第第八章 原吸收光譜分析ppt課件

1、儀器分析儀器分析-原子吸收光譜分析原子吸收光譜分析第八章第八章 原子吸收光譜分析原子吸收光譜分析 Atomic Absorption Spectrometry, AAS 儀器分析儀器分析-原子吸收光譜分析原子吸收光譜分析一、原子吸收光譜法一、原子吸收光譜法基于被測(cè)元素基態(tài)原子在蒸氣狀態(tài)對(duì)其原子共基于被測(cè)元素基態(tài)原子在蒸氣狀態(tài)對(duì)其原子共振輻射的吸收進(jìn)行元素定量分析的方法。振輻射的吸收進(jìn)行元素定量分析的方法。8-1 概述概述二、原子吸收光譜分析的基本過(guò)程：二、原子吸收光譜分析的基本過(guò)程：（1用該元素的銳線光源發(fā)射出特征輻射；用該元素的銳線光源發(fā)射出特征輻射；（2試樣在原子化器中被蒸發(fā)、解離為氣態(tài)基

2、態(tài)試樣在原子化器中被蒸發(fā)、解離為氣態(tài)基態(tài)原子；原子；（3當(dāng)元素的特征輻射通過(guò)該元素的氣態(tài)基態(tài)原當(dāng)元素的特征輻射通過(guò)該元素的氣態(tài)基態(tài)原子區(qū)時(shí)，部分光被蒸氣中基態(tài)原子吸收而減弱，子區(qū)時(shí)，部分光被蒸氣中基態(tài)原子吸收而減弱，通過(guò)單色器和檢測(cè)器測(cè)得特征譜線被減弱的程度通過(guò)單色器和檢測(cè)器測(cè)得特征譜線被減弱的程度，即吸光度，根據(jù)吸光度與被測(cè)元素的濃度成線，即吸光度，根據(jù)吸光度與被測(cè)元素的濃度成線性關(guān)系，從而進(jìn)行元素的定量分析。性關(guān)系，從而進(jìn)行元素的定量分析。儀器分析儀器分析-原子吸收光譜分析原子吸收光譜分析原子吸收光譜分析的常規(guī)模式原子吸收光譜分析的常規(guī)模式定量分析定量分析儀器分析儀器分析-原子吸收光譜分析

3、原子吸收光譜分析8-2 原子吸收光譜分析基本原理原子吸收光譜分析基本原理 一、共振線1、共振吸收線 使電子由基態(tài)躍遷到第一激發(fā)態(tài)所產(chǎn)生的吸收譜線稱(chēng)為共振吸收線也簡(jiǎn)稱(chēng)共振線）E0E1E2E3AB A 產(chǎn)生吸收光譜產(chǎn)生吸收光譜 B 產(chǎn)生發(fā)射光譜產(chǎn)生發(fā)射光譜 E0 基態(tài)能級(jí)基態(tài)能級(jí) E1、E2、E3、激發(fā)態(tài)能級(jí)、激發(fā)態(tài)能級(jí)儀器分析儀器分析-原子吸收光譜分析原子吸收光譜分析2 2、共振發(fā)射線、共振發(fā)射線 電子從基態(tài)躍遷到能量最低的激發(fā)態(tài)電子從基態(tài)躍遷到能量最低的激發(fā)態(tài)( (第一激發(fā)態(tài)第一激發(fā)態(tài)時(shí)需要吸收一定頻率的光，它再遷回基態(tài)時(shí)，則發(fā)時(shí)需要吸收一定頻率的光，它再遷回基態(tài)時(shí)，則發(fā)射出同樣頻率的光譜線）

4、，這種譜線稱(chēng)為共振發(fā)射出同樣頻率的光譜線），這種譜線稱(chēng)為共振發(fā)射線簡(jiǎn)稱(chēng)共振線）射線簡(jiǎn)稱(chēng)共振線） 3 3、元素的特征譜線、元素的特征譜線 各種元素的原子結(jié)構(gòu)和外層電子排布不同，各種元素的原子結(jié)構(gòu)和外層電子排布不同，基態(tài)基態(tài)第一激發(fā)態(tài)躍遷吸收能量不同，因而各第一激發(fā)態(tài)躍遷吸收能量不同，因而各種元素的共振線不同，各具有特征性。種元素的共振線不同，各具有特征性。 這種共這種共振線是元素的特征譜線。振線是元素的特征譜線。 二、譜線輪廓與譜線變寬1 1、譜線輪廓、譜線輪廓吸收線不是一條幾何線，而是具有一定寬度的譜線。吸收線不是一條幾何線，而是具有一定寬度的譜線。儀器分析儀器分析-原子吸收光譜分析原子吸收光

