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原子吸收光譜分析方法的基本原理

更新時間:2021-07-22      點(diǎn)擊次數(shù):2690

    原子吸收光譜分析儀用具有靈敏度高(達(dá)到10一~10g/L)重復(fù)性和選擇性好.操縱簡便、快速.結(jié)果正確、可靠。檢測時樣品用量少(在幾微升至兒十微升之間),丈量范同廣(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)生等很多方面;在環(huán)境監(jiān)測、食品衛(wèi)生和生物機(jī)體內(nèi)微量金屬元素的測定以及醫(yī)學(xué)和生物化學(xué)檢驗等應(yīng)用也口益廣泛。

  人體中含有很多對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.也可對內(nèi)臟、毛發(fā)、骨骼等經(jīng)一定處理后,進(jìn)行分析測定

  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)電子軌道離核的間隔,有不同的能量級,可分為不同的殼層。每一殼層所答應(yīng)的電子數(shù)是一定的。當(dāng)原子處于正常狀態(tài)時.每個電子趨向占有低能量的能級,這時原子所處的狀態(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,原子開釋出多余的能量,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能級返回到Ep(或E0)能級時所發(fā)射光譜的頻率和波長;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EqEp或Eo。決定的特定波長或頻率的光,即:

  f=Eq。一Ep(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)到基態(tài)的激發(fā)態(tài)E1叫共振激發(fā)。當(dāng)其叉回到E。時發(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中觀察到.當(dāng)光源發(fā)射的某一特征波長的光通過待測樣品的原于蒸氣時.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)出的進(jìn)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與被測樣品中的待測元素含最成正比;即基態(tài)原子的濃度越大,吸收的光量越多.通過測定吸收的光量,就可以求出樣品中待測的金屬及類金屬物質(zhì)的含暈。(中國教育裝備采購網(wǎng)整理)

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