《化学分析》课程教学资源（PPT电子课件讲稿）第一讲 原子吸收课件

原子吸收光谱法 、概述 (一)定义 (二)特点 基本原理 (一)一般分析过程 (二)基态原子及原子吸收光谱的产生 (三)基态与激发态原子的分配关系 (四)谱线的轮廓及其变宽 (五)积分吸收与峰值吸收 三、原子吸收分光光度计 (一)基本装置及其工作原理 (二)原子吸收光谱分析的实验技术

原子吸收光谱法 一、概述 （一）定义 （二）特点 二、基本原理 （一）一般分析过程 （二）基态原子及原子吸收光谱的产生 （三）基态与激发态原子的分配关系 （四）谱线的轮廓及其变宽 （五）积分吸收与峰值吸收 三、原子吸收分光光度计 （一）基本装置及其工作原理 （二）原子吸收光谱分析的实验技术

第一节概述 、定义及其分类 原子吸收光谱法( atomic absorption spectrometry AAS) 又称为原子吸收光谱分析,简称原子吸收法。是基于自由原子 吸收光辐射的一种元素定量分析方法。即被测元素的基态原子对由 光源发出的该原子的特征性窄频辐射产生共振吸收,其吸光度在 定浓度范围内与蒸汽相中被测元素的基态原子浓度成正比 即原子吸收法与紫外可见光光度法的基本原理相同,都遵循 Beer定律。 根据原子化方式可分为: 1)火焰原子吸收法 2)非火焰原子吸收法 3)冷原子吸收法

第一节 概述 一、定义及其分类 原子吸收光谱法（atomic absorption spectrometry AAS）： 又称为原子吸收光谱分析，简称原子吸收法。是基于自由原子 吸收光辐射的一种元素定量分析方法。即被测元素的基态原子对由 光源发出的该原子的特征性窄频辐射产生共振吸收，其吸光度在一 定浓度范围内与蒸汽相中被测元素的基态原子浓度成正比。 即原子吸收法与紫外可见光光度法的基本原理相同，都遵循 Beer定律。 根据原子化方式可分为： 1）火焰原子吸收法 2）非火焰原子吸收法 3）冷原子吸收法

第一节概述 、特点 (一)原子吸收法、紫外可见光光度法和原子发射法的区别 三种分析方法的基本原理相同,都遵循Beer定律, 1.原子吸收法与紫外可见光光度法的区别 1)吸光物质的状态不同 原子吸收法:蒸汽相中的基态原子 紫外可见光光度法:溶液中的分子(或原子团) 2)吸收光谱的不同 原子吸收法:锐线光、线状吸收,半宽约0.01A 紫外可见光光度法:单色光、带状吸收

第一节 概述 二、特点 （一）原子吸收法、紫外可见光光度法和原子发射法的区别 三种分析方法的基本原理相同，都遵循Beer定律。 1. 原子吸收法与紫外可见光光度法的区别 1）吸光物质的状态不同 原子吸收法：蒸汽相中的基态原子 紫外可见光光度法：溶液中的分子（或原子团） 2）吸收光谱的不同 原子吸收法：锐线光、线状吸收，半宽约0.01 Å 紫外可见光光度法：单色光、带状吸收

第一节概述 2.原子吸收法与原子发射法的区别 1)定量分析的基础(依据)不同 原子吸收法:基态原子对特征锐线光的吸收程度 原子发射法:激发态原子发射的特征频率辐射的强度 2)测定元素的原子状态不同 原子吸收法:基态原子,待测元素中最主要最多的能态原子 原子发射法:激发态原子,待测元素中占极少比率(<1%) 的能态原子 (二)原子吸收法的特点 1.灵敏度高(检出限低) 108-1019g/mL~1012-1014g/mL

第一节 概述 2. 原子吸收法与原子发射法的区别 1）定量分析的基础（依据）不同 原子吸收法：基态原子对特征锐线光的吸收程度 原子发射法：激发态原子发射的特征频率辐射的强度 2）测定元素的原子状态不同 原子吸收法：基态原子，待测元素中最主要最多的能态原子 原子发射法：激发态原子，待测元素中占极少比率（﹤1%） 的能态原子 （二）原子吸收法的特点 1. 灵敏度高（检出限低） 10-8 -10-10g/mL～10-12-10-14g/mL

第一节概述 2.精密度好 相对标准差(RSD)达1-2%~0.1-0.5% 3.选择性高 4.精确度高、分析速度快 5.应用广泛 岩石、矿石、土壤、大气飘尘、水、植物、食品、生物组织 等试样中70多种微量金属元素,间接测定S、N、卤素等非金属及 其化合物。 6.缺点 1)不能对多种元素进行同时 2)某些元素测定灵敏度较低(稀土元素、z、W、U、B),某些 成分复杂的样品干扰较大