5、譜分析 將不同頻率的光強(qiáng)度為將不同頻率的光強(qiáng)度為I0vI0v通過(guò)厚度為通過(guò)厚度為L(zhǎng) L的原子蒸氣，的原子蒸氣，一部分光被吸收，在原子蒸氣的濃度一定時(shí)，其透過(guò)光的強(qiáng)度一部分光被吸收，在原子蒸氣的濃度一定時(shí)，其透過(guò)光的強(qiáng)度IvIv與原子蒸氣的厚度的關(guān)系為與原子蒸氣的厚度的關(guān)系為 2 2、吸收線的半寬度、吸收線的半寬度LKvvveII0L原子蒸氣原子蒸氣IvI0vKvKv為原子蒸氣對(duì)頻率為為原子蒸氣對(duì)頻率為V V的光的吸收系數(shù)。的光的吸收系數(shù)。儀器分析儀器分析-原子吸收光譜分析原子吸收光譜分析若將吸收系數(shù)若將吸收系數(shù)Kv隨頻率的變化關(guān)系作圖得隨頻率的變化關(guān)系作圖得中心頻率中心頻率O峰值頻率）峰值頻率

6、）:最大吸收系數(shù)對(duì)應(yīng)的頻率或波長(zhǎng)最大吸收系數(shù)對(duì)應(yīng)的頻率或波長(zhǎng);半寬度半寬度 ：指最大吸收一半處的寬度。譜線的寬度常用半：指最大吸收一半處的寬度。譜線的寬度常用半寬度表示寬度表示儀器分析儀器分析-原子吸收光譜分析原子吸收光譜分析三、吸收線寬度的影響因素吸收線變寬的原因）三、吸收線寬度的影響因素吸收線變寬的原因）吸收線的寬度受多種因素影響，一類(lèi)是由原子性質(zhì)所決定，另吸收線的寬度受多種因素影響，一類(lèi)是由原子性質(zhì)所決定，另一類(lèi)是外界因素。一類(lèi)是外界因素。1、自然寬度、自然寬度 N 無(wú)外界因素影響時(shí)，譜線固有的寬度叫自然寬度。無(wú)外界因素影響時(shí)，譜線固有的寬度叫自然寬度。 自然寬度與激發(fā)態(tài)原子的平均壽命有

7、關(guān)。一般約自然寬度與激發(fā)態(tài)原子的平均壽命有關(guān)。一般約10-5nm。 照射光具有一定的寬度。照射光具有一定的寬度。 與其他變寬相比可完全忽略。與其他變寬相比可完全忽略。2、多普勒變寬熱變寬）、多普勒變寬熱變寬） D是由于原子在空間作無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)所引起的，又稱(chēng)為熱變寬。是由于原子在空間作無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)所引起的，又稱(chēng)為熱變寬。熱變寬引起的寬度為熱變寬引起的寬度為10-3nm數(shù)量級(jí)，是譜線變寬的一種主要數(shù)量級(jí)，是譜線變寬的一種主要因素因素 儀器分析儀器分析-原子吸收光譜分析原子吸收光譜分析多普勒效應(yīng)：一個(gè)運(yùn)動(dòng)著的原子發(fā)出的光，如果運(yùn)動(dòng)方向離開(kāi)多普勒效應(yīng)：一個(gè)運(yùn)動(dòng)著的原子發(fā)出的光，如果運(yùn)動(dòng)方向離開(kāi)觀察者接

8、受器），則在觀察者看來(lái)，其頻率較靜止原子所發(fā)觀察者接受器），則在觀察者看來(lái)，其頻率較靜止原子所發(fā)的頻率低，反之，則高。的頻率低，反之，則高。DETECTORVVn0n0 Dnn0 + Dn儀器分析儀器分析-原子吸收光譜分析原子吸收光譜分析多普勒變寬與吸收原子自身的相對(duì)原子質(zhì)量的平方根成反比，多普勒變寬與吸收原子自身的相對(duì)原子質(zhì)量的平方根成反比，與火焰的溫度平方根成正比，與譜線頻率有關(guān)。與火焰的溫度平方根成正比，與譜線頻率有關(guān)。變寬程度變寬程度 MTVV07D10162. 7 D D 3 3、壓力變寬、壓力變寬 由于原子相互碰撞使能級(jí)發(fā)生稍微變化引起的變寬，又稱(chēng)為碰撞Collisional br

9、oadening變寬。它是由于碰撞使激發(fā)態(tài)壽命變短所致。外加壓力越大，濃度越大，變寬越顯著。根據(jù)碰撞粒子不同可分為兩類(lèi)： 儀器分析儀器分析-原子吸收光譜分析原子吸收光譜分析1 1） Lorentz Lorentz 變寬勞倫茲變寬）變寬勞倫茲變寬） L L ： 待測(cè)原子與其它粒子之間的碰撞。變寬在待測(cè)原子與其它粒子之間的碰撞。變寬在10-3nm10-3nm。2 2） Holtzmark Holtzmark 變寬赫魯茲馬克變寬，又稱(chēng)共振變寬）：變寬赫魯茲馬克變寬，又稱(chēng)共振變寬）： 同種待測(cè)原子之間的碰撞，又稱(chēng)共振變寬；但由于同種待測(cè)原子之間的碰撞，又稱(chēng)共振變寬；但由于AAS AAS 分析分析時(shí)，待

