原子吸收分光光度法課件

第四章原子吸收分光光度法概述原子吸收分光光度法基本原理原子吸收分光光度計結(jié)構(gòu)定量分析方法及方法評價原子吸收分光光度法中的干擾及抑制原子吸收分光光度法1.選擇性高，干擾少。共存元素對待測元素干擾少，一般不需分離共存元素。原子吸收分光光度法特點：2.靈敏度高?；鹧嬖踊ǎ?0-9g/mL；石墨爐：10-13g/mL。3.測定的范圍廣。測定70多種元素。4.操作簡便、分析速度快。5.準(zhǔn)確度高。火焰法誤差<1%，石墨爐法3%-5％。3.2原子吸收分光光度法基本原理一、共振線和吸收線共振線：特征譜線，元素的靈敏線。1.

共振吸收線：原子外層電子從基態(tài)躍遷至第一激發(fā)態(tài)所產(chǎn)生的吸收譜線。原子吸收產(chǎn)生：原子外層電子在能級之間的躍遷。2.共振發(fā)射線：原子外層電子從第一激發(fā)態(tài)直接躍遷至基態(tài)所輻射的譜線。3.共振線：共振發(fā)射線和共振吸收線都簡稱為共振線。3.2原子吸收分光光度法基本原理三、原子吸收分光光度法的定量基礎(chǔ)1.吸收曲線輪廓吸收系數(shù)Kv隨頻率v的變化曲線。表征參數(shù)：1)中心頻率v02)半寬度?v3.2原子吸收分光光度法基本原理譜線變寬原因：1)自然寬度：沒有外界影響時，譜線的固有寬度。2)多普勒變寬(熱變寬)：由于原子在空間作無規(guī)則運動引起的譜線變寬。3)壓力(碰撞)變寬：輻射原子與其他粒子相互作用而產(chǎn)生的譜線變寬。勞倫茲變寬：被測原子與其他粒子相互碰撞。赫爾茲馬克變寬：同種原子之間相互碰撞。3.2原子吸收分光光度法基本原理4)場致變寬：在外電場或磁場作用下，能引起能級的分裂，從而導(dǎo)致譜線變寬。塞曼變寬：由于磁場的影響使譜線變寬。主要影響因素：多普勒變寬和壓力變寬。5)自吸變寬：由自吸現(xiàn)象（共振線被燈內(nèi)同種基態(tài)原子所吸收）而引起的譜線變寬。3.2原子吸收分光光度法基本原理2.原子吸收光譜的測量1）積分吸收在吸收曲線的輪廓內(nèi)，對吸收系數(shù)的積分。2）峰值吸收吸收線中心頻率處的峰值吸收系數(shù)。3.2原子吸收分光光度法基本原理峰值吸收代替積分吸收的必要條件：1）發(fā)射線的中心頻率與吸收線的中心頻率一致。2）發(fā)射線的半寬度遠(yuǎn)小于吸收線的半寬度(1/5~1/10)。發(fā)射線吸收線A=KN0b吸光度與待測元素吸收輻射的原子總數(shù)成正比。原子吸收定量公式:A=

K’c()2.在原子吸收分光光度法中，可以通過峰值吸收的測量來確定待測原子的濃度。

3.2原子吸收分光光度法基本原理()3.在原子吸收測定中，基態(tài)原子數(shù)不能代表待測元素的原子數(shù)?！?)1.原子吸收光譜分析定量測定的理論基礎(chǔ)是朗伯-比耳定律。

