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  • 原子吸收光譜分析基本原理

    發(fā)布于 2011/03/07閱讀(2827)來源 zxj標(biāo)簽 液相操作

    摘要

    原子吸收光譜分析基本原理

    內(nèi)容

    論述了原子吸收光譜分析的基本原理及儀器的主要構(gòu)成,儀器主要有5部分組成:(1)光源:發(fā)射待測(cè)元素的銳
    線光譜:(2)原子化器:產(chǎn)生待測(cè)的原子蒸汽;(3)光祿系統(tǒng):分光、分出共振線波長(zhǎng);(4)電路系統(tǒng):包括信號(hào)變成電信號(hào)的轉(zhuǎn)換器.放大電路.計(jì)算處理等電路;(5)顯示系統(tǒng)等,旨在該類儀器用戶逐漸增多的情況下,獲得交流和提高。
            原子吸收光譜分析儀器具有靈敏度高(町達(dá)到10一~10 g/L)重復(fù)性和選擇性好.操作簡(jiǎn)便、快速.結(jié)果準(zhǔn)確、可靠。檢測(cè)時(shí)樣品用量少(在幾微升至兒十微升之間),測(cè)量范同廣(幾乎能用來分析所有的金屬元素和類金屬元素元件)等優(yōu)點(diǎn)。其可應(yīng)用于冶金、化工、地質(zhì)、農(nóng)業(yè)及醫(yī)藥衛(wèi)生等許多方面;在環(huán)境監(jiān)測(cè)、食品衛(wèi)生和生物機(jī)體內(nèi)微量金屬元素的測(cè)定以及醫(yī)學(xué)和生物化學(xué)檢驗(yàn)等應(yīng)用也口益廣泛。
            人體中含有許多對(duì)維持正常生理過程有審要意義的金屬元素,如鉀、鈉、鈣、鎂、鐵、銅、鋅、錳、鉬和鈷等。人體的血液、汗液、尿液、頭發(fā)及機(jī)體組織。由于受環(huán)境和飲食污染會(huì)引進(jìn)體內(nèi)鉛、汞、鎘和砷等有害元素。塒這些金屬元素的分析結(jié)果,可以反映機(jī)體內(nèi)的生理過程及受環(huán)境污染 中毒的情況。原子吸收光譜分析儀器既可用于血液、尿液、糞便及生物組織中微量元素的分析.也可對(duì)內(nèi)臟、毛發(fā)、骨骼等經(jīng)一定處理后,進(jìn)行分析測(cè)定
    1 原子吸收光譜分析方法的基本原理
            在自然界中.一切物質(zhì)的分子均由原子組成,而原于是由一個(gè)原子核和核外電子構(gòu)成。原子核內(nèi)有中子和質(zhì)子,質(zhì)子帶正電.核外電予帶負(fù)電;其電子的數(shù)日和構(gòu)型決定了該元素的物理和化學(xué)性質(zhì)。電了按一定的軌道繞核旋轉(zhuǎn);根據(jù)電子軌道離核的距離,有不同的能量級(jí),可分為不同的殼層。每一殼層所允許的電子數(shù)是一定的。當(dāng)原子處于正常狀態(tài)時(shí).每個(gè)電子趨向占有低能量的能級(jí),這時(shí)原子所處的狀態(tài)叫基態(tài)(E0)。在熱能、電能或光能的作用下,原子中的電子吸收一定的能量.處于低能態(tài)的電子被激發(fā)躍遷到較高的能態(tài)。原子此時(shí)的狀態(tài)叫激發(fā)態(tài)(Eq)。原子從基態(tài)向激發(fā)態(tài)躍遷的過程是吸能的過程。處于激發(fā)態(tài)的原子是不穩(wěn)定的,一般在10-10 ~-10-8s 內(nèi)就要返回到基態(tài)(E0)或較低的激發(fā)態(tài)(Ep )。此時(shí),原子釋放出多余的能量,輻射出光子束,其輻射能量的大小由下列公式表示:
    AE=Eq-Ep(或E0)=hf=hc/λ (1)
    式中:h— — 普朗克常數(shù)為6.6234x10-27erg.s;f和λ —— 電子從Eq能級(jí)返回到Ep(或E0)能級(jí)時(shí)所發(fā)射光譜的頻率和波長(zhǎng);C— — 光速。
    Eq 、Ep 或E0。值的大小與原子結(jié)構(gòu)有關(guān),不同元素,其Eq、Ep 和E0。不相同,一般元素的原子只能發(fā)射由其Eq Ep 或Eo。決定的特定波長(zhǎng)或頻率的光,即:
    f=Eq。一E p(或E0)/h (2)
            每種物質(zhì)的原子都具有特定的原子結(jié)構(gòu)和外層電子排列,因此不同的原子被激發(fā)后.其電子具有不同的躍遷。能輻射出不同波長(zhǎng)光,就是說.每種元素都有其特征的光譜線。由于譜線的強(qiáng)度與元素的含量成正比,以此可測(cè)定元素的含量,
    作定量分析。
            當(dāng)某種元素被激發(fā)后,核外電予從基態(tài)E 激發(fā)到最接近基態(tài)的最低激發(fā)態(tài)E1叫共振激發(fā)。當(dāng)其叉回到E。時(shí)發(fā)出的輻射
    光線即為其振線。而基態(tài)原子吸收共振線輻射也可以從基態(tài)上升至最低激發(fā)態(tài),由于各種元素的共振線不相同,并具有一定的特征性.所以原子吸收儀能在同種元素的一定特征波長(zhǎng)中觀察到. 當(dāng)光源發(fā)射的某一特征波長(zhǎng)的光通過待測(cè)樣品的原于蒸氣時(shí).原子中的外層電子將選擇性地吸收其同種元素所發(fā)射的特征譜線,使光源發(fā)出的入射光減弱,可以將特征譜線因吸收而減弱的程度用吸光度A表示,A與被測(cè)樣品中的待測(cè)元素含最成正比;即基態(tài)原子的濃度越大,吸收的光量越多.通過測(cè)定吸收的光量,就可以求出樣品中待測(cè)的金屬及類金屬物質(zhì)的含暈。對(duì)于大多數(shù)金屬元素而言,共振線是該元素所有譜線中最靈敏

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