10、測(cè)物濃度很低，該變寬可忽略。時(shí)，待測(cè)物濃度很低，該變寬可忽略。 壓力變寬通常指的是勞倫茲變寬，變寬程度由下壓力變寬通常指的是勞倫茲變寬，變寬程度由下式?jīng)Q定：式?jīng)Q定：)11(22NA2NA20MrArRTpn nL+DsNANA是阿伏加德羅常數(shù)，是阿伏加德羅常數(shù)， 2 2是碰撞的有效面積，是碰撞的有效面積，p p為外界的大氣壓，為外界的大氣壓，A A和和M M分別分別為外界氣體的相對(duì)分子質(zhì)量或相對(duì)原子質(zhì)量和待測(cè)元素的相對(duì)原子質(zhì)量。勞為外界氣體的相對(duì)分子質(zhì)量或相對(duì)原子質(zhì)量和待測(cè)元素的相對(duì)原子質(zhì)量。勞倫茲變寬隨有效截面積倫茲變寬隨有效截面積2 2和氣體壓力和氣體壓力P P增大而增大，隨溫度、粒子的質(zhì)

11、量增增大而增大，隨溫度、粒子的質(zhì)量增大而減小。溫度對(duì)多普勒變寬的影響正好相反。大而減小。溫度對(duì)多普勒變寬的影響正好相反。 寬度與多普勒變寬為同一數(shù)量級(jí)寬度與多普勒變寬為同一數(shù)量級(jí)10-3nm10-3nm儀器分析儀器分析-原子吸收光譜分析原子吸收光譜分析4、自吸變寬、自吸變寬 光源空心陰極燈發(fā)射的共振線被燈內(nèi)同種基態(tài)原光源空心陰極燈發(fā)射的共振線被燈內(nèi)同種基態(tài)原子所吸收產(chǎn)生自吸現(xiàn)象。燈電流越大，自吸現(xiàn)象越子所吸收產(chǎn)生自吸現(xiàn)象。燈電流越大，自吸現(xiàn)象越嚴(yán)重。嚴(yán)重。5、場(chǎng)致變寬、場(chǎng)致變寬 外界電場(chǎng)、帶電粒子、離子形成的電場(chǎng)及磁場(chǎng)的外界電場(chǎng)、帶電粒子、離子形成的電場(chǎng)及磁場(chǎng)的作用使譜線變寬的現(xiàn)象；影響較??；

12、作用使譜線變寬的現(xiàn)象；影響較?。?在一定條件下，譜線變寬主要受熱變寬和壓力變寬在一定條件下，譜線變寬主要受熱變寬和壓力變寬的影響。當(dāng)氣相中與待測(cè)原子共存的其它粒子濃度的影響。當(dāng)氣相中與待測(cè)原子共存的其它粒子濃度很小時(shí)，以熱變寬為主。很小時(shí)，以熱變寬為主。 儀器分析儀器分析-原子吸收光譜分析原子吸收光譜分析四、定量基礎(chǔ)四、定量基礎(chǔ) 1、積分吸收、積分吸收 將原子蒸氣吸收的全部能量稱(chēng)為積分吸收，即吸收線下面所將原子蒸氣吸收的全部能量稱(chēng)為積分吸收，即吸收線下面所包括的全部面積包括的全部面積fNmcevKv02d+式中，式中，e為電子電荷，為電子電荷，m為電子質(zhì)量，為電子質(zhì)量，c為光速，為光速，No為

13、單位體積原為單位體積原子蒸氣中吸收輻射的基態(tài)原子數(shù)，亦即基態(tài)原子密度，子蒸氣中吸收輻射的基態(tài)原子數(shù)，亦即基態(tài)原子密度，f為振子為振子強(qiáng)度，代表每個(gè)原子中能夠吸收或發(fā)射特定頻率光的平均電子強(qiáng)度，代表每個(gè)原子中能夠吸收或發(fā)射特定頻率光的平均電子數(shù)，在一定條件下對(duì)一定元素，數(shù)，在一定條件下對(duì)一定元素，f可視為一定值。可視為一定值。積分吸收與單位體積原子蒸氣中吸收輻射的原子數(shù)目成正比。積分吸收與單位體積原子蒸氣中吸收輻射的原子數(shù)目成正比。但原子吸收線的半寬度很小，要測(cè)積分吸收需要分辨率高達(dá)但原子吸收線的半寬度很小，要測(cè)積分吸收需要分辨率高達(dá)五十萬(wàn)的單色器，目前的技術(shù)難以做到。若吸收線輪廓單純五十萬(wàn)的單

14、色器，目前的技術(shù)難以做到。若吸收線輪廓單純?nèi)Q于多普勒變寬，那么取決于多普勒變寬，那么2、峰值吸收、峰值吸收 使用銳線光源進(jìn)行測(cè)量，峰值吸收系數(shù)使用銳線光源進(jìn)行測(cè)量，峰值吸收系數(shù)K0與譜線的寬度有關(guān)。與譜線的寬度有關(guān)。所謂銳線光源就是能發(fā)射出譜線半寬度很窄的發(fā)射線的光源。所謂銳線光源就是能發(fā)射出譜線半寬度很窄的發(fā)射線的光源。儀器分析儀器分析-原子吸收光譜分析原子吸收光譜分析fNmcevKD0202ln2D將上式帶入朗伯比爾定律中得到將上式帶入朗伯比爾定律中得到 002D02ln24343. 04343. 0kLNfLNmceLKADn由于由于N0 Nc（ N0基態(tài)原子數(shù)，基態(tài)原子數(shù)，N原子總數(shù)