第一节 概述 2. 精密度好 相对标准差（RSD）达1-2%～0.1-0.5% 3. 选择性高 4. 精确度高、分析速度快 5. 应用广泛 岩石、矿石、土壤、大气飘尘、水、植物、食品、生物组织 等试样中70多种微量金属元素，间接测定S、N、卤素等非金属及 其化合物。 6. 缺点 1）不能对多种元素进行同时 2）某些元素测定灵敏度较低（稀土元素、Zr、W、U、B），某些 成分复杂的样品干扰较大

第二节基本原理 一般分析过程火焰 空心阴极灯 单色器 检测器 放大读数 原子化系统 试液助 燃

第二节 基本原理 一、一般分析过程 火焰 单 色 器 检 测 器 放 大 读 数 助 燃 气 燃 气 原子化系统 试液 空心阴极灯

第二节基本原理 、基态原子和原子吸收光谱的产生 (一)基态原子的产生 MX试样溶液雾粒喷λ髙温火焰中发生蒸发脱水、热分解原 子化、激发、电离、化合等一系列过程 脱水 化 1)MX(湿气溶液) 原子化 2)MX (g) Mia+X (g)

第二节 基本原理 二、基态原子和原子吸收光谱的产生 （一）基态原子的产生 MX试样溶液雾粒喷入高温火焰中发生蒸发脱水、热分解原 子化、激发、电离、化合等一系列过程 脱水 气化 1） MX(湿气溶液) MX(s) MX(g) 原子化 2） MX(g) M(g) ＋X(g)

第二节基本原理 激发 电离 3)M M M++e 化合激发 化合 激发 MOH*← M(g MO MO* OH

第二节 基本原理 激发 电离 3) M(g) M*(g) M ＋ ＋e 化合激发 化合 激发 MOH* M(g) MO MO* OH

第二节基本原理 (二)吸收光谱的产生 原子吸收光谱与原子发射光谱Sn 的产生是互相联系的两个相反过程 光的发射是原子中外层较高能 激发态能级 级(激发态)的电子跃迁至较低能 级(低激发态或基态)时所产生的 电磁辐射。 基态能级 光的吸收是当基态原子受到外 界一定能量作用时,原子外层电子 就会从基态向较高能级跃迁,这时 图1原子吸收与原子发射 就要吸收一定频率的辐射。 之间的关系 即一种元素的原子不仅可以发射一系列特征谱线,也可以吸收与发射 波长相同的特征谱线(图1)

第二节 基本原理 （二）吸收光谱的产生 激 发 态 能 级 基态能级 图1 原子吸收与原子发射 之间的关系 S0 S1 S2 原子吸收光谱与原子发射光谱 Sn 的产生是互相联系的两个相反过程。 光的发射是原子中外层较高能 级（激发态）的电子跃迁至较低能 级（低激发态或基态）时所产生的 电磁辐射。 光的吸收是当基态原子受到外 界一定能量作用时，原子外层电子 就会从基态向较高能级跃迁，这时 就要吸收一定频率的辐射。 即一种元素的原子不仅可以发射一系列特征谱线，也可以吸收与发射 波长相同的特征谱线（图1）

第二节基本原理 般而言,同种原 子的发射光谱线要比吸吸收光谱 收光谱线多得多(图2) 因为吸收光谱的大 多数谱线是原子中的价发射光谱 电子从基态到各激发态 之间的跃迁而产生的, 波长(nm)20001000800500 300 而原子发射光谱中除了 图2钠原子的吸收光谱与发射光谱图 电子从激发态向基态跃 迁外,还包括不同激发态之间的相互的跃迁。 共振跃迁:光谱分析中原子在基态与激发态之间的相互跃迁 共振吸收线(发射线):由共振跃迁产生的谱线 第一共振吸收线(主共振吸收线):由第一激发态向基态跃迁产生 的共振吸收谱线。原子吸收法通常是利用第一共振吸收谱线进行测定的

第二节 基本原理 吸收光谱 发射光谱 图2 钠原子的吸收光谱与发射光谱图 波长(nm) 2000 1000 800 500 400 300 一般而言，同种原 子的发射光谱线要比吸 收光谱线多得多（图2） 因为吸收光谱的大 多数谱线是原子中的价 电子从基态到各激发态 之间的跃迁而产生的， 而原子发射光谱中除了 电子从激发态向基态跃 迁外，还包括不同激发态之间的相互的跃迁。 共振跃迁：光谱分析中原子在基态与激发态之间的相互跃迁。 共振吸收线（发射线）：由共振跃迁产生的谱线 第一共振吸收线（主共振吸收线）：由第一激发态向基态跃迁产生 的共振吸收谱线。原子吸收法通常是利用第一共振吸收谱线进行测定的