原子吸收和原子荧光光谱 基本原理和分析 - 中国化

原子吸收和原子荧光光谱基本原理和分析技术一、基本原理1.光的吸收和发射能级图Na:32S½32P3/232P1/2：589.0nm589.5nm吸收和辐射△E=Ei-E0=hv受激吸收：dNoi=Boi(v)Nodt自发辐射:dNio=AioNidt受激辐射:dNio=Bio(v)NidtE0Ei2.原子谱线的轮廓V0=△E/h中心频率:（v0）宽度（半宽）:（△v）自然宽度多普勒宽度络伦兹宽度共振宽度K0v0△v½K0二、光谱仪器1.组成：光源原子化器分光系统检测系统光源检测原子化器分光原子化器分光光源检测检测原子吸收仪原子荧光仪1.光源空心阴极灯：结构：阴极：纯金属阳极：环状W、Ni、Ta光窗：石英或紫外玻璃原理：Ar+eAr+Ar++MnM+Ar+M+eM*+eM*M+hv特点：发出原子谱线(锐线)2.原子化器火焰原子化：乙炔－空气火焰T：2500KS：158cm/s230nm有吸收乙炔－氧化亚氮T:2990KS:180cm/s氢-氩扩散火焰T：850℃离子溶液→雾滴→雾粒→分子蒸气→基态原子激发态分子ArAr+H2+SM+M+X-MX-aH2OMnXmMXMM*干燥热解原子化MY电热原子化：主要反应：热解反应还原反应碳化物生成易挥发化合物生成3.检测光电倍增管倍增极：δ＝N2/N1如：δ=4，n=10K=Io/Ii=410=106三、分析技术1.原子吸收光谱1)原子吸收的测量•比尔定律••吸收值：•单色光：A∝C••积分吸收：•峰值吸收：Iv均匀介质lI0vIvldlClvkveII0eClKAvIIvvlglg0NBchvdKiv0KCAvoKvkoAC类型：分子吸收：气体分子氧化物氢氧化物盐类分子光散射氘灯法背景校正A空=Aa+AbA氘=AbA=A空－A氘=Aa波长范围：200～360nm自吸法背景校正2)光谱背景干扰41I3)测试条件的选择火焰法①分析线灵敏度Zn213.9nm0—2ppm;307.5nm0—1000ppm稳定性Pb217.0nmf=0.48;283.3nmf=0.22②灯电流③通带宽度0.2nm0.4nm④火焰类型:空气-乙炔；氧化亚氮—乙炔配比:富燃火焰；中性火焰；贫燃火焰naiI寿命SIi噪声VSIi石墨炉法①石墨管热解涂层管平台石墨管②进样体积5—40ｕｌ③加热程序④保护气体Ar(99.9%)N2AlN2000℃步骤目的温度(℃)时间(s)干燥除去溶剂～溶剂沸点10～30灰化除去基体条件实验10～30原子化生成原子手册3～7空烧消除记忆≥原子化温度3～74)应用适合于金属元素分析碱金属LiNaK…易电离采用低温火焰加消电离剂碱土金属BeMgCa…灵敏度高存在阴离子干扰有色金属CuZnPb…灵敏度高波长短背景干扰较重黑色金属FeCoNi…谱线复杂选择窄光谱通带贵金属AgAuPt…易原子化贫燃火焰难原子化元素稀土元素SiTaW…灵敏度差高温火焰金属涂层石墨管2.氢化物发生原子荧光分析1)定量关系荧光强度与光源的辐射强度：If=φIa根据比尔-朗伯定律可得:按泰勒级数展开，N很小时：If=φI0klN当实验条件固定时：If=αC)1(0klNfeII原子荧光光度计原理图1.气路系统2.自动进样器3.氢化物发生系统4.原子化器5.激发光源6.光电倍增管7.数据处理系统8.打印机A.光学系统2)氢化物发生技术原理：砷、锑、铋、锡、硒、碲、铅、锗等元素KBH4反应可形成气态氢化物氢化物特点：常温下是气体原子化温度低AFSGLS2332483HMHHNaBOHHOHNaBHnMm截流/样品KBH4WAr3)分析技术1.配制溶液：2%(w/v)KBH4:溶解1克NaOH于去离子水中，然后加入4克KBH4，加去离子水稀释至200ml。5%HCl:先在烧杯中加入100ml去离子水，然后慢慢加入10ml优级纯浓盐酸，再加去离子水至200ml,作为载流溶液。砷标准溶液：0、2、4、8、12μg/L,酸度为5%HCl。样品溶液：在50ml容量瓶加入10ml水样、2.5ml浓盐酸和10ml5%硫脲＋5%抗坏血酸混合溶液,定容。2．分析测试:将配制好的溶液按顺序放在样品架上，用氢化物发生原子荧光法测定，并计算测量结果。四、比较K=399.7%RKSRAADKSAAnxxSbBLLbBLib1)(2_K=399.7%检出限：浓度范围AFS成本速度AFSAFS