15、，原子總數(shù)，c 待測(cè)元素濃度）待測(cè)元素濃度）所以：所以：A=KLN0=KLN=Kc 這表明當(dāng)吸收厚度一定，在一定的工作條件下這表明當(dāng)吸收厚度一定，在一定的工作條件下，峰值吸收測(cè)量的吸光度與被測(cè)元素的含量成正比，峰值吸收測(cè)量的吸光度與被測(cè)元素的含量成正比。這是原子吸收光譜定量分析法的基礎(chǔ)。這是原子吸收光譜定量分析法的基礎(chǔ)。儀器分析儀器分析-原子吸收光譜分析原子吸收光譜分析3、基態(tài)原子數(shù)與原子吸收的定量基礎(chǔ)、基態(tài)原子數(shù)與原子吸收的定量基礎(chǔ) 待測(cè)元素在進(jìn)行原子化時(shí)，其中必有一部分原子吸待測(cè)元素在進(jìn)行原子化時(shí)，其中必有一部分原子吸收了較多的能量而處于激發(fā)態(tài)，據(jù)熱力學(xué)原理，當(dāng)在一收了較多的能量而處于激發(fā)

16、態(tài)，據(jù)熱力學(xué)原理，當(dāng)在一定溫度下處于熱力學(xué)平衡時(shí)，激發(fā)態(tài)原子數(shù)與基態(tài)原子定溫度下處于熱力學(xué)平衡時(shí)，激發(fā)態(tài)原子數(shù)與基態(tài)原子數(shù)之比服從玻耳茲曼（數(shù)之比服從玻耳茲曼（ Boltzmann） 分配定律：分配定律：kT/ )EE(0j0j0jeppNNkThvjkTEjjeppeppNNj/0/00Nj和N0分別為單位體積內(nèi)激發(fā)態(tài)和基態(tài)的原子數(shù)，Pj和P0分別為激發(fā)態(tài)和基態(tài)能級(jí)的統(tǒng)計(jì)權(quán)重，k為玻耳茲曼常數(shù)，T為熱力學(xué)溫度。可見(jiàn)，Nj/N0 的大小主要與“波長(zhǎng)及“溫度有關(guān)。儀器分析儀器分析-原子吸收光譜分析原子吸收光譜分析8-3 原子吸收分光光度計(jì)原子吸收分光光度計(jì)原子吸收分光光度計(jì)又叫原子吸收光譜儀。原

17、子吸收分光光度計(jì)又叫原子吸收光譜儀。按照原子化方式不同可分為火焰原子化型和非火焰按照原子化方式不同可分為火焰原子化型和非火焰原子化型原子化型按照入射光不同可分為單光束原子吸收分光光度計(jì)按照入射光不同可分為單光束原子吸收分光光度計(jì)和雙光束原子吸收分光光度計(jì)和雙光束原子吸收分光光度計(jì) 儀器分析儀器分析-原子吸收光譜分析原子吸收光譜分析儀器分析儀器分析-原子吸收光譜分析原子吸收光譜分析儀器分析儀器分析-原子吸收光譜分析原子吸收光譜分析原子吸收分光光度計(jì)基本構(gòu)造示意圖原子吸收分光光度計(jì)基本構(gòu)造示意圖儀器分析儀器分析-原子吸收光譜分析原子吸收光譜分析一、流程一、流程特點(diǎn)特點(diǎn)(1)采用銳線光源采用銳線光源

18、(2)單色器在火焰與檢測(cè)器之間單色器在火焰與檢測(cè)器之間(3)原子化系統(tǒng)原子化系統(tǒng)儀器分析儀器分析-原子吸收光譜分析原子吸收光譜分析二、光源二、光源作用作用 提供待測(cè)元素的特征光譜。獲得較高的靈敏度和提供待測(cè)元素的特征光譜。獲得較高的靈敏度和準(zhǔn)確度。準(zhǔn)確度。 光源應(yīng)滿足如下要求：光源應(yīng)滿足如下要求：（1能發(fā)射待測(cè)元素的共振線，并具有足夠的強(qiáng)能發(fā)射待測(cè)元素的共振線，并具有足夠的強(qiáng)度；度；（2能發(fā)射銳線，否則測(cè)出的不是峰值吸收；能發(fā)射銳線，否則測(cè)出的不是峰值吸收；（3輻射光強(qiáng)度穩(wěn)定性好且背景小。輻射光強(qiáng)度穩(wěn)定性好且背景小。 常用的有空心陰極燈，無(wú)極放電燈等。空心陰常用的有空心陰極燈，無(wú)極放電燈等。空

19、心陰極燈發(fā)光強(qiáng)度大，輸出光譜穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作極燈發(fā)光強(qiáng)度大，輸出光譜穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，獲得廣泛的應(yīng)用。方便，獲得廣泛的應(yīng)用。儀器分析儀器分析-原子吸收光譜分析原子吸收光譜分析 資料：資料： 它是一個(gè)封閉的氣體放電管。用被測(cè)元素純金屬或它是一個(gè)封閉的氣體放電管。用被測(cè)元素純金屬或合金制成圓柱形空心陰極，用鎢、鈦或鋯做成陽(yáng)極。燈內(nèi)充合金制成圓柱形空心陰極，用鎢、鈦或鋯做成陽(yáng)極。燈內(nèi)充N(xiāo)eNe或或ArAr惰性氣體，壓力為數(shù)百帕。發(fā)射線波長(zhǎng)在惰性氣體，壓力為數(shù)百帕。發(fā)射線波長(zhǎng)在370.0nm370.0nm以以下的用石英窗口，下的用石英窗口，370.0nm370.0nm以上的用光學(xué)玻璃窗口。

