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AAS竞争对手介绍PerkinElmer上海办事处……………………………………………c学习要点收和分收的本¾1原子吸收和分子吸收的根本区别是测定物质的原子对特定波长光的吸收测定物质的原子对特定波长光的吸收，即吸收光谱呈锐线（10-3nm)；¾2原子吸收的核心议题是必须提供基态原子原子化）态原子（原子化）；¾3原子吸收分析的定量基础是吸收定¾3原子吸收分析的定量基础是吸收定律，其本质是测定特征波长光被吸收律，其本质是测定特征波长光被吸收后的光能量(透过率T），用-logT计算样品的含量样品的含量Page2绪言AASAAS是种原子对光辐射产生吸收的是种原子对光辐射产生吸收的光谱分析方法光谱分析方法它所研究的是原子对它所研究的是原子对AASAAS是一种原子对光辐射产生吸收的是一种原子对光辐射产生吸收的光谱分析方法光谱分析方法,,它所研究的是原子对它所研究的是原子对某特定频率强度固定的辐射产生吸收后其强度的变化某特定频率强度固定的辐射产生吸收后其强度的变化,,通过其变化与试样浓度通过其变化与试样浓度之间的关系来确定组分的浓度之间的关系来确定组分的浓度..如果光源强度为如果光源强度为II00,,则吸收后信号为则吸收后信号为I,I,光强度的光强度的变化为变化为IIIIII变化为变化为IIaa=I=I00--II实际测量的是透过率实际测量的是透过率T=(IT=(I00--I)/II)/I00,,其关系式仍然还是朗贝其关系式仍然还是朗贝--比尔定律比尔定律..所不同所不同的是结果的是结果受波长的影响很大受波长的影响很大..因为原子吸收线是线状光谱因为原子吸收线是线状光谱..的是结果的是结果受波长的影响很大受波长的影响很大因为原子吸收线是线状光谱因为原子吸收线是线状光谱原子光谱分析是一种原子光谱分析是一种光化学分析方法光化学分析方法,,它研究的是原子的外层电子在能它研究的是原子的外层电子在能量的作用下量的作用下,,在原子的高低能级间的过度过程在原子的高低能级间的过度过程,,及伴随的及伴随的能量变化能量变化,,因此因此,,了解光了解光谱的产生和光谱线的特性是十分重要的谱的产生和光谱线的特性是十分重要的谱的产生和光谱线的特性是十分重要的谱的产生和光谱线的特性是十分重要的..从信号的传输角度出发从信号的传输角度出发,,AASAAS仪器首先必须有一个稳定的光源以提供一个仪器首先必须有一个稳定的光源以提供一个强度不变的信号强度不变的信号,,即有即有信号源信号源..第二第二,,必须使试样变成分子并解离成基态原子必须使试样变成分子并解离成基态原子,,即即有有吸收源吸收源..同时要将信号完全通过吸收源同时要将信号完全通过吸收源,,使物质对辐射产生吸收作用使物质对辐射产生吸收作用,,然后将然后将特定的信号从其他信号中特定的信号从其他信号中分离分离出来出来,,并对其进行并对其进行测量测量..AASAAS仪器就是根据这个仪器就是根据这个原理设计的原理设计的..原设计的原设计的对一个频率范围很窄的信号进行测量对一个频率范围很窄的信号进行测量,,并且并且信号值只与被测组分的浓度有信号值只与被测组分的浓度有关关,,这不是一件很容易的事它要求这不是一件很容易的事它要求分析人员具有良好的素质分析人员具有良好的素质和和性能优越的仪器性能优越的仪器..这次培训班的目的就是要通过学习这次培训班的目的就是要通过学习提高分析人员的素质提高分析人员的素质学会用最好的仪学会用最好的仪Page3这次培训班的目的就是要通过学习这次培训班的目的就是要通过学习提高分析人员的素质提高分析人员的素质,,学会用最好的仪学会用最好的仪器来解决自己工作中的问题器来解决自己工作中的问题..原子吸收光谱分析的基本原理和实际应用原子吸收光谱分析的基本原理和实际应用1原子吸收光谱分析的基本原理1原子吸收光谱分析的基本原理AAS的定义及框图定义AAS是通过测量基态原子对共振辐射的吸收来确定被测组分浓度的分析方法。