞击而被激发至激发态,但不久又从激发态返回到基态,并同步辐射出该元素的共振线。由于大部分发射光处在圆筒内部,因此光线强度大。HCL规定使用稳压电源。灯电流稳定度在0.1~0.5%左右,输出电流为0~50mA,输出电压为400~500V。HCL使用寿命500~1000mAh,“气耗”——金属原子吸气沉淀于灯壳上,件小使用寿命。HCL可有多元素灯(2~6种元素)。例:Ca—Mg—Al;Fe—Cu—Ni。多元素灯干扰也许大,辐射强度和寿命不如单元素灯。⒋影响因素——空心阴极灯电流灯的光强度与灯的工作电流有关。增大灯的工作电流,可增长发射强度。但电流过大,将产生不良影响。如:阴极溅射增强,产生密度较大的电子云,产生灯的自蚀现象;加快内充气体的消耗;阴极温度过高,使阴极物质熔化;放电不正常,灯光强度不稳。减少灯电流,使灯光强度削弱,导致稳定性、信噪比下降。因此,使用空心阴极灯要选择合适的灯电流。灯上标有最大使用电流,随阴极元素和灯的 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 而变化,一般的工作电流为最大电流的40~60%。原子化器作用:它是使试样中待测元素转变成处在基态的气体原子(基态原子蒸气),并进入辐射光程,产生共振吸取的装置。由于入射光程在这里被吸取,可视为吸取池,为仪器的重要部分。种类:火焰原子化器FAAS和非火焰原子化器GAAS。两者比较如下:⒈火焰原子化器用火焰使试样原子化是目前普遍广泛采用的一种方式。它由喷雾器、雾化器和燃烧器三部分构成。喷雾器它是原子化器的核心部分,作用是使试样溶液雾化。雾滴越细越多,在火焰中生成的基态自由原子就越多。应用最广的是气动同心型喷雾器,多采用不锈钢、聚四氟乙烯或玻璃制成。规定:喷雾稳定、雾滴均匀、效率高。一般的喷雾装置的雾化率为5~15%,供应气体压力为2㎏/㎝2,雾滴大小为5~25μm,溶液提取量4~6ml/min。雾化器进一步细化雾滴,除去大雾滴,并使燃气与助燃气充足混合,以便在燃烧时得到稳定的火燃。细化雾滴的措施:前方加碰撞球,后方加扰流器(4~5叶片)。燃烧器种类:预混合型和全消耗型作用:使火焰燃烧,试液雾滴在火焰中通过干燥、熔化、蒸发和热离等过程,将待测原子原子化。长缝型燃烧器涉及:单缝——原则燃烧器0.5*100mm三缝——0.45*100mm常用于低温火焰,外侧两缝火焰起屏蔽作用,隔开来自大气的污染,减小噪音,但耗气量和试液用量均大。火焰原子吸取所使用的火焰,只要其温度能使待测元素解离成游离基态原子就可以了。如超过温度,激发态原子增长,电离度增大,基态原子减少,这对原子吸取是很不利的。因此,在保证待测元素充足离解为基态原子的前提下,低温火焰比高温火焰具有较高的敏捷CaOHCa(OH)2Ca2+Ca+CL-CaO电离化合(第二反映区)CaClCl原子化区CaCl2↑蒸发区(第一反映区)CaCl2干燥区燃烧器A干燥区:紧挨缝隙的一条光亮不大的光带,温度不高,燃烧不完全,试液在此被干燥。B蒸发区:清晰的一条兰色光带,燃烧不完全,反映较复杂,半分解产物多,干扰明显,不适合在该区工作。C原子化区:接近蒸发区的一种薄层,温度较高,空气—乙炔2325℃,氧化压氮—乙炔2700℃,燃烧完全。气体分子被高温热解成自由原子—基态原子,为分析的工作区域。D电离区:火焰充足燃烧,温度很高,部分被电离或化合,但外层火焰逐渐下降,此区不适于分析工作。火焰中金属元素的行为:M*干燥MXMXMXM+X液体脱水固体气体M+火焰的种类常用的火焰有空气—乙炔、氧化压氮—乙炔、空气—氢气。