火焰原子吸收分光光度儀工作原理-電子教案

1、儀器分析教案知識(shí)點(diǎn)火焰原子吸收分光光度儀工作原理學(xué)時(shí)2學(xué)時(shí)教學(xué)內(nèi)容原子吸收分光光度法定義、共振線和吸收線、譜線輪廓與譜線寬度、原子蒸氣中基態(tài)原子與激發(fā)態(tài)原子的分配、原子吸收值與待測(cè)元素濃度的定量關(guān)系。教學(xué)重點(diǎn)共振線和吸收線教學(xué)難點(diǎn)譜線輪廓與譜線寬度譜線輪廓與譜線寬度參考資料儀器分析 化學(xué)工業(yè)出版社儀器分析 第二版 中國(guó)環(huán)境出版社儀器分析 第二版 化學(xué)工業(yè)出版社一、原子吸收分光光度法原理（一）原子吸收分光光度法的定義原子吸收分光光度法是基于物質(zhì)所產(chǎn)生的原子蒸氣對(duì)待測(cè)元素的特征譜線的吸收作用而進(jìn)行定量分析的方法。原子吸收就是指氣態(tài)的自由原子對(duì)于同種原子發(fā)射出來(lái)的特征光譜輻射具有吸收現(xiàn)象。特點(diǎn)：靈敏

2、度高檢出限低 準(zhǔn)確度好選擇性好操作簡(jiǎn)單，分析速度快應(yīng)用廣泛（二）火焰原子吸收分光光度儀的工作原理1、共振線與吸收線基態(tài) 原子處于最低能態(tài)基態(tài)原子 處于基態(tài)的原子激發(fā)態(tài) 基態(tài)原子收到激發(fā)，最外層電子吸收能量躍遷到不同能態(tài)共振線與吸收線 當(dāng)電子吸收一定能量從基態(tài)躍遷到能量最低的激發(fā)態(tài)是所產(chǎn)生的吸收譜線共振線也稱特征光譜線，不同的原子來(lái)說(shuō)它的能級(jí)分布不同，吸收的共振線的頻率也不同，相應(yīng)的波長(zhǎng)也就不同，所以這條特征光譜線也是最靈敏的線，這條線就可在原子吸收分光光度法中進(jìn)行定量分析。2、 基態(tài)原子與激發(fā)態(tài)原子的玻爾茲曼分布待測(cè)原子由分子解離成原子后，不一定都是以基態(tài)原子存在，其中有一部分原子吸收了較高的

3、能量處于激發(fā)態(tài)處于熱力學(xué)平衡時(shí)不同能態(tài)分布的原子數(shù)目服從玻爾茲曼分布定律，E0=0時(shí)，上式寫(xiě)完一般，共振激發(fā)態(tài)的原子數(shù)與基態(tài)原子數(shù)的比值很小，可認(rèn)為基態(tài)原子數(shù)目接近火焰中待測(cè)元素的原子數(shù)，基態(tài)原子數(shù)不會(huì)隨著溫度而改變，基本保持恒定。3、吸收線寬度及影響因素（1）譜線輪廓理論上，原子吸收光譜應(yīng)該是線狀光譜，但實(shí)際上任何原子發(fā)射或吸收的譜線都不是絕對(duì)單色的幾何線，具有一定的寬度的譜線。吸收曲線的形狀就是譜線輪廓。 （2）譜線變寬 原因：原子本身的性質(zhì)決定了譜線自然寬度； 由于外界因素的影響引起的譜線變寬。 自然變寬譜線自身固有的寬度，不同譜線的自然寬度不同，與原子發(fā)生能級(jí)躍遷時(shí)激發(fā)態(tài)原子平均壽命有

4、關(guān)，壽命長(zhǎng)譜線寬度窄。譜線自然寬度造成的影響很小，一般為10-5nm數(shù)量級(jí)。 多普勒變寬由于原子在空間作無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)引起的，又稱熱變寬。多普勒變寬與相對(duì)原子量、溫度和譜線的頻率有關(guān)。 壓力變寬由產(chǎn)生吸收的原子與蒸氣中原子或分子相互碰撞而引起譜線的變寬，又叫做碰撞變寬。壓力變寬分類：a、勞倫茲變寬 是產(chǎn)生吸收的原子與其他粒子碰撞而引起的譜線變寬。隨氣壓升高而加劇，隨溫度升高譜線變寬呈下降趨勢(shì)。導(dǎo)致譜線輪廓不對(duì)稱，影響靈敏度。B、赫魯茲馬克變寬 又稱共振變寬。是由同種原子之間發(fā)生碰撞而引起的譜線變寬，共振變寬只在被測(cè)元素濃度較高時(shí)才有影響。除上述原因之外，還有其他影響因素。但是在通常的原子吸收實(shí)驗(yàn)

5、條件下，主要是以上兩種影響輪廓變寬?；鹧嬖踊鲿r(shí)，勞倫茲變寬為主要原因。4、原子吸收和原子濃度關(guān)系（1）積分吸收 原子蒸氣層中的基態(tài)原子吸收共振線的全部能量成為積分吸收，相當(dāng)于譜線輪廓下面所包圍的整個(gè)面積。 在一定實(shí)驗(yàn)條件下，基態(tài)原子蒸氣的積分吸收與試液中待測(cè)元素的濃度成正比，準(zhǔn)確測(cè)量出積分吸收就可以求去試液的濃度。但目前技術(shù)無(wú)法通過(guò)原子吸收法測(cè)定積分吸收求出被測(cè)元素的濃度。（2）峰值吸收 基態(tài)原子蒸氣對(duì)入射光中心頻率線的吸收。在一定實(shí)驗(yàn)條件下，基態(tài)原子蒸氣的峰值吸收與試液中待測(cè)元素的濃度成正比，所以可以通過(guò)峰值吸收的測(cè)定進(jìn)行定量分析。（3） 定量分析依據(jù)雖然峰值吸收與試液濃度在一定條件下成正比關(guān)系，但是實(shí)際測(cè)量過(guò)程中并不是直接測(cè)量峰值大小，而是通過(guò)測(cè)定基態(tài)原子蒸氣的吸光度并根據(jù)吸收定律進(jìn)行測(cè)定。當(dāng) 銳線光源強(qiáng)度及其他實(shí)驗(yàn)條件一定時(shí)，基態(tài)原子蒸