20、以上的用光學(xué)玻璃窗口?？招年帢O燈：空心陰極燈：儀器分析儀器分析-原子吸收光譜分析原子吸收光譜分析儀器分析儀器分析-原子吸收光譜分析原子吸收光譜分析作用原理 施加適當(dāng)電壓時(shí)，電子將從空心陰極內(nèi)壁流向陽(yáng)極施加適當(dāng)電壓時(shí)，電子將從空心陰極內(nèi)壁流向陽(yáng)極; ;與充入的惰性氣體碰撞而使之電離，產(chǎn)生正電荷，其在電場(chǎng)與充入的惰性氣體碰撞而使之電離，產(chǎn)生正電荷，其在電場(chǎng)作用下，向陰極內(nèi)壁猛烈轟擊作用下，向陰極內(nèi)壁猛烈轟擊; ;使陰極表面的金屬原子濺射使陰極表面的金屬原子濺射出來(lái)，濺射出來(lái)的金屬原子再與電子、惰性氣體原子及離子出來(lái)，濺射出來(lái)的金屬原子再與電子、惰性氣體原子及離子發(fā)生撞碰而被激發(fā)，于是陰極內(nèi)輝光中便

21、出現(xiàn)了陰極物質(zhì)和發(fā)生撞碰而被激發(fā)，于是陰極內(nèi)輝光中便出現(xiàn)了陰極物質(zhì)和內(nèi)充惰性氣體的光譜。內(nèi)充惰性氣體的光譜。 類(lèi)型類(lèi)型: 可制成單元素?zé)?、多元素?zé)?，但多元素?zé)糇V線干擾大，可制成單元素?zé)?、多元素?zé)簦嘣責(zé)糇V線干擾大，價(jià)格貴使用受限制。價(jià)格貴使用受限制。 工作條件工作條件 燈電流：空心陰極燈的光強(qiáng)度和穩(wěn)定性與燈電流有關(guān)，增燈電流：空心陰極燈的光強(qiáng)度和穩(wěn)定性與燈電流有關(guān)，增大燈的工作電流，可增加發(fā)射強(qiáng)度，但太大，溫度上升，大燈的工作電流，可增加發(fā)射強(qiáng)度，但太大，溫度上升，熱變寬增加，譜線變寬，壽命縮短；燈電流過(guò)低，光強(qiáng)度熱變寬增加，譜線變寬，壽命縮短；燈電流過(guò)低，光強(qiáng)度減弱，導(dǎo)致穩(wěn)定性信噪比下降

22、。減弱，導(dǎo)致穩(wěn)定性信噪比下降。 儀器分析儀器分析-原子吸收光譜分析原子吸收光譜分析 燈工作電流一般在燈工作電流一般在120mA，根據(jù)情況選擇合，根據(jù)情況選擇合適的燈電流，滿足要求的情況下，選用較低的工適的燈電流，滿足要求的情況下，選用較低的工作電流。作電流。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：（1輻射光強(qiáng)度大，穩(wěn)定，譜線窄，燈容易更換。輻射光強(qiáng)度大，穩(wěn)定，譜線窄，燈容易更換。（2每測(cè)一種元素需更換相應(yīng)的燈。每測(cè)一種元素需更換相應(yīng)的燈。三、原子化系統(tǒng)1 1、作用：將試樣中待測(cè)元素轉(zhuǎn)變成原子蒸氣、作用：將試樣中待測(cè)元素轉(zhuǎn)變成原子蒸氣2、 原子化方法原子化方法火焰原子化法和非火焰原子化法火焰原子化法和非火焰原子化法 前者

23、具有簡(jiǎn)單，快速，對(duì)大多數(shù)元素有較高的靈敏度和檢測(cè)限的優(yōu)點(diǎn)，因而至今使用仍最廣泛。但近年來(lái)，無(wú)火焰原子化技術(shù)有了很大改進(jìn)，它比火焰原子化技術(shù)具有較高的原子化效率、靈敏度和檢測(cè)限，因而發(fā)展很快。儀器分析儀器分析-原子吸收光譜分析原子吸收光譜分析1. 火焰原子化裝置火焰原子化裝置霧化器和燃燒器。霧化器和燃燒器。 （1霧化器霧化器它的作用是將試液它的作用是將試液霧化霧化 對(duì)霧化器的要求：霧化效率對(duì)霧化器的要求：霧化效率高高(一般為一般為10%-12%)，霧滴細(xì)，霧滴細(xì)，噴霧穩(wěn)定。噴霧穩(wěn)定。 當(dāng)助燃?xì)庖砸欢▔毫Ω咚購(gòu)漠?dāng)助燃?xì)庖砸欢▔毫Ω咚購(gòu)膰娮熘袊姵鰰r(shí)，毛細(xì)管尖端產(chǎn)生噴嘴中噴出時(shí)，毛細(xì)管尖端產(chǎn)生負(fù)壓，將