()4.原子在激發(fā)或吸收過程中，由于受外界條件的影響可使原子譜線的寬度變寬。由于溫度引起的變寬叫多普勒變寬，由磁場引起的變寬叫塞曼變寬。

3.2原子吸收分光光度法基本原理()6.原子吸收光譜產(chǎn)生的原因是A.分子中電子能級的躍遷B.轉(zhuǎn)動能級躍遷C.振動能級躍遷D.原子最外層電子躍遷D()7.在原子吸收分光光度法中，原子蒸汽對共振輻射的吸收程度與A.透射光強度I有線性關(guān)系B.基態(tài)原子數(shù)N0成正比C.激發(fā)態(tài)原子數(shù)Nj成正比D.被測物質(zhì)Nj/N0成正比B()5.原子吸收譜線的寬度主要決定于A.自然變寬B.多普勒變寬和自然變寬C.多普勒變寬和壓力變寬D.場致變寬C3.2原子吸收分光光度法基本原理()8.多普勒變寬產(chǎn)生的原因是A.被測元素的激發(fā)態(tài)原子與基態(tài)原子相互碰撞B.原子的無規(guī)則熱運動C.被測元素的原子與其他粒子的碰撞D.外部電場的影響B(tài)()9.當(dāng)特征輻射通過試樣蒸汽時，被下列哪種粒子吸收？A.激發(fā)態(tài)原子B.離子C.分子D.基態(tài)原子D3.2原子吸收分光光度法基本原理()10.原子吸收光譜法對光源發(fā)射線半寬度的要求是A.大于吸收線的半寬度B.等于吸收線的半寬度C.吸收線的半寬度的1/2D.吸收線的半寬度的1/5D()11.影響譜線變寬的主要因素有A.原子的無規(guī)則熱運動B.待測元素的原子受到強磁場或強電場的影響C.待測元素的激發(fā)態(tài)原子與基態(tài)原子相互碰撞D.待測元素的原子與其他離子相互碰撞AD3.2原子吸收分光光度法基本原理()12.采用峰值吸收代替積分吸收測量，必須滿足A.發(fā)射線半寬度小于吸收線半寬度B.發(fā)射線的中心頻率與吸收線的中心頻率重合C.發(fā)射線半寬度大于吸收線半寬度D.發(fā)射線的中心頻率小于吸收線的中心頻率AB()13.吸收線的輪廓，用以下哪些參數(shù)來表征？A.波長B.譜線半寬度C.中心頻率D.吸收系數(shù)BC3.3原子吸收分光光度計結(jié)構(gòu)光源原子化系統(tǒng)分光系統(tǒng)檢測系統(tǒng)單光束分光光度計分類雙光束分光光度計可以削除光源不穩(wěn)定產(chǎn)生的測量誤差3.3原子吸收分光光度計結(jié)構(gòu)一、光源1.作用：發(fā)射被測元素的特征光譜。2.種類：空心陰極燈、無極放電燈、蒸氣放電燈。1)結(jié)構(gòu)陽極：鎢或鎳棒陰極：待測元素金屬內(nèi)充低壓惰性氣體2)工作原理：輝光放電3)特點：只有一個操作參數(shù)(燈電流)3.3原子吸收分光光度計結(jié)構(gòu)二、原子化系統(tǒng)作用：將試樣轉(zhuǎn)化為氣態(tài)的基態(tài)原子，并吸收光源發(fā)出的特征光譜。(一)火焰原子化法1.霧化器作用：將試液均勻霧化，除去較大的霧滴。2.燃燒器4)燈電流的選擇原則：在保證放電穩(wěn)定和有適當(dāng)光強輸出情況下，盡量選用低的工作電流。

3.3原子吸收分光光度計結(jié)構(gòu)3.火焰作用：使試樣蒸發(fā)、干燥、解離（還原），產(chǎn)生大量基態(tài)原子。原則：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。種類：1）空氣-乙炔火焰，2600K2）乙炔-氧化亞氮(笑氣)火焰，3300K3）空氣-丙烷(煤氣)火焰，2200K根據(jù)待測元素性質(zhì)選擇火焰類型。3.3原子吸收分光光度計結(jié)構(gòu)火焰燃?xì)馀c助燃?xì)獗壤?空氣-乙炔)：1）貧燃火焰：助燃?xì)饬看螅鹧鏈囟鹊?，氧化性較強，適用于堿金屬元素測定。2）化學(xué)計量火焰：燃助比與化學(xué)計量比(1:4)相近，火焰溫度高，干擾少，穩(wěn)定，常用。3）富燃火焰：燃料氣量大，火焰溫度稍低，還原性較強，測定較易形成難熔氧化物的元素Mo、Cr、稀土等。3.3原子吸收分光光度計結(jié)構(gòu)()3.原子化器的作用是將試樣中的待測元素轉(zhuǎn)化為基態(tài)原子蒸氣。

