51 第二节原子吸收分光光度仪.ppt

第1页：原子吸收光谱仪及主要部件

第十四章 原子吸收光谱分析法 第二节 原子吸收光谱仪及主要部件

• 流程
• 光源
• 原子化装置
• 单色器
• 检测器detector

第2页：原子吸收仪器（1）

原子吸收仪器（1）。

第3页：原子吸收仪器（2）

原子吸收仪器（2）。

第4页：原子吸收仪器（3）

原子吸收仪器（3）。

第5页：原子吸收仪器（4）

原子吸收仪器（4）。

第6页：原子吸收仪器（4）流程

原子吸收仪器（4）流程

• 1.特点
• 采用锐线光源
• 单色器在火焰与检测器之间
• 原子化系统

第7页：原子吸收中的原子发射现象

原子吸收中的原子发射现象

• 在原子化过程中，原子受到辐射跃迁到激发态后，处于不稳定状态，将再跃迁至基态，故既存在原子吸收，也有原子发射
• 但返回释放出的能量可能有多种形式，产生的辐射也不在一个方向上，但对测量仍将产生一定干扰
• 消除干扰的措施：将发射的光调制成一定频率
• 检测器只接受该频率的光信号
• 原子化过程发射的非调频干扰信号不被检测

第8页：光源

光源

• 1.作用提供待测元素的特征光谱。获得较高的灵敏度和准确度。光源应满足如下要求
• 能发射待测元素的共振线
• 能发射锐线
• 辐射光强度大，稳定性好。2.；空心阴极灯：结构如图所示（动画）

第9页：空心阴极灯的原理•施加适

空心阴极灯的原理•施加适

• 当电压时，电子将从空心阴极内壁流向阳极;•与充入的惰性气体碰撞而使之电离，产生正电荷，其在电场作用下，向阴极内壁猛烈轰击;•使阴极表面的金属原子溅射出来，溅射出来的金属原子再与电子、惰性气体原子及离子发生撞碰而被激发，于是阴极内辉光中便出现了阴极物质和内充惰性气体的光谱。•用不同待测元素作阴极材料，可制成相应空心阴极灯。•空心阴极灯的辐射强度与灯的工作电流有关。；优缺点
• 辐射光强度大，稳定，谱线窄，灯容易更换
• 每测一种元素需更换相应的灯

第10页：原子化系统

原子化系统

• 1.作用将试样中离子转变成原子蒸气
• （动画）

第11页：原子化方法火焰法无

火焰法—电热高温石墨管，激光（动画）。

第12页：火焰原子化装置——雾化器和燃烧器

火焰原子化装置——雾化器和燃烧器

• （1）雾化器结构如图所示主要缺点：雾化效率低
• （动画）

第13页：原子化器

原子化器。

第14页：火焰试样雾滴

火焰试样雾滴

• 在火焰中，经蒸发，干燥，离解（还原）等过程产生大量基态原子
• 火焰温度的选择：（a）保证待测元素充分离解为基态原子的前提下，尽量采用低温火焰
• （b）火焰温度越高，产生的热激发态原子越多
• （c）火焰温度取决于燃气与助燃气类型，常用空气—乙炔最高温度2600K能测35种元素

第15页：火焰类型

化学计量火焰

温度高，干扰少，稳定，背景低，常用

富燃火焰

还原性火焰，燃烧不完全，测定较易形成难熔氧化物的元素Mo、Cr稀土等

贫燃火焰

火焰温度低，氧化性气氛，适用于碱金属测定

第16页：

第17页：火焰种类及对光的吸收

火焰种类及对光的吸收

• 选择火焰时，还应考虑火焰本身对光的吸收
• 根据待测元素的共振线，选择不同的火焰
• 可避开干扰：例：As的共振线193.7nm由图可见，采用空气-乙炔火焰时，火焰产生吸收，而选氢-空气火焰则较好
• 空气-
• 乙炔火焰：最常用
• 可测定30多种元素
• N2O-
• 乙炔火焰：火焰温度高，可测定的增加到70多种

第18页：石墨炉原子化装置

石墨炉原子化装置

• （1）
• 结构如图所示：外气路中Ar气体沿石墨管外壁流动，冷却保护石墨管
• 内气路中Ar气体由管两端流向管中心，从中心孔流出，用来保护原子不被氧化，同时排除干燥和灰化过程中产生的蒸汽
• （动画）

第19页：原子化过程

原子化过程

• 原子化过程分为干燥、灰化（去除基体）、原子化、净化（去除残渣）四个阶段，待测元素在高温下生成基态原子
• （动画）

第20页：优缺点优点

优缺点优点

• 原子化程度高，试样用量少（1-100μL），可测固体及粘稠试样，灵敏度高，检测极限10-12g/L
• 缺点：精密度差，测定速度慢，操作不够简便，装置复杂

第21页：其他原子化方法

其他原子化方法

• （1）低温原子化方法主要是氢化物原子化方法，原子化温度700~900゜C
• 主要应用于：As、Sb、Bi、Sn、Ge、Se、Pb、Ti
• 等元素原理：在酸性介质中，与强还原剂硼氢化钠反应生成气态氢化物
• 例AsCl3+4NaBH4+HCl+8H2O=AsH3+4NaCl+4HBO2+13H2将待测试样在专门的氢化物生成器中产生氢化物，送入原子化器中检测
• 特点：原子化温度低
• 灵敏度高（对砷、硒可达10-9g）
• 基体干扰和化学干扰小

第22页：冷原子化法低温

冷原子化法低温

• 原子化方法（一般700~900゜C）
• 主要应用于：各种试样中Hg元素的测量
• 原理：将试样中的汞离子用SnCl2或盐酸羟胺完全还原为金属汞后，用气流将汞蒸气带入具有石英窗的气体测量管中进行吸光度测量
• 特点：常温测量
• 灵敏度、准确度较高（可达10-8g汞）

第23页：单色器

单色器

• 1.作用将待测元素的共振线与邻近线分开。2.组件色散元件（棱镜、光栅），凹凸镜、狭缝等。3.单色器性能参数
• 线色散率（D）两条谱线间的距离与波长差的比值ΔX/Δλ。实际工作中常用其倒数Δλ/ΔX
• 分辨率仪器分开相邻两条谱线的能力。用该两条谱线的平均波长与其波长差的比值λ/Δλ表示
• 通带宽度（W）指通过单色器出射狭缝的某标称波长处的辐射范围。当倒色散率（D）一定时，可通过选择狭缝宽度（S）；来确定：W=D×S

第24页：检测系统主要

检测系统主要

• 由检测器、放大器、对数变换器、显示记录装置组成
• 1.检测器--------将单色器分出的光信号转变成电信号
• 如：光电池、光电倍增管、光敏晶体管等
• 分光后的光照射到光敏阴极K上，轰击出的光电子又射向光敏阴极1，轰击出更多的光电子，依次倍增，在最后放出的光电子比最初多到106倍以上，最大电流可达10μA，电流经负载电阻转变为电压信号送入放大器
• 2.放大器------将光电倍增管输出的较弱信号，经电子线路进一步放大
• 3.对数变换器------光强度与吸光度之间的转换
• 4.显示、
• 记录新仪器配置：原子吸收计算机工作站

第25页：原子吸收光谱分析法内容选择

原子吸收光谱分析法内容选择

• 原子吸收光谱分析基本原理
• 原子吸收分光光度仪
• 干扰与抑制
• 操作条件选择与应用
• 原子荧光光谱分析法