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原子吸收光谱分析的基本原理_原子吸收光谱仪

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简述原子吸收光谱法基本原理

原子吸收光谱法的原理:蒸汽中待测元素的气态基态原子会吸收从光源发出的被测元素的特征辐射线,具有一定选择性,由辐射减弱的程度求得样品中被测元素的含量。

原子吸收光谱分析的基本原理_原子吸收光谱仪原子吸收光谱分析的基本原理_原子吸收光谱仪


当辐射通过原子蒸汽,且辐射频率等于原子中电子由基态跃迁到较高能态所需要的能量的频率时,原子从入射辐射中吸收能量,产生共振吸收。原子吸收光谱是由于电子在原子基态和第一激发态之间跃迁产生的。每一种原子的能级结构均是独特的,故原子有选择性的吸收辐射频率。因此,在所有情况下,均可产生反映该种原子结构特征的原子吸收光谱。

原子吸收光谱分析法的基本原理

基态原子吸收其共振辐射,外层电子由基态跃迁至激发态而产生原子吸收光谱,原子吸收光谱位于光谱的紫外区和可见区。

郎伯比尔定律是分光光度发的基本原理。

A=ECL

原子吸收光谱法原理

原子吸收光谱法原理如下:

当有辐射通过自由原子蒸气,且入射辐射的频率等于原子中的电子由基态跃迁到较高能态(一般情况下都是第一激发态)所需要的能量频率时,原子就要从辐射场中吸收能量,产生共振吸收,电子由基态跃迁到激发态,同时伴随着原子吸收光谱的产生。

原子吸收光谱的产生条件:

1、辐射能:hν=Eu-E0

2、存在有效的吸光质点,即基态原子。

基于样品中的基态原子对该元素的特征谱线的吸收程度来测定待测元素的含量。

原子吸收光谱的特点:

原子吸收光谱法是依椐处于气态的被测元素基态原子对该元素的原子共振辐射有强烈的吸收作用而建立的。该法具有检出限低准确度高,选择性好,分析速度快等优点。

在温度吸收光程,进样方式等实验条件固定时,样品产生的待测元素相基态原子对作为锐线光源的该元素的空心阴极灯所辐射的单色光产生吸收,其吸光度(A)与样品中该元素的浓度(C)成正比。即 A=KC 式中,K为常数。据此,通过测量标准溶液及未知溶液的吸光度,又巳知标准溶液浓度,可作标准曲线,求得未知液中待测元素浓度。

该法主要适用样品中微量及痕量组分分析。原子吸收光谱仪在结构上可以分为单光束型光谱仪和双光束型光谱仪。

原子吸收光谱法原理

原子吸收光谱法原理

原子吸收光谱(Atomic Absorption Spectroscopy,AAS),又称原子分光光度法,是基于待测元素的基态原子蒸汽对其特征谱线的吸收,由特征谱线的特征性和谱线被减弱的程度对待测元素进行定性定量分析的一种仪器分析的方法。

原子吸收光谱法 (AAS)是利用气态原子可以吸收一定波长的光辐射,使原子中外层的电子从基态跃迁到激发态的现象而建立的。由于各种原子中电子的能级不同,将有选择性地共振吸收一定波长的辐射光,这个共振吸收波长恰好等于该原子受激发后发射光谱的波长。

当光源发射的某一特征波长的光通过原子蒸气时,即入射辐射的频率等于原子中的电子由基态跃迁到较高能态(一般情况下都是第一激发态)所需要的能量频率时,原子中的外层电子将选择性地吸收其同种元素所发射的特征谱线,使入射光减弱。

特征谱线因吸收而减弱的程度称吸光度A,在线性范围内与被测元素的含量成正比:

A=KC

式中K为常数;C为试样浓度;K包含了所有的常数。此式就是原子吸收光谱法进行定量分析的理论基础

由于原子能级是量子化的,因此,在所有的情况下,原子对辐射的吸收都是有选择性的。由于各元素的原子结构和外层电子的排布不同,元素从基态跃迁至第一激发态时吸收的能量不同,因而各元素的共振吸收线具有不同的特征。

由此可作为元素定性的依据,而吸收辐射的强度可作为定量的依据。AAS现已成为无机元素定量分析应用最广泛的一种分析方法。该法主要适用样品中微量及痕量组分分析。

原子吸收光谱仪原理

原子吸收光谱仪原理是仪器从光源辐射出具有待测元素特征谱线的光,通过试样蒸气时被蒸气中待测元素基态原子所吸收,由辐射特征谱线光被减弱的程度来测定试样中待测元素的含量。

当辐射投射到原子蒸气上时,如果辐射波长相应的能量等于原子由基态跃迁到激发态所需要的能量时,则会引起原子对辐射的吸收,产生吸收光谱。基态原子吸收了能量,最外层的电子产生跃迁,从低能态跃迁到激发态。