()1.原子吸收分光光度計中單色器在原子化系統(tǒng)之前?！?)2.原子吸收分光光度法中，光源的作用是產(chǎn)生180~375nm的連續(xù)光譜?！?)4.原子吸收光譜儀和751型分光光度計一樣，都是以氫弧燈作為光源的。×()5.貧燃性火焰是指燃燒氣流量大于化學(xué)計量時形成的火焰?！?.3原子吸收分光光度計結(jié)構(gòu)()7.在原子分光光度計中，廣泛采用的光源是A.無極放電燈B.空心陰極燈C.氫燈D.鎢燈B()8.原子吸收分光光度法中，光源的作用是A.發(fā)射很強的連續(xù)光譜B.發(fā)射待測元素基態(tài)原子所吸收的特征共振輻射C.產(chǎn)生足夠強度的散射光D.提供試樣蒸發(fā)和激發(fā)所需的能量B()6.燈電流的選擇原則：在保證放電穩(wěn)定和有適當(dāng)光強輸出情況下，盡量選用低的工作電流。

3.3原子吸收分光光度計結(jié)構(gòu)()9.雙光束與單光束原子吸收分光光度計比較，前者突出的優(yōu)點是A.靈敏度高B.可以消除背景的影響C.便于采用最大的狹縫寬度D.可以抵消因光源的變化而產(chǎn)生的誤差D()10.空心陰極燈的主要操作參數(shù)是A.燈電流B.燈電壓C.預(yù)熱時間D.內(nèi)充氣體壓力A3.3原子吸收分光光度計結(jié)構(gòu)()11.空心陰極燈的構(gòu)造是

A.待測元素作陰極，鉑絲作陽極，內(nèi)充低壓惰性氣體B.待測元素作陽極，鎢棒作陰極，內(nèi)充氧氣C.待測元素作陽極，鉑網(wǎng)作陰極，內(nèi)充惰性氣體D.待測元素作陰極，鎢棒作陽極，內(nèi)充低壓惰性氣體D()12.使用原子吸收光譜法分析時，下述火焰溫度最低的是A.煤氣-空氣B.氫氣-氧氣C.乙炔-空氣D.乙炔-氧化亞氮A3.3原子吸收分光光度計結(jié)構(gòu)()13.在原子吸收分析中,下列哪種火焰組成的溫度最高？A.空氣-乙炔B.空氣-煤氣C.笑氣-乙炔D.氧氣-氫氣C()14.選擇不同的火焰類型主要是根據(jù)A.分析線波長B.燈電流大小C.狹縫寬度D.待測元素性質(zhì)D()15.富燃焰是助燃比_____化學(xué)計量的火焰。A.大于B.小于C.等于B3.3原子吸收分光光度計結(jié)構(gòu)()16.下述可用做原子吸收光譜測定的光源有A.空心陰極燈B.氫燈C.鎢燈D.無極放電燈AD3.3原子吸收分光光度計結(jié)構(gòu)1.干燥(二)石墨爐原子化法目的：蒸發(fā)除去溶劑。溫度：稍高于溶劑的沸點。2.灰化目的：除去易揮發(fā)的基體和有機(jī)物，減少分子吸收。溫度：在保證被測元素不損失的前提下，盡量選擇較高的灰化溫度以減少灰化時間。3.3原子吸收分光光度計結(jié)構(gòu)3.原子化目的：使待測元素成為基態(tài)原子。溫度：1800~3000℃。4.凈化目的：高溫除去管內(nèi)殘渣。操作：停止載氣，以延長基態(tài)原子在石墨管中的停留時間，提高分析的靈敏度。3.3原子吸收分光光度計結(jié)構(gòu)1.應(yīng)用：測定As、Sb、Bi、Ge、Sn、Pb、Se、Te等元素。(三)氫化物原子化法2.原理：在酸性介質(zhì)中，與強還原劑NaBH4(KBH4)反應(yīng)生成易解離的氣態(tài)氫化物，送入原子化器中檢測。3.特點：原子化溫度低、靈敏度高，避免基體干擾。AsCl3+4NaBH4+HCl+8H2O=AsH3+4NaCl+4HBO2+13H23.3原子吸收分光光度計結(jié)構(gòu)(四)原子化法特點1.火焰原子化法2.石墨爐原子化法1)精密度高1)精密度低3)不能直接分析固體試樣3)可分析固體試樣2)靈敏度高，原子化效率可達(dá)90%。2)靈敏度低，原子化效率一般為10%。5)重現(xiàn)性好。5)重現(xiàn)性差。6)裝置簡單、快速。6)裝置復(fù)雜、速度慢。4)基體干擾小，化學(xué)干擾大。4)基體干擾大,化學(xué)干擾小。3.3原子吸收分光光度計結(jié)構(gòu)三、分光系統(tǒng)四、檢測系統(tǒng)檢測器、放大器、對數(shù)變換器、讀數(shù)顯示裝置。主要由色散元件、凹面鏡、狹縫組成。棱鏡、光柵(最常用)作用：將待測元素的共振線與鄰近線分開。3.3原子吸收分光光度計結(jié)構(gòu)()3.在原子化階段時，常將管內(nèi)氬氣暫停，以提高分析的靈敏度。