以空气—乙炔为例:按燃气与助燃气的不同比例,可将火焰分为三类:A中性火焰:燃/助=1:4,与反映计量关系相近,常常使用。这种火焰层次分明稳定,噪声小,背景低,温度合适,适于许多元素的测定。B富燃火焰:燃/助不小于1:3,火焰呈黄色,燃烧不完全,温度低、还原性强、背景高、干扰较多,不如中性火焰稳定,但合用于易形成难离解氧化物元素的测定,如Mo、Cr、稀土元素等。C贫燃火焰:燃/助不不小于1:6,氧化性较强,温度较低,有助于测定易解离、易电离不易氧化的元素测定。如Ag、Cu、Ni、Co、Pb、碱金属等。空气—乙炔焰是AAS中最常用的,火焰温度为2300℃,能用于测定30多种元素,但它在短波紫外区有较大的吸取,如用196nm的共振线测Se就不能用该火焰。氧化压氮—乙炔(N2O—C2H2),温度高,达到3000℃。用于难原子化元素的测定,使FAAS可测定的元素增长到70多种,对于易生成难熔氧化物的元素测定十分有效。应注意:这种火焰易回火爆炸,不能直接点燃和熄灭,应采用乙炔—空气过渡,点燃与熄火应遵循严格的操作 规程 煤矿测量规程下载煤矿测量规程下载配电网检修规程下载地籍调查规程pdf稳定性研究规程下载 ,否则危险。该火焰状态如下:淡兰色红色深兰色⒉无火焰原子化器它有多种类型,典型的是石墨炉原子化器,也称电热高温石墨炉原子化器。构造:电源、炉体、石墨管三部分。原子化器将一种石墨管固定在两个电极之间,管的两端开口安装时使其长轴与原子吸取分析光束的通路重叠。管的中心有一进样口,工作时,电源提供低电压(10V)、大电流(300~500A),使石墨管迅速加热至3000℃,使试样原子化,并能以电阻加热方式形成多种温度梯度,控制温度。为了避免试样及石墨管氧化,需要不断通过惰性气体,并在管外部用水冷却降温。测定期石墨炉分干燥、灰化原子化和净化四个程序。干燥:在低温(100℃)蒸发清除试样的溶剂。灰化:在较高温度(350~1200℃)进一步除去有机物或低沸点无机物,以减少机体组分看待测元素的干扰。原子化:待测元素转变为基态原子。净化:将温度升至最大容许值,清除残物,消除由此产生的记忆效应。分光系统AAS应用的波长范畴,一般是UV—VIS光区,即从铯852.1nm至砷193.7nm。发自空心阴极灯的谱线中,除了待测元素的敏捷线外,还具有该元素的其她共振线、阴极材料中杂质的发射谱线、惰性气体的发射谱线等多种谱线,因此空心阴极灯发射的谱线,经原子蒸气吸取后来,仍然要用单色器将待测元素的吸取线与其她谱线分开。换句话说,原子吸取分光光度计中单色器的作用是将试样的共振线从透过光中分选出来。作用:共振线与其他谱线分开。部件:光栅——单色器中重要元件。原理:光栅中的工作原理是光的衍射。衍射光栅是在金属表面或凹面镜上刻许多严格平行且互相间隔均等的条纹,每mm刻有600~2800条,纹数越多,光的分解本领愈强,辨别率愈高。采用光栅进行分光,能使在不同波长下均有一致的色散能力。光栅的色散本领,常用线色散率倒数来表达:,涵义是光栅焦面上单位距离的波长差。由于空心阴极灯发射的是锐线光源,因此,原子吸取分光光度分析对光栅的色散率规定并不很高。对于一台光谱仪,光栅的色散率一定。单色器将共振线相近的谱线分开的能力,不仅和色散元件的色散率有关,并且还受狭缝宽度的限制,狭缝宽度与色散配合——单色器的光谱通带光谱通带指单色器出射狭缝处所相称的光谱宽度。因D一定,因此测定期的光谱通带宽度应由狭缝宽度的调节来决定。从提高信噪比(S/N)角度,用较宽的狭缝,增强达到检测器的光量,获得较强的信号,改善稳定性及检出限。