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技術(shù)文章

原子吸收光譜儀靈敏可靠地測定微量或痕量元素

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  任何元素的原子都是由原子核和核外電子組成。原子核是原子的中心體,荷正電,電子荷負(fù)電,總的負(fù)電荷與原子核的正電荷數(shù)相等。電子沿核外的圓形或橢圓形軌道圍繞著原子核運(yùn)動(dòng),同時(shí)又有自旋運(yùn)動(dòng)。電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)由波函數(shù)0描述。求解描述電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的薛定愕方程,可以得到表征原子內(nèi)電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的量子數(shù)n、L、m,分別稱為主量子數(shù)、角量子數(shù)和磁量子數(shù)。
  
  原子核外的電子按其能量的高低分層分布而形成不同的能級(jí),因此一個(gè)原子核可以具有多種能級(jí)狀態(tài)。能量低的能級(jí)狀態(tài)稱為基態(tài)能級(jí)(Eo),其余能級(jí)稱為激發(fā)態(tài)能級(jí),而能量低的激發(fā)態(tài)則稱為激發(fā)態(tài)。一般情況下,原子處于基態(tài),核外電子在各自能量低的軌道上運(yùn)動(dòng)。如果將一定外界能量如光能提供給該基態(tài)原子,當(dāng)外界光能量恰好等于該基態(tài)原子中基態(tài)和某一較高能級(jí)之間的能級(jí)差△E時(shí),該原子將吸收這一特征波長的光,外層電子由基態(tài)躍遷到相應(yīng)的激發(fā)態(tài)而產(chǎn)生原子吸收光譜。
  
  原子吸收光譜儀是利用待測元素的共振輻射,通過其原子蒸汽,測定其吸光度的裝置。原子吸收光譜儀,根據(jù)物質(zhì)基態(tài)原子蒸汽對(duì)特征輻射吸收的作用來進(jìn)行金屬元素分析。它能夠靈敏可靠地測定微量或痕量元素。元素被加熱原子化,成為基態(tài)原子蒸汽,對(duì)空心陰極燈發(fā)射的特征輻射進(jìn)行選擇性吸收。在一定濃度范圍內(nèi),其吸收強(qiáng)度與試液中被測元素的含量成正比。其定量關(guān)系可用郎伯-比耳定律,A=-lgI/=-lgT=KCL,式中I為透射光強(qiáng)度;Io為發(fā)射光強(qiáng)度;T為透射比;L為光通過原子化器光程(長度),每臺(tái)儀器的L值是固定的;C是被測樣品濃度;所以A=KC。
  
  原子吸收光譜儀有單光束,雙光束,雙波道,多波道等結(jié)構(gòu)形式。其基本結(jié)構(gòu)一般有四大部分組成,即光源(單色銳線輻射源)、試樣原子化器、單色儀和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)(包括光電轉(zhuǎn)換器及相應(yīng)的檢測裝置)。原子化器主要有兩大類(見段落下文),即火焰原子化器和電熱原子化器?;鹧嬗卸喾N火焰,目前普遍應(yīng)用的是空氣—乙炔火焰。電熱原子化器普遍應(yīng)用的是石墨爐原子化器,因而原子吸收光譜儀,就有火焰原子吸收分光光度計(jì)和帶石墨爐的原子吸收分光光度計(jì)。前者原子化的溫度在2100℃~2400℃之間,后者在2900℃~3000℃之間。

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