()1.火焰原子化法的原子化效率只有10%左右。

()2.石墨爐原子法中，選擇灰化溫度的原則是：在保證被測元素不損失的前提下，盡量選擇較高的灰化溫度以減少灰化時間。

()4.在原子吸收分析中，測定元素的靈敏度很大程度取決于A.空心陰極燈B.原子化系統(tǒng)C.分光系統(tǒng)D.檢測系統(tǒng)B3.3原子吸收分光光度計結(jié)構(gòu)()5.AAS選擇性好，是因為A.原子化效率高B.光源發(fā)出的特征輻射只能被特定的基態(tài)原子所吸收C.檢測器靈敏度高D.原子蒸汽中基態(tài)原子數(shù)不受溫度的影響B(tài)()6.石墨爐原子吸收法與火焰法相比，優(yōu)點是A.靈敏度高B.重現(xiàn)性好C.分析速度快D.背景吸收小A3.3原子吸收分光光度計結(jié)構(gòu)()9.火焰原子吸收法與無火焰原子吸收法相比，優(yōu)點是A.干擾較少B.易達(dá)到較高的精密度C.檢出限較低D.選擇性較強B()10.氫化物發(fā)生原子化法主要用于測定As、Bi、Ge、Sn、Sb、Se、Te等元素，常用的還原劑是A.NaBH4B.Na2SO3C.SnCl2D.ZnA()11.為了提高石墨爐原子吸收光譜法的靈敏度，原子化階段測量信號時，保護(hù)氣體的流度應(yīng)A.減小B.增大C.不變D.為零D3.3原子吸收分光光度計結(jié)構(gòu)()12.石墨爐原子化過程中，干燥的溫度應(yīng)為A.50℃B.500℃