24、試液吸上來(lái)經(jīng)噴霧器形負(fù)壓，將試液吸上來(lái)經(jīng)噴霧器形成霧珠，較大的霧珠在撞擊球上成霧珠，較大的霧珠在撞擊球上撞成更小的霧珠，較小的霧珠在撞成更小的霧珠，較小的霧珠在混合器中與助燃?xì)?、燃?xì)饣旌虾蠡旌掀髦信c助燃?xì)?、燃?xì)饣旌虾筮M(jìn)入燃燒器燃燒，大的霧珠冷凝進(jìn)入燃燒器燃燒，大的霧珠冷凝后沿廢液管流出后沿廢液管流出儀器分析儀器分析-原子吸收光譜分析原子吸收光譜分析主要缺點(diǎn)：霧化主要缺點(diǎn)：霧化效率低。效率低。氣動(dòng)同軸型霧化器氣動(dòng)同軸型霧化器（2燃燒器燃燒器 全消耗型燃燒器全消耗型燃燒器 將試液直接噴入火焰將試液直接噴入火焰預(yù)混和型燃燒器預(yù)混和型燃燒器 是用霧化器將試液霧化，在霧化室預(yù)混和室內(nèi)將較大是用霧化器將試

25、液霧化，在霧化室預(yù)混和室內(nèi)將較大的霧滴除去，使試液的霧滴均勻化，然后再噴入火焰。的霧滴除去，使試液的霧滴均勻化，然后再噴入火焰。 儀器分析儀器分析-原子吸收光譜分析原子吸收光譜分析（3 3火焰火焰 火焰的作用是提供能量使試樣霧滴在火焰中，經(jīng)蒸發(fā)，枯燥，離解復(fù)原等過(guò)程產(chǎn)生大量基態(tài)原子。 火焰溫度的選擇：火焰溫度的選擇： （a保證待測(cè)元素充分離解為基態(tài)原子的前提下，盡量采保證待測(cè)元素充分離解為基態(tài)原子的前提下，盡量采用低溫火焰；用低溫火焰； （b火焰溫度越高，產(chǎn)生激發(fā)態(tài)原子越多，電離度增加；火焰溫度越高，產(chǎn)生激發(fā)態(tài)原子越多，電離度增加； （c火焰溫度取決于燃?xì)馀c助燃?xì)忸?lèi)型，常用空氣火焰溫度取決于燃

26、氣與助燃?xì)忸?lèi)型，常用空氣-乙炔最乙炔最高溫度高溫度2600K能測(cè)能測(cè)35種元素。但紫外短波區(qū)吸收較大。種元素。但紫外短波區(qū)吸收較大。 火焰類(lèi)型火焰類(lèi)型儀器分析儀器分析-原子吸收光譜分析原子吸收光譜分析 化學(xué)計(jì)量火焰：燃助比化學(xué)計(jì)量火焰：燃助比 1:4 1:4 溫度高，干擾少，穩(wěn)定，背景低，常用。溫度高，干擾少，穩(wěn)定，背景低，常用。 富燃火焰：燃助比大于富燃火焰：燃助比大于 1:3 1:3 還原性火焰，燃燒不完全，測(cè)定較易形成難熔氧化還原性火焰，燃燒不完全，測(cè)定較易形成難熔氧化物的元素物的元素MoMo、CrCr、稀土等。、稀土等。P242P242 貧燃火焰：燃助比小于貧燃火焰：燃助比小于 1:6

27、 1:6 火焰溫度高，燃燒充分，能產(chǎn)生原子吸收的區(qū)域較火焰溫度高，燃燒充分，能產(chǎn)生原子吸收的區(qū)域較窄，還原性差，適用于不易氧化的元素如堿金屬及窄，還原性差，適用于不易氧化的元素如堿金屬及AgAgCuCuNiNiCoCoPdPd等。等。儀器分析儀器分析-原子吸收光譜分析原子吸收光譜分析常見(jiàn)類(lèi)型火焰及溫度常見(jiàn)類(lèi)型火焰及溫度儀器分析儀器分析-原子吸收光譜分析原子吸收光譜分析火焰種類(lèi)及對(duì)光的吸收火焰種類(lèi)及對(duì)光的吸收 選擇火焰時(shí)，還應(yīng)考慮火焰本身對(duì)光的吸收。根據(jù)待測(cè)元選擇火焰時(shí)，還應(yīng)考慮火焰本身對(duì)光的吸收。根據(jù)待測(cè)元素的共振線，選擇不同的火焰，可避開(kāi)干擾：素的共振線，選擇不同的火焰，可避開(kāi)干擾： 例：例

28、：As的共振線的共振線193.7nm由圖可見(jiàn)，采用空氣由圖可見(jiàn)，采用空氣-乙炔火乙炔火焰時(shí)，火焰產(chǎn)生吸收，而選氫焰時(shí)，火焰產(chǎn)生吸收，而選氫-空氣或氬空氣或氬-氫氣火焰；氫氣火焰；空氣空氣-乙炔火焰：最常用；可乙炔火焰：最常用；可測(cè)定測(cè)定30多種元素；多種元素；N2O-乙炔火焰：火焰溫度乙炔火焰：火焰溫度高，可測(cè)定的增加到高，可測(cè)定的增加到70多種。多種。儀器分析儀器分析-原子吸收光譜分析原子吸收光譜分析火焰原子化系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)火焰原子化系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：火焰原子吸收法裝置不太復(fù)雜，操作方便快速，測(cè)定精優(yōu)點(diǎn)：火焰原子吸收法裝置不太復(fù)雜，操作方便快速，測(cè)定精度好，已經(jīng)成為完善和定型的方法，廣泛用于

