第2節(jié) 原子吸收分光光度儀.ppt

1、16:56:14,一、流程 general process 二、光源 light sources 三、原子化裝置 device of atomization 四、單色器 monochromators 五、檢測器 detector,第二節(jié) 原子吸收光譜儀及主要部件,第六章原子吸收光譜分析法,atomic absorption spectrometer and main parts,atomic absorption spectrometry,AAS,16:56:14,原子吸收儀器（1）,16:56:14,原子吸收儀器（2）,16:56:14,原子吸收儀器（3）,16:56:14,原子吸收儀器（4

2、）,16:56:14,一、流程,1.特點(diǎn) (1)采用銳線光源 (2)單色器在火焰與檢測器之間 (3)原子化系統(tǒng),16:56:14,2.原子吸收中的原子發(fā)射現(xiàn)象,在原子化過程中，原子受到輻射躍遷到激發(fā)態(tài)后，處于不穩(wěn)定狀態(tài)，將再躍遷至基態(tài)，故既存在原子吸收，也有原子發(fā)射。但返回釋放出的能量可能有多種形式，產(chǎn)生的輻射也不在一個(gè)方向上，但對(duì)測量仍將產(chǎn)生一定干擾。 消除干擾的措施：,將發(fā)射的光調(diào)制成一定頻率；檢測器只接受該頻率的光信號(hào)； 原子化過程發(fā)射的非調(diào)頻干擾信號(hào)不被檢測；,16:56:14,二、光源,1.作用 提供待測元素的特征光譜。獲得較高的靈敏度和準(zhǔn)確度。 光源應(yīng)滿足如下要求； （1）能發(fā)射待

3、測元素的共振線； （2）能發(fā)射銳線； （3）輻射光強(qiáng)度大，穩(wěn)定性好。 2.空心陰極燈：結(jié)構(gòu)如圖所示,（動(dòng)畫）,16:56:14,3.空心陰極燈的原理,施加適當(dāng)電壓時(shí)，電子將從空心陰極內(nèi)壁流向陽極; 與充入的惰性氣體碰撞而使之電離，產(chǎn)生正電荷，其在電場作用下，向陰極內(nèi)壁猛烈轟擊; 使陰極表面的金屬原子濺射出來，濺射出來的金屬原子再與電子、惰性氣體原子及離子發(fā)生撞碰而被激發(fā)，于是陰極內(nèi)輝光中便出現(xiàn)了陰極物質(zhì)和內(nèi)充惰性氣體的光譜。 用不同待測元素作陰極材料，可制成相應(yīng)空心陰極燈。 空心陰極燈的輻射強(qiáng)度與燈的工作電流有關(guān)。,優(yōu)缺點(diǎn)： （1）輻射光強(qiáng)度大，穩(wěn)定，譜線窄，燈容易更換。 （2）每測一種元素需

4、更換相應(yīng)的燈。,16:56:14,三、原子化系統(tǒng),1.作用 將試樣中離子轉(zhuǎn)變成原子蒸氣。,（動(dòng)畫）,16:56:14,2.原子化方法,火焰法 無火焰法電熱高溫石墨管，激光,（動(dòng)畫）,16:56:14,3.火焰原子化裝置,霧化器和燃燒器。 （1）霧化器 結(jié)構(gòu)如圖所示,主要缺點(diǎn)：霧化效率低。,（動(dòng)畫）,16:56:14,原子化器,16:56:14,（2）火焰,試樣霧滴在火焰中，經(jīng)蒸發(fā)，干燥，離解（還原）等過程產(chǎn)生大量基態(tài)原子。 火焰溫度的選擇： （a）保證待測元素充分離解為基態(tài)原子的前提下，盡量采用低溫火焰； （b）火焰溫度越高，產(chǎn)生的熱激發(fā)態(tài)原子越多； （c）火焰溫度取決于燃?xì)馀c助燃?xì)忸愋?，常?/p>

