一、概述
原子吸收光譜是原子發(fā)射光譜的逆過(guò)程,?;鶓B(tài)原子只能吸收頻率為ν=(Eq-E0)/h的光,躍遷到高能態(tài)Eq,。因此,,原子吸收光譜的譜線也取決于元素的原子結(jié)構(gòu),每一種元素都有其特征的吸收光譜線,。原子的電子從基態(tài)激發(fā)到zui接近于基態(tài)的激發(fā)態(tài),,稱為共振激發(fā)。當(dāng)電子從共振激發(fā)態(tài)躍遷回基態(tài)時(shí),,稱為共振躍遷,。這種躍遷所發(fā)射的譜線稱為共振發(fā)射線,與此過(guò)程相反的譜線稱為共振吸收線,。元素的共振吸收線一般有好多條,,其測(cè)定靈敏度也不同。在測(cè)定時(shí),,一般選用靈敏線,,但當(dāng)被測(cè)元素含量較高時(shí),也可采用次靈敏線,。
原子吸收現(xiàn)象就是呈氣態(tài)的自由原子對(duì)由同類原子輻射出的特征譜線所具有的吸收現(xiàn)象,。1802年被人們發(fā)現(xiàn),;澳大利亞物理學(xué)家 Walsh A發(fā)表了論文:《原子吸收光譜法在分析化學(xué)中的應(yīng)用》,奠定了原子吸收光譜法的基礎(chǔ),。
1.原子的能級(jí)與躍遷
基態(tài)®*激發(fā)態(tài),,吸收一定頻率的輻射能量為吸收光譜
激發(fā)態(tài)®基態(tài),發(fā)射出一定頻率的輻射為發(fā)射光譜
2.元素的特征譜線
(1)元素的原子結(jié)構(gòu)和外層電子排布不同
基態(tài)®*激發(fā)態(tài): 躍遷吸收能量不同——具有特征性,。
(2)元素的基態(tài)®*激發(fā)態(tài)
zui易發(fā)生,,吸收zui強(qiáng),zui靈敏線,。特征譜線,。
(3)利用原子蒸氣對(duì)特征譜線的吸收可以進(jìn)行定量分析
二、原子吸收特點(diǎn):
(1) 檢測(cè)限低,,火焰可達(dá)10-9g,,石墨爐可達(dá)10-10~10-14 g;
(2) 準(zhǔn)確度高,,1%~5%,;火焰原子吸收法測(cè)定中等和高含量元素的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差可<1%,其準(zhǔn)確度已接近于經(jīng)典化學(xué)方法,。石墨爐原子吸收法的分析精度一般約為3-5%,;
(3) 選擇性高,通常情況下共存元素不會(huì)產(chǎn)生干擾,;
(4) 應(yīng)用元素種類多,,可以測(cè)定70多個(gè)元素;
(5) 同時(shí)測(cè)定多元素尚有困難,,難熔元素,、非金屬元素測(cè)定靈敏度低。
三,、譜線的輪廓與譜線變寬
原子結(jié)構(gòu)較分子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,,理論上應(yīng)產(chǎn)生線狀光譜吸收線。實(shí)際上用特征吸收頻率輻射光照射時(shí),,獲得一峰形吸收(具有一定寬度),。由:It=I0e-Kvb ,透射光強(qiáng)度 It和吸收系數(shù)及輻射頻率有關(guān),。
在原子吸收光譜分析中,,由于存在多種譜線變寬的因素,例如自然變寬,、多普勒(熱)變寬,、同位素效應(yīng)、羅蘭茲(壓力)變寬、場(chǎng)變寬,、自吸和自蝕變寬等,,引起了發(fā)射線和吸收線變寬,尤以發(fā)射線變寬影響zui大,。譜線變寬能引起校正曲線彎曲,,靈敏度下降。
(1)自然寬度
發(fā)射線具有一定的自然寬度,。
(2)多普勒變寬(熱變寬)
一個(gè)運(yùn)動(dòng)著的原子發(fā)出的光,,如果運(yùn)動(dòng)方向離開(kāi)觀察者(接受器),,則在觀察者看來(lái),,其頻率較靜止原子所發(fā)的頻率低;反之,,其頻率較靜止原子所發(fā)的頻率高,。
(3)壓力變寬(勞倫茲、赫魯茲馬克變寬)
由于原子相互碰撞使能量發(fā)生稍微變化,。
勞倫茲(Lorentz)變寬:待測(cè)原子和其他原子碰撞,。隨原子區(qū)壓力增加而增大。
赫魯茲馬克(Holtsmark)變寬(共振變寬):同種原子碰撞,。濃度高時(shí)起作用,,在原子吸收中可以忽略。
(4)自吸變寬
光源空心陰極燈發(fā)射的共振線被燈內(nèi)同種基態(tài)原子所吸收產(chǎn)生自吸現(xiàn)象,。燈電流越大,,自吸現(xiàn)象越嚴(yán)重。
(5)場(chǎng)致變寬
外界電場(chǎng),、帶電粒子,、離子形成的電場(chǎng)及磁場(chǎng)的作用使譜線變寬的現(xiàn)象;影響較??;
減小校正曲線彎曲的幾點(diǎn)措施:
(1)選擇性能好的空心陰極燈,減少發(fā)射線變寬,。
(2)燈電流不要過(guò)高,,減少自吸變寬。
(3)分析元素的濃度不要過(guò)高,。
(4)對(duì)準(zhǔn)發(fā)射光,,使其從吸收層*穿過(guò)。
(5)工作時(shí)間不要太長(zhǎng),,避免光電倍增管和燈過(guò)熱,。
(6)助燃?xì)怏w壓力不要過(guò)高,可減小壓力變寬。
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