从提高敏捷度角度,用较小的狭缝,由于谱线强度同缝宽一次方成正比,而背景强度同二次方成正比。一般来说,在避开最接近的非共振线的前提下,应当尽量选择较宽某些的狭缝。检测系统涉及光电转换元件—光电倍增管、放大器及读数记录装置构成。在FAAS中,为提高测量敏捷度,消除非待测元素的发射干扰,需采用同步检波交流放大器。在GAAS中,由于测量信号具有峰值形状,宜用峰高法和积分测量,故用记录仪来记录测量讯号。§6—4原子吸取光谱法的定量措施原子吸取分析法的定量基本是朗伯—比尔定律。即在一定条件下,当被测元素浓度不高、吸取光程固定期,吸光度与被测元素的浓度成线性关系。即:根据这个关系,原子吸取的定量分析措施仍然是相对分析法,可采用:原则曲线法、比较法、原则加入法和内标法。原则曲线法实用原子吸取分析仍是一种间接测定措施。原子吸取法所用的原则曲线法与分光光度法的原则曲线法其基本做法一致。即配制一系列不同浓度的与试样基体构成相近的原则溶液,测量吸光度,绘制A——C曲线。同步,在相似条件下,测得试液的吸光度Ax,然后在曲线上查得Cx。FAAS变异系数约为0.5~2%。分析最佳范畴的A=0.1~0.5,由于大多数元素在此范畴内符合比尔定律,浓度范畴可根据待测元素的敏捷度来估算。纯正从理论上说,A—C曲线应是一条过原点无限长的单调直线。然尔,理论和大量实验观测表白:采用不同激发光源,A—C曲线形状和斜率有很大差别;就是同一光源,也往往由于多种因素的变化,浮现不同类型的工作曲线。它的多种形状集中反映了A和元素浓度C之间的复杂性。实际观测到的A—C曲线,可归纳为四种类型:AAAAC’BDBCCCCA抱负型B正常型C复杂型D反常型A抱负型:斜率在45o左右,典型为Ag(328.1nm)。B正常型:从原点到C’范畴呈线性关系,超过C’,曲线逐渐向浓度轴弯曲,并向一极值B渐近,此后,A—C不存在线性关系。大多数元素呈现这种工作曲线。C复杂型:这种曲线的特点是线性范畴很小,曲线不久呈弯曲状态,达到极值B点的范畴很大,如Co、Sr就呈此形状。显然,这种状况的影响因素比较复杂。D反常型:有些元素在高浓度区,A—C曲线向A轴弯曲,例如,在N2O—C2H2中测Eu,就会观测到该曲线。在实际工作中,原则曲线也许发生弯曲,其因素有:①非吸取光的影响:当共振线与非共振线同步进入检测器时,由于非共振线不遵循比尔定律,与光度法中复合光相似,引起A—C曲线上部弯曲。②共振变宽:当待测元素浓度大时,其原子蒸气分压增大,产生共振变宽,使吸取强度下降,A—C曲线上部弯曲。③发射线与吸取线的相对宽度:一般当发射线的半宽度与吸取线的半宽度的比值约不不小于1/5时,原则曲线是直线,否则发生弯曲现象。④电离效应:当元素的电离电位低于约6ev时,在火焰中容易发生电离,使基态原子数减少。浓度低时,电离度大,吸光度下降;浓度增高,电离度逐渐减小,因此引起原则曲线向浓度轴弯曲。A—C曲线的非单调性,反映了共振吸取的峰值测定中,A—C曲线的复杂性。A—C曲线的特点:简便、迅速、影响因素较多。仅合用于构成简朴的试样分析。直接比较法和紧密内插法⒈合用范畴一批试样中,预测元素的含量相差不大,或者偶尔要分析一种不常常分析的试样。⒉措施①比较法——两点法只要配制一种原则溶液,上机测吸光度,Cs——AsCx——Ax故条件:Ax≈As②紧密内插法配两个标样,有C1——A1、C2——A2、Cx——AX故条件:A1
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