原子吸收光谱根据郎伯-比尔定律来确定样品中化合物的含量。已知所需样品元素的吸收光谱和摩尔吸光度,以及每种元素都将优先吸收特定波长的光,因为每种元素需要消耗一定的能量使其从基态变成激发态。检测过程中,基态原子吸收特征辐射,通过测定基态原子对特征辐射的吸收程度,从而测量待测元素含量。

扩展资料

原子吸收光谱法的优点与不足:

(1) 检出限低,灵敏度高。火焰原子吸收法的检出限可达到 10-9级,石墨炉原子吸收法的检出限可达到 10-14~10-10g。

(2) 分析精度好。火焰原子吸收法测定中等和高含量元素的相对标准差可小于 1%,其准确度已接近于经典化学方法。石墨炉原子吸收法的分析精度一般为 3%~5%。

(3) 分析速度快。原子吸收光谱仪在 35 min 内能连续测定 50 个试样中的 6种元素。

(4) 应用范围广。可测定的元素达 70多种,不仅可以测定金属元素,也可以用间接原子吸收法测定非金属元素和有机化合物。

(5) 仪器比较简单,操作方便。

(6) 原子吸收光谱法的不足之处是多元素同时测定尚有困难,有相当一些元素的测定灵敏度还不能令人满意。

原子吸收光谱的原理是什么?

光电管原理是光电效应,光电管接受到光照时,PN结两侧的P区和N区因本征激发产生的少数载流子浓度增多,若光电管接在闭合回路中,就会产生电流。

也就是说,光电管无需外部提供电源(施加电压),即可在闭合回路中产生电流,但是,只要产生了电流,光电管两端的电压必然不为零。

被光束照射到的电子会吸收光子的能量,但是其中机制遵照的是一种非全有即全无的判据,光子所有能量都必须被吸收,用来克服逸出功,否则这能量会被释出。

扩展资料:

当一束光子能量不足以引起电子-空穴产生的激光照射在样本上,可在光束方向上于样本两端建立电势差VL,其大小与光功率成正比。

电子从阴极达到该区,获能量越来越大,超过原子电离能,引起大量碰撞电离,雪崩电离过程集中发生在这里。产生电离后电子很快离开,这里形成了很强的正空间电荷,引起电场分布畸变,管压大部分降在此处和阴极间。

光电流光谱无需常规光谱仪的光学系统,从紫外、可见、红外到微波都可产生光电流效应。光电流光谱有8个数量级的动态范围,灵敏度高、噪声小,是一种超灵敏的光谱技术。

原子吸收分析法的原理是什么?

原子吸收的是从空心阴极灯打来的光,一个灯对应一种元素。所以原子吸收只能一次测一种元素,换个灯再测另一种。

之所以要这么干,只是因为现在的科技,做不出连续光谱的强光源。现在的连续光源一般是钨灯(可见光谱)和氘灯(紫外光谱),用于分子吸收是足够了。这些连续光源远远达不到把足够的气化后的原子激发到激发态的能量——也就是说,升级的原子浓度不够。

空心阴极灯(hollow cathode lamp,HCL)是一种特殊形式的低压气体放电光源,放电集中于阴极空腔内。当在两极之间施加200V-500V电压时[3] ,便产生辉光放电。在电场作用下,电子在飞向阳极的途中,与载气原子碰撞并使之电离,放出二次电子,使电子与正离子数目增加,以维持放电。正离子从电场获得动能。如果正离子的动能足以克服金属阴极表面的晶格能,当其撞击在阴极表面时,就可以将原子从晶格中溅射出来。除溅射作用之外,阴极受热也要导致阴极表面元素的热蒸发。溅射与蒸发出来的原子进入空腔内,再与电子、原子、离子等发生第二类碰撞而受到激发,发射出相应元素的特征的共振辐射。与此同时,HCL所发射的谱线中还包含了内充气、阴极材料和杂质元素等谱线。

因为灯内填充气体压力低,压力变宽很小;阴极温度较低,热变宽也很小;同时,因为气体密度低,自吸变宽也不存在。[3] HCL基本满足发射谱线的半宽度窄、谱线强度大且稳定、谱线背景小、操作方便和经久耐用等锐线光源的基本要求。并且,当采用较大的灯电流时,HCL所发射谱线半宽度变宽和谱线强度增高,此时检测器的负高压降低,吸光度读数稳定。

由Lamber-Beer 定律:

I0和I分别表示在Δνa,入射光和透射光的强度,

将I=I0e-Kvb代入 上式于是

采用锐线光源进行测量,则Δνe<Δνa ,由图可见,

在辐射线宽度范围内,Kν可近似认为不变,并近似

等于峰值时的吸收系数K0,则

在原子吸收中,谱线变宽主要受多普勒效应影响,

则:代入上式,得式表明:当使用锐线光源时,吸光度 A 与单位体

积原子蒸气中待测元素的基态原子数 N0 成正比。

上式的前提条件:

(1) Δνe<Δνa ;

(2) 辐射线与吸收线的中心频率一致。这就是为

什么要使用一个与待测元素同种元素制成空心阴极

灯的原因。