C.3000℃D.稍高于溶劑的沸點D()13.現(xiàn)代原子吸收光譜儀的分光系統(tǒng)的組成主要是A.棱鏡+凹面鏡+狹縫B.棱鏡+透鏡+狹縫C.光柵+凹面鏡+狹縫D.光柵+透鏡+狹縫C()14.原子吸收分光光度計與紫外-可見分光光度計的主要區(qū)別是A.光源不同B.單色器不同C.檢測器不同D.吸收池不同AD3.3原子吸收分光光度計結(jié)構(gòu)()15.石墨爐原子化法與火焰原子化法相比，其缺點是A.重現(xiàn)性差B.原子化效率低C.共存物質(zhì)干擾大D.某些元素能形成耐高溫的穩(wěn)定化合物AC()16.下列元素可用氫化物原子化法進(jìn)行測定的是A.AlB.AsC.PbD.MgBC3.3原子吸收分光光度計結(jié)構(gòu)()17.石墨爐原子化法與火焰原子化法相比，其優(yōu)點是A.絕對靈敏度高B.可直接測定固體樣品C.重現(xiàn)性好D.分析速度快AB3.4定量分析方法及方法評價一、定量分析方法1.標(biāo)準(zhǔn)曲線法適用于組成簡單試樣的分析。A1A2A3A4A50c1c2c3c4c5cx3.4定量分析方法及方法評價2.標(biāo)準(zhǔn)加入法1）計算法待測試樣吸光度：Ax待測試樣體積：Vx待測試樣濃度：cx加入標(biāo)準(zhǔn)溶液后混合溶液吸光度：Ax+s標(biāo)準(zhǔn)溶液體積：Vs標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度：cs3.4定量分析方法及方法評價2）作圖法1234cxcx+c0cx+2c0cx+3c0A0A1A2A3A0A1A2A30c02c03c0cx3.4定量分析方法及方法評價3）該法可消除基體效應(yīng)帶來的影響，但不能消除背景吸收。使用標(biāo)準(zhǔn)加入法應(yīng)注意以下幾點：1）待測元素濃度與對應(yīng)的吸光度呈線性關(guān)系。2）為了得到準(zhǔn)確的分析結(jié)果，最少應(yīng)采用4個點來作外推曲線。4）加入標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度應(yīng)適當(dāng)，曲線斜率太大或太小都會引起較大誤差。3.4定量分析方法及方法評價3.濃度直讀法在標(biāo)準(zhǔn)曲線的直線范圍內(nèi)，應(yīng)用儀器上的標(biāo)尺擴(kuò)展或數(shù)字直讀裝置進(jìn)行測量。方法實質(zhì)是標(biāo)準(zhǔn)曲線法，但標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制由儀器完成。3.4定量分析方法及方法評價1.原子吸收光譜法測定元素M，由未知試樣溶液得到的吸光度為0.435，而在9mL未知液中加入1mL溶液為100mg/L的M標(biāo)準(zhǔn)溶液后，混合溶液在相同條件下測得的吸光度為0.835。計算未知試樣溶液中M的濃度？2.原子吸收光譜法測定食品中的成分M，稱取1.000g樣品制備成100mL溶液，再用10mL萃取液萃取M(萃取率為90%)，然后將所得溶液平分為兩份，其中一份加入濃度為5.00μg/mL的M標(biāo)準(zhǔn)溶液2.00mL。兩份均用水稀釋至25mL后，測得吸光度分別為0.32和0.60。求食品中M的含量？3.4定量分析方法及方法評價3.采用原子吸收分光光度法分析尿樣中的銅，測定結(jié)果見下表。試計算樣品中銅的含量？加入Cu的濃度/(μg/mL)02.04.06.08.0吸光度/A0.2800.4400.6000.7570.9123.4定量分析方法及方法評價0.20.40.60.81.0A02.04.06.08.0-2.0-4.0μg/mL3.5μg/mL3.4定量分析方法及方法評價二、靈敏度和檢出限(一)靈敏度國際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(IUPAC)規(guī)定：靈敏度是在一定條件下，被測物質(zhì)濃度或含量改變一個單位時所引起測量信號的變化程度。1.特征濃度在火焰原子化法中，用特征濃度ρc表征靈敏度。3.4定量分析方法及方法評價特征濃度：產(chǎn)生1%吸收或0.0044吸光度時所對應(yīng)的被測元素的質(zhì)量濃度。單位：μg/(mL·1%)特征濃度越小，元素測定的靈敏度越高。ρB：待測試液的質(zhì)量濃度(μg/mL)A：待測試液的吸光度3.4定量分析方法及方法評價2.特征質(zhì)量在石墨爐原子吸收法中，用特征質(zhì)量mc表征靈敏度。特征質(zhì)量：產(chǎn)生1%吸收或0.0044吸光度時所對應(yīng)的被測元素的質(zhì)量。單位：g/1%特征質(zhì)量越小，元素測定的靈敏度越高。3.4定量分析方法及方法評價(二)檢出限被測元素產(chǎn)生的信號為標(biāo)準(zhǔn)偏差3倍時元素的質(zhì)量濃度或質(zhì)量。相對檢出限：絕對檢出限：3.4定量分析方法及方法評價()