29、常規(guī)分析。度好，已經(jīng)成為完善和定型的方法，廣泛用于常規(guī)分析。儀器分析儀器分析-原子吸收光譜分析原子吸收光譜分析2、石墨爐原子化裝置儀器分析儀器分析-原子吸收光譜分析原子吸收光譜分析（1構(gòu)造構(gòu)造 外氣路中外氣路中Ar氣體沿石墨管外壁流動(dòng)，冷卻保護(hù)石氣體沿石墨管外壁流動(dòng)，冷卻保護(hù)石墨管；內(nèi)氣路中墨管；內(nèi)氣路中Ar氣體由管兩端流向管中心，從中氣體由管兩端流向管中心，從中心孔流出，用來(lái)保護(hù)原子不被氧化，同時(shí)排除干燥心孔流出，用來(lái)保護(hù)原子不被氧化，同時(shí)排除干燥和灰化過(guò)程中產(chǎn)生的蒸氣。和灰化過(guò)程中產(chǎn)生的蒸氣。儀器分析儀器分析-原子吸收光譜分析原子吸收光譜分析（2原子化過(guò)程原子化過(guò)程原子化過(guò)程分為干燥、灰化

30、去除基體）、原子化、凈化原子化過(guò)程分為干燥、灰化去除基體）、原子化、凈化去除殘?jiān)┤コ龤堅(jiān)?四個(gè)階段，待測(cè)元素在高溫下生成基態(tài)原子。四個(gè)階段，待測(cè)元素在高溫下生成基態(tài)原子。儀器分析儀器分析-原子吸收光譜分析原子吸收光譜分析 枯燥：目的是蒸發(fā)除去溶劑，或樣品中揮發(fā)性較大的組分。 灰化：目的是在較高溫度下，不損失被測(cè)元素的前提下，進(jìn)一步去除有機(jī)物或低沸點(diǎn)的無(wú)機(jī)物，以減少基體組分對(duì)待測(cè)元素的干擾。 原子化：施加大功率于石墨爐上，使待測(cè)殘?jiān)艿酵蝗坏墓β拭}沖，從而原子化。 凈化：用較高溫度除去殘留在管內(nèi)的殘?jiān)?儀器分析儀器分析-原子吸收光譜分析原子吸收光譜分析儀器分析儀器分析-原子吸收光譜分析原子

31、吸收光譜分析石墨爐原子化器自動(dòng)進(jìn)樣系統(tǒng)石墨爐原子化器自動(dòng)進(jìn)樣系統(tǒng)儀器分析儀器分析-原子吸收光譜分析原子吸收光譜分析石墨爐原子化法的特點(diǎn)石墨爐原子化法的特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 檢出限很低，對(duì)許多元素的測(cè)定比火焰法低檢出限很低，對(duì)許多元素的測(cè)定比火焰法低2-32-3個(gè)數(shù)個(gè)數(shù)量級(jí)。該法的利用率達(dá)量級(jí)。該法的利用率達(dá)100%100%，并且不被稀釋?zhuān)軌蛟诤?，并且不被稀釋?zhuān)軌蛟诤芏痰臅r(shí)間獲得較高濃度的基態(tài)原子并能有較長(zhǎng)的停留時(shí)短的時(shí)間獲得較高濃度的基態(tài)原子并能有較長(zhǎng)的停留時(shí)間間0.1-1s0.1-1s） 試樣用量少，每次測(cè)定僅需試樣用量少，每次測(cè)定僅需5-100 5-100 L L。 能夠在原子化器內(nèi)處理

32、很大的試樣，便于通過(guò)控制升能夠在原子化器內(nèi)處理很大的試樣，便于通過(guò)控制升溫條件，提高測(cè)定的選擇性和靈敏度。溫條件，提高測(cè)定的選擇性和靈敏度。 能直接進(jìn)行粘度很大的樣液、懸浮液和固體樣品的分能直接進(jìn)行粘度很大的樣液、懸浮液和固體樣品的分析。析。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 由于干擾大，必須有扣除背景裝置，設(shè)備比火焰法復(fù)由于干擾大，必須有扣除背景裝置，設(shè)備比火焰法復(fù)雜、昂貴；雜、昂貴； 測(cè)定的精密度較差相對(duì)偏差約等于測(cè)定的精密度較差相對(duì)偏差約等于3%3%）；）； 分析所需的時(shí)間比火焰法要長(zhǎng)。分析所需的時(shí)間比火焰法要長(zhǎng)。儀器分析儀器分析-原子吸收光譜分析原子吸收光譜分析3、其他原子化方法 （1低溫原子化方法低溫原子