5、空氣乙炔最高溫度2600K能測35種元素。,16:56:14,火焰類型：,化學(xué)計(jì)量火焰： 溫度高，干擾少，穩(wěn)定，背景低，常用。,富燃火焰： 還原性火焰，燃燒不完全，測定較易形成難熔氧化物的元素Mo、Cr稀土等。 貧燃火焰： 火焰溫度低，氧化性氣氛，適用于堿金屬測定。,16:56:14,16:56:14,火焰種類及對(duì)光的吸收：,選擇火焰時(shí)，還應(yīng)考慮火焰本身對(duì)光的吸收。根據(jù)待測元素的共振線，選擇不同的火焰，可避開干擾：,例：As的共振線193.7nm 由圖可見，采用空氣-乙炔火焰時(shí)，火焰產(chǎn)生吸收，而選氫-空氣火焰則較好； 空氣-乙炔火焰：最常用；可測定30多種元素； N2O-乙炔火焰：火焰溫度高，

6、 可測定的增加到70多種。,16:56:14,4.石墨爐原子化裝置,（1）結(jié)構(gòu) 如圖所示： 外氣路中Ar氣體沿石墨管外壁流動(dòng)，冷卻保護(hù)石墨管；內(nèi)氣路中Ar氣體由管兩端流向管中心，從中心孔流出，用來保護(hù)原子不被氧化，同時(shí)排除干燥和灰化過程中產(chǎn)生的蒸汽。,（動(dòng)畫）,16:56:14,（2）原子化過程,原子化過程分為干燥、灰化（去除基體）、原子化、凈化（去除殘?jiān)?四個(gè)階段，待測元素在高溫下生成基態(tài)原子。,（動(dòng)畫）,16:56:14,（3）優(yōu)缺點(diǎn),優(yōu)點(diǎn)：原子化程度高，試樣用量少（1-100L），可測固體及粘稠試樣，靈敏度高，檢測極限10-12 g/L。 缺點(diǎn)：精密度差，測定速度慢，操作不夠簡便，裝置

7、復(fù)雜。,16:56:14,5.其他原子化方法,（1）低溫原子化方法 主要是氫化物原子化方法，原子化溫度700900 C ； 主要應(yīng)用于：As、Sb、Bi、Sn、Ge、Se、Pb、Ti等元素 原理： 在酸性介質(zhì)中，與強(qiáng)還原劑硼氫化鈉反應(yīng)生成氣態(tài)氫化物。例 AsCl3 +4NaBH4 + HCl +8H2O = AsH3 +4NaCl +4HBO2+13H2 將待測試樣在專門的氫化物生成器中產(chǎn)生氫化物，送入原子化器中檢測。 特點(diǎn)：原子化溫度低 ； 靈敏度高（對(duì)砷、硒可達(dá)10-9g）； 基體干擾和化學(xué)干擾?。?16:56:14,（2）冷原子化法,低溫原子化方法（一般700900C）； 主要應(yīng)用于：各

8、種試樣中Hg元素的測量； 原理： 將試樣中的汞離子用SnCl2或鹽酸羥胺完全還原為金屬汞后，用氣流將汞蒸氣帶入具有石英窗的氣體測量管中進(jìn)行吸光度測量。 特點(diǎn)：常溫測量； 靈敏度、準(zhǔn)確度較高（可達(dá)10-8g汞）；,16:56:14,四、單色器,1.作用 將待測元素的共振線與鄰近線分開。 2.組件 色散元件（棱鏡、光柵），凹凸鏡、狹縫等。 3.單色器性能參數(shù) （1）線色散率（D） 兩條譜線間的距離與波長差的比值X/。實(shí)際工作中常用其倒數(shù) /X （2）分辨率 儀器分開相鄰兩條譜線的能力。用該兩條譜線的平均波長與其波長差的比值/表示。 （3）通帶寬度（W） 指通過單色器出射狹縫的某標(biāo)稱波長處的輻射范圍。當(dāng)?shù)股⒙剩―）一定時(shí)，可通過選擇狹縫寬度（S）來確定： W=DS,16:56:14,五、檢測系統(tǒng),主要由檢測器、放大器、對(duì)數(shù)變換器、顯示記錄裝置組成。 1.檢測器- 將單色器分出的光信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)。 如：光電池、光電倍增管、光敏晶體管等。 分光后的光照射到光敏陰極K上，轟擊出的 光電 子又射向光敏陰極1，轟擊出更多的光電子，依次倍