关键词关键词基态原子基态原子共振辐射共振辐射吸收测量吸收测量关键词关键词::基态原子基态原子共振辐射共振辐射吸收测量吸收测量如何得到基态原子如何得到基态原子对共振辐射有什么要求对共振辐射有什么要求怎样对吸收信号怎样对吸收信号如何得到基态原子如何得到基态原子,,对共振辐射有什么要求对共振辐射有什么要求,,怎样对吸收信号怎样对吸收信号进行测量进行测量,,得到的信号是否和被测物质的浓度成正比得到的信号是否和被测物质的浓度成正比,,这些都这些都是是AASAAS必须解决的问题必须解决的问题Page4是是AASAAS必须解决的问题必须解决的问题..仪器框图輻射源輻射源吸收池吸收池单色器单色器检测器检测器显示器显示器辐射辐射发射发射辐射辐射吸收吸收辐射辐射分离分离辐射辐射转换并放大转换并放大信号信号输出输出最终目的是要建立最终目的是要建立A=A=kbNkbN==KbCKbCMonochromatorChopperppDetectorSampleLightSourceResultsSampleCellPage5主要问题主要问题1AAS中的辐射源为什么必须是锐线光源？如何满足?何基化化有何2如何得到基态原子？AAS对原子化器化器有何要求？如何信进行3如何对信号进行测量？如何保量的信有够的敏度和准确度4如何保证测量的信号有足够的灵敏度和准确度？上述问论问也实问上述问题既是理论问题也是实际问题。Page62原子光谱的若干问题2.1原子的能级和原子光谱原子光谱分析是以原子光谱为基础的，原子光谱是原子光谱分析是以原子光谱为基础的，原子光谱是原子能级跃迁的结果。原子的能级是由未充满壳层的外层电子，即光谱电子或价电子决定的。一个被核束缚的层电子，即光谱电子或价电子决定的。个被核束缚的电子只能处于一些稳定的状态之中，它的能量具有不连续的量子化的特征，这就是能级。原子在高低能级之间续的量子化的特征，这就是能级。原子在高低能级之间的过渡伴随着能量的吸收或发射。即原子光谱具有确定的波长或频率。但是，原子光谱线并非几何线条，而是的波长或频率但是，原子光谱线并非几何线条，而是有一定的宽度。理解这一点对每个分析工作者十分重要。原子光谱的复杂性与原子的电子构型有关,过渡元原子光谱的复杂性与原子的电子构型有关,过渡元素,尤其是8族元素Fe.Co.Ni及4f.5f元素谱线复杂.选择条件时应注意这个问题.Page7条件时应注意这个问题钠原子的能级图Page8镁原子能级图Page9由于钠原子外层只有一个电子由于钠原子外层只有一个电子,,光谱具有双重性光谱具有双重性,,主共振线有两条主共振线有两条,,基态基态SS能级和主激发态能级和主激发态PP能能级之间的跃迁级之间的跃迁,,波长为波长为589.0589.0和和589.6589.6nm.nm.如果用能量表示如果用能量表示,,二能级间的能量差为二能级间的能量差为2.12.1ev,ev,即基态即基态钠原子得到钠原子得到2.12.1evev就能跃迁至就能跃迁至33PP能级而被能级而被激发激发,,反过来反过来,,处于处于33PP能级的激发态原子能级的激发态原子放出放出2.12.1evev的能量的能量,,它就回到了基态它就回到了基态..如果钠原子得到的能量足够大如果钠原子得到的能量足够大,,如如5.1385.138ev,ev,这个钠原子的最外层电子便脱离了核的束缚这个钠原子的最外层电子便脱离了核的束缚,,此时此时即变成了钠离子即变成了钠离子..在在AASAAS中中,,原子被激发或电离与其激发能或电离能有关。原子被激发或电离与其激发能或电离能有关。镁原子的外层有两个电子，光谱结构比钠原子复杂，有单线和三重线两组。核外电子越多，镁原子的外层有两个电子，光谱结构比钠原子复杂，有单线和三重线两组。核外电子越多，谱线越复杂。谱线越复杂。88族元素铁钴镍，谱线十分复杂。测定时必须用小通带。族元素铁钴镍，谱线十分复杂。测定时必须用小通带。