Phổ hấp thụ nguyên tử (AAS)

Chương 2    PHỔ HẤP THỤ NGUYÊN TỬ (AAS)

I. NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG CỦA PHÉP ĐO AAS

1.Sự xuất hiện phổ hấp thụ nguyên tử

         Như chúng ta đã biết,vật chất được cấu tạo bởi các nguyên tử và nguyên tử là phần tử cơ bản nhỏ nhất còn giử được tính chất của nguyên tố hoá học. Nguyên tử lại bao gồm hạt nhân nguyên tử ở giữa và chiếm một thể tích rất nhỏ và các điện tử (electron) chuyển động xung quanh hạt nhân trong phần không gian lớn của nguyên tử.Trong điều kiện bình thường nguyên tử không thu cũng không phát năng lượng dưới dạng các bứt xạ.Lúc này nguyên tử ở trạng thái cơ bản. Đó là trạng thái bền vững và nghèo năng lượng nhất của nguyên tử.Nhưng khi nguyên tử ở trạng thái hơi tự do,nếu ta chiếu một chùm tia sáng có những bước sóng (tần số) xác định vào đám hơi nguyên tử đó,thì các nguyên tử tự do đó sẽ hấp thụ các bức xạ có bước sóng nhất định đúng với những tia bức xạ mà nó có thể phát ra được trong quá trình phát xạ của nó.Lúc này  nguyên tử đã nhận năng lượng của các tia bức xạ chiếu vào nó và nó chuyển lên trạng thái kích thích có năng lượng cao hơn trạng thái cơ bản. Đó là tính chất đặc trưng của nguyên tử ở trạng thái hơi.Quá trình đó dược gọi là quá trình hấp thụ năng lượng của nguyên tử tự do ở trạng thái hơi và tạo ra phổ nguyên tử của nguyên tố đó.Phổ sinh ra trong quá trình náy được gọi là phổ hấp thụ nguyên tử.

         Nếu gọi năng lượng của tia sáng đã bị hấp thụ là thì chúng ta có:

             = (Em –E0) = h       (1)

hay là                      (2)

Trong đó E0 và Em là năng lượng của nguyên tử ở trạng thái cơ bản và trạng thái kích thích ; h là hằng số Plank;c là tốc độ của ánh sáng trong chân không ; là độ dài sóng của vạch phổ hấp thụ.

    Như vậy, Ứng với mỗi giá trị năng lượng I mà nguyên tử đã hấp thụ ta sẽ có một vạch phổ hấp thụ với độ dài sóng đặc trưng cho quá trình đó, nghĩa là phổ hấp thụ của nguyên tử cũng là phổ vạch.

    Nhưng nguyên tử không hấp thụ tất cả các bức xạ mà nó có thể phát ra được trong quá trình phát xạ.Quá trình hấp thụ chỉ xảy ra đối với các vạch phổ nhạy,các vạch phổ đặc trưng và các vạch cuối cùng của nguyên tố.Cho nên đối với các vạch phổ đó quá trình hấp thụ và phát xạ là hai quá trình ngược nhau.(Hình 1).Theo phương trình (1),nếu giá trị năng lưọng là dương ta có quá trình pháp xạ;ngược lại khi giá trị là âm ta có quá trình hấp thụ.Chính vì thế,tuỳ theo từng điều kiện cụ thể của nguồn năng lượng dùng để nguyên tử hoá mẫu và kích thích nguyên tử mà quá trình nào xảy ra là chính,nghĩa là ta kích thích nguyên tử:

 +Bằng năng lượng  Em ta có phổ phát xạ nguyên tử.

 +Bằng chùm tia đơn sắc ta có phổ hấp thụ nguyên tử.

     Trong phép đo phổ hấp thụ nguyên tử đám hơi nguyên tử của mẫu trong ngọn lửa hay trong cuvet graphit là môi trường hấp thụ bức xạ (hấp thụ năng lượng của tia bức xạ).Phần tử hấp thụ năng lượng của tia bức xạ h là các nguyên t ử tự do,trong đám hơi đó.Do đó muốn có phổ hấp thụ nguyên tử,trước phải tạo ra được đám hơi nguyên tử tự do,và sau đó chiếu vào nó một chùm tia sáng có những bước sóng nhất định  đúng với các tia phát xạ nhạy của nguyên tố cần nguyên cứu.Khi đó các nguyên tử tự do sẽ hấp thụ năng lượng của chùm tia đó và tạo ra phổ hấp thụ nguyên tử của nó.

Để xem đầy đủ tài liệu vui lòng tải tại đây!