《环境监测》课程教学资源（PPT课件）第04讲 原子吸收分光光度法

原子吸收分光光度法编制：张书林

原子吸收分光光度法 编制：张书林

一、概述原子吸收：1802年发现原子蒸气对其原子共振辐射吸收的现象；1955年后原子吸收光谱法迅速发展。特点：(1)检出限低，10-10～10-14 g;(2)准确度高，1%～5%；(3)选择性高，一般情况下共存元素不干扰：(4)应用广，可测定70多个元素（各种样品中）：局限性：难熔元素、非金属元素测定困难、不能同时多元素。23:11:15

23:11:15 一、概述 原子吸收：1802年发现原子蒸气对其原子共振辐射吸收 的现象；1955年后原子吸收光谱法迅速发展。 特点： (1) 检出限低，10-10～10-14 g； (2) 准确度高，1%～5%； (3) 选择性高，一般情况下共存元素不干扰； (4) 应用广，可测定70多个元素（各种样品中）； 局限性：难熔元素、非金属元素测定困难、不能同时多 元素

二、原子吸收光谱的产生1.原子的能级与跃迁基态一→第一激发态,吸收一定频率的辐射能量。吸收光谱产生共振吸收线（简称共振线）激发态→基态发射出一定频率的辐射。发射光谱产生共振发射线（也简称共振线）23:11:15

23:11:15 二、原子吸收光谱的产生 1.原子的能级与跃迁 基态→第一激发态,吸收一定频率的辐射能量。 产生共振吸收线（简称共振线） 吸收光谱 激发态→基态 发射出一定频率的辐射。 产生共振发射线（也简称共振线） 发射光谱

Io 入射辐射自由原子蒸气出射辐射7激发态共振发射共振吸收基态CAE = hv = h-元

基态 激发态 共振吸收 共振发射 c E h h    = = 自由原子蒸气 I0 入射辐射 I 出射辐射

2.元素的特征谱线(1）2各种元素的原子结构和外层电子排布不同基态一第一激发态：跃迁吸收光能量不同一具有特征性(2）各种元素的基态一→第一激发态吸收最强，最灵敏{一一特征谱线最易发生,（3）利用原子蒸气对特征谱线的吸收可以进行定量分析1o光源原子蒸汽检测器样品C23:11:15

23:11:15 2.元素的特征谱线 （1）各种元素的原子结构和外层电子排布不同 基态→第一激发态: 跃迁吸收光能量不同——具有特征性。 （2）各种元素的基态→第一激发态 最易发生，吸收最强，最灵敏——特征谱线。 （3）利用原子蒸气对特征谱线的吸收可以进行定量分析 光源 原子蒸汽 检测器 样品 I0 I C

谱线轮廓与谱线变宽三、2Ky理论：线状光谱吸收线实际：峰形吸收(具有一定宽度Ve吸收线轮廓吸收线轮廓与半宽度表征吸收线轮廓(峰)的参数：中心频率vo(峰值频率)：最大吸收系数对应的频率；中心波长：a(nm)半宽度：△%约10-3nm23:11:15

23:11:15 三、谱线轮廓与谱线变宽 理论：线状光谱吸收线 。 实际：峰形吸收(具有一 定宽度) 表征吸收线轮廓(峰)的参数： 中心频率O(峰值频率) ： 最大吸收系数对应的频率； 中心波长：λ(nm) 半 宽 度：Δ0 约10-3nm

吸收峰变宽原因：（1）自然宽度（2）温度变宽多普勒变宽L（3）压力变宽（4）自吸变宽（5）场致变宽23:11:15

23:11:15 吸收峰变宽原因： （1）自然宽度 （2）温度变宽（多普勒变宽） （3）压力变宽 （4）自吸变宽 （5）场致变宽

四、吸收变宽的影响钨丝灯光源和氙灯，经分光后，光谱通带宽0.2nm。而原子吸收线半宽度：10-3nm。如图：?用一般光源照射时，吸10nm收光的强度变化仅为0.5%。12x10~1nm灵敏度极差。nm连续光源■与原子吸收线的通带宽度对比示意图23:11:15

23:11:15 四、吸收变宽的影响 钨丝灯光源和氘灯，经分光后，光谱通带宽0.2nm。 而原子吸收线半宽度：10-3nm。如图： 用一般光源照射时，吸 收光的强度变化仅为0.5%。 灵敏度极差

难题0.0001 nm通常光栅可分开0.1nm要分开0.01 nm的两束光需要很昂贵的光栅；要分开两束波长相差0.0001nm的光，目前技术难以实现；此外，即使光栅满足了要求，分出的光也太弱，难以用于实际测量

0.0001 nm 难题 通常光栅可分开0.1 nm ，要分开0.01 nm 的两束光 需要很昂贵的光栅；要分开 两束波长相差0.0001 nm 的 光，目前技术难以实现； 此外，即使光栅满足了 要求，分出的光也太弱，难 以用于实际测量

锐线光源锐线光源需要满足的条件：(1)光源的发射线与吸收线的vo一致。(2）发射线的△2小于吸收线的v1/2°10m提供锐线光源的方法：2x10nm空心阴极灯Anm连续光源口与原子吸收线的通带宽度对比示意图23:11:15

23:11:15 锐线光源 锐线光源需要满足的条件： （1）光源的发射线与吸收线的ν0一致。 （2）发射线的Δν1/2小于吸收线的 Δν1/2。 空心阴极灯 提供锐线光源的方法：