波长和能量之间的关系用下式表示波长和能量之间的关系用下式表示::波长和能量之间的关系用下式表示波长和能量之间的关系用下式表示::EE（（evev））=1235.9/λ=1235.9/λ（（nmnm））由上式可以计算谱线的波长或能级的能量。由上式可以计算谱线的波长或能级的能量。2.22.2共振跃迁和共振线共振跃迁和共振线在诸多的跃迁中在诸多的跃迁中,,以基态至激发态的跃迁最为重要以基态至激发态的跃迁最为重要,,其中基态至第一激发态的跃迁称为主共振其中基态至第一激发态的跃迁称为主共振跃迁跃迁应的谱线为主共振线应的谱线为主共振线跃迁跃迁,,相应的谱线为主共振线相应的谱线为主共振线..由于原子通常处于基态由于原子通常处于基态,,第一激发态的能量在激发态中又是最低的第一激发态的能量在激发态中又是最低的,,原子吸收能量到达第原子吸收能量到达第一激发态的几率最大一激发态的几率最大..因此因此,,共振线是最灵敏线共振线是最灵敏线..在在AASAAS中通常使用共振线中通常使用共振线..只有共振线落在远紫外只有共振线落在远紫外或试样浓度较大时才用其它线或试样浓度较大时才用其它线所以分析线不一定是最灵敏线所以分析线不一定是最灵敏线如汞如汞25372537钠钠33023302铜铜24922492等如等如Page10或试样浓度较大时才用其它线或试样浓度较大时才用其它线..所以分析线不一定是最灵敏线所以分析线不一定是最灵敏线..如汞如汞253.7,253.7,钠钠330.2330.2，铜，铜249.2249.2等如等如果共振线处有干扰存在果共振线处有干扰存在,,亦可用其他线亦可用其他线..2.3玻兹曼分配律发射线或吸收线的强度与能级上的粒子数目有关,能级上的粒子数目取决于能级的能量和体系的温度.在热力学平衡条件下,单位体积内某能级上的原子数目随能级的能量E和体系的温度TNN/eE/KT单位体积内某能级上的原子数目随能级的能量E和体系的温度T呈指数变化.激发态上原子数目N1和总原子数N0的关系为NI=N0g1/g0e-E/KTNa原子的激发态NI，2500K是2000K的10倍，但N1/N0约为104说明激发态原子数受温度影响很大而基态原子数变化小10-4，说明激发态原子数受温度影响很大，而基态原子数变化小，这是AAS的一个重要特点。结论结论::在火焰温度下在火焰温度下激发态上的原子数目与基态激发态上的原子数目与基态在火焰温度下在火焰温度下,,激发态上的原子数目与基态激发态上的原子数目与基态相比（相比（N1/N0）,,可以忽略不计可以忽略不计..Page1110原子数之比Page122.4谱线特性谱线的强度和宽度是谱线的重要特性.谱线强度和能级上的原子数目有关,谱线宽度则是能级的宽度决定的.无论是发射线还是吸收线其强度都与谱线的宽度密切相联系.在AAS中,要求光源的发射线比吸收线要窄得多。.Page132.5AAS.AES和AFS的联系与区别三个方法具有相似性,都要有原子化器,都需要在外界能量的作用下,原子在高低能级之间产生跃迁.但是其原理不同,AAS是测量基态原子对外界辐射的吸收是测量被激发态原子自身发射的强度则是基态原子在外界辐射吸收;AES是测量被激发态原子自身发射的强度;AFS则是基态原子在外界辐射的作用下被激发,然后回到基态所发射的谱线强度.从仪器的结构看AES可以从各个方向进行测量AAS只能在180度方向而从仪器的结构看,AES可以从各个方向进行测量,AAS只能在180度方向,而AFS必须在与光源成一定的角度上才行.正因为如此,它们在仪器结构．对光源的要求.灵敏度.干扰影响等方面有很大不同.和的数学关系式AES.AAS和AFS的数学关系式AESIe=acbI的大小同光源的性质和温度密切相关,由于b通常小于1,I和c呈,,非线性关系,但在ICP-AES中b近似为1.AASA=log(I0/I)在吸收光谱中测量的是透过光强度的变化即透过率的大小A仅仅是对数转在吸收光谱中,测量的是透过光强度的变化.即透过率的大小.A仅仅是对数转换值.这对理解光度测量误差十分重要.AFSIf=k(I0-I)Page14f(0)I