原子吸收光譜儀從光源輻射出具有待測元素特征譜線的光,通過試樣蒸氣時被蒸氣中待測元素基態原子所吸收,由輻射特征譜線光被減弱的程度來測定試樣中待測元素的含量。
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原子吸收光譜儀主要組成部分:
(1)光源:發射待測元素的共振輻射。要求銳線光源,輻射強度大,穩定性高,背景小等。廣泛用的是空心陰極燈。
(2)原子化器:提供能量使樣品干燥、蒸發并原子化。火焰原子化用預混合型原子化器;非火焰原子化用石墨爐原子化器。
(3)單色器:由狹縫、反射鏡和色散元件(光柵)組成。將被測元素的共振吸收線與鄰近譜線分開。
(4)檢測器:(光電倍增管)將光信號轉化成電信號。
消除干擾的措施:
將發射的光調制成一定頻率;檢測器只接受該頻率的光信號;
原子化過程發射的非調頻干擾信號不被檢測;
光源作用
提供待測元素的特征光譜。獲得較高的靈敏度和準確度。
光源應滿足如下要求:
(1)能發射待測元素的共振線;
(2)能發射銳線(銳線光源是發射線半寬度遠小于吸收線半寬度的光源。銳線光源發射線半寬度很小,并且發射線與吸收線中心頻率一致。)
(3)輻射光強度大,穩定性好。
空心陰極燈的原理
施加適當電壓時,電子將從空心陰極內壁流向陽極。
與充入的惰性氣體碰撞而使之電離,產生正電荷,其在電場作用下,向陰極內壁猛烈轟擊;
使陰極表面的金屬原子濺射出來,濺射出來的金屬原子再與電子、惰性氣體原子及離子發生碰撞而被激發,于是陰極內輝光中便出現了陰極物質和內充惰性氣體的光譜。
用不同待測元素作陰極材料,可制成相應空心陰極燈。
空心陰極燈的輻射強度與燈的工作電流有關。
優缺點:
(1)輻射光強度大,穩定,譜線窄,燈容易更換。
(2)每測一種元素需更換相應的燈。
原子吸收光譜儀的工作原理:
原子吸收是指呈氣態的原子對由同類原子輻射出的特征譜線所具有的吸收現象。
當輻射投射到原子蒸氣上時,如果輻射波長相應的能量等于原原子吸收光譜儀子由基態躍遷到激發態所需要的能量時,則會引起原子對輻射的吸收,產生吸收光譜。基態原子吸收了能量,外層的電子產生躍遷,從低能態躍遷到激發態。
原子吸收光譜儀根據郎伯-比爾定律來確定樣品中化合物的含量。已知所需樣品元素的吸收光譜和摩爾吸光度,以及每種元素都將優先吸收特定波長的光,因為每種元素需要消耗一定的能量使其從基態變成激發態。檢測過程中,基態原子吸收特征輻射,通過測定基態原子對特征輻射的吸收程度,從而測量待測元素含量。
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