33、化方法 主要是氫化物原子化方法，原子化溫度主要是氫化物原子化方法，原子化溫度700900C ； 主要應(yīng)用于：主要應(yīng)用于：As、Sb、Bi、Sn、Ge、Se、Pb、Ti等元素等元素 原理：在酸性介質(zhì)中，與強(qiáng)還原劑硼氫化鈉反應(yīng)生成氣態(tài)原理：在酸性介質(zhì)中，與強(qiáng)還原劑硼氫化鈉反應(yīng)生成氣態(tài)氫化物。氫化物。 AsCl3+4NaBH4 + HCl +8H2O = AsH3 +4NaCl +4HBO2+13H2 將待測(cè)試樣在專(zhuān)門(mén)的氫化物生成器中產(chǎn)生氫化物，送入原將待測(cè)試樣在專(zhuān)門(mén)的氫化物生成器中產(chǎn)生氫化物，送入原子化器中檢測(cè)。子化器中檢測(cè)。 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 原子化溫度低原子化溫度低 ； 靈敏度高對(duì)砷、硒可達(dá)靈敏度

34、高對(duì)砷、硒可達(dá)10-9g）；）；基體干擾和化學(xué)干擾小；基體干擾和化學(xué)干擾?。?儀器分析儀器分析-原子吸收光譜分析原子吸收光譜分析（2 2冷原子化法冷原子化法 主要應(yīng)用于：各種試樣中主要應(yīng)用于：各種試樣中Hg元素的測(cè)量；元素的測(cè)量； 原理：原理： 將試樣中的汞離子用將試樣中的汞離子用SnCl2或鹽酸羥胺完全還原或鹽酸羥胺完全還原為金屬汞后，用氣流將汞蒸氣帶入具有石英窗的氣體測(cè)量管為金屬汞后，用氣流將汞蒸氣帶入具有石英窗的氣體測(cè)量管中進(jìn)行吸光度測(cè)量。中進(jìn)行吸光度測(cè)量。 特點(diǎn)：常溫測(cè)量；特點(diǎn)：常溫測(cè)量； 靈敏度、準(zhǔn)確度較高可達(dá)靈敏度、準(zhǔn)確度較高可達(dá)10-8g汞）；汞）；儀器分析儀器分析-原子吸收光譜

35、分析原子吸收光譜分析四、單色器四、單色器 1、作用 將待測(cè)元素的共振線與鄰近線分開(kāi)。 2、組件 色散元件棱鏡、光柵），凹凸鏡、狹縫等。 3、單色器性能參數(shù) （1線色散率D） 兩條譜線間的距離與波長(zhǎng)差的比值X/。實(shí)際工作中常用其倒數(shù) /X （2分辨率 儀器分開(kāi)相鄰兩條譜線的能力。用該兩條譜線的平均波長(zhǎng)與其波長(zhǎng)差的比值/表示。 儀器分析儀器分析-原子吸收光譜分析原子吸收光譜分析（3通帶寬度通帶寬度W） 若光強(qiáng)度一定，就要選用合適的光柵色散率與若光強(qiáng)度一定，就要選用合適的光柵色散率與狹縫寬度配合，構(gòu)成適于測(cè)定的通帶或帶寬來(lái)狹縫寬度配合，構(gòu)成適于測(cè)定的通帶或帶寬來(lái)滿足上述要求。通帶是由色散元件的色散率

36、與入射滿足上述要求。通帶是由色散元件的色散率與入射狹縫寬度決定的，其表達(dá)式如下狹縫寬度決定的，其表達(dá)式如下 W=DS 10-3W為單色器的通帶寬度為單色器的通帶寬度nm），），D為光柵線色散率的為光柵線色散率的倒數(shù)倒數(shù)nmmm-1），），S為狹縫寬度為狹縫寬度um）。）。儀器分析儀器分析-原子吸收光譜分析原子吸收光譜分析五、檢測(cè)系統(tǒng)五、檢測(cè)系統(tǒng)主要由檢測(cè)器、放大器、對(duì)數(shù)變換器、顯示記錄裝置組成。主要由檢測(cè)器、放大器、對(duì)數(shù)變換器、顯示記錄裝置組成。1、檢測(cè)器：、檢測(cè)器： 將單色器分出的光信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)。將單色器分出的光信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)。 如：光電池、光電倍增管、光敏晶體管等。如：光電池、光電倍

37、增管、光敏晶體管等。 分光后的光照射到光敏陰極分光后的光照射到光敏陰極K上，轟擊出的光電子又射向上，轟擊出的光電子又射向光敏陰極光敏陰極1，轟擊出更多的光電子，依次倍增，在最后放出的，轟擊出更多的光電子，依次倍增，在最后放出的光電子比最初多到光電子比最初多到106倍以上，最大電流可達(dá)倍以上，最大電流可達(dá) 10A，電流經(jīng)，電流經(jīng)負(fù)載電阻轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)送入放大器。負(fù)載電阻轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)送入放大器。P247 2、放大器：將光電倍增管輸出的較弱信號(hào)，經(jīng)電子線路進(jìn)、放大器：將光電倍增管輸出的較弱信號(hào)，經(jīng)電子線路進(jìn)一步放大。一步放大。 3.對(duì)數(shù)變換器：光強(qiáng)度與吸光度之間的轉(zhuǎn)換。對(duì)數(shù)變換器：光強(qiáng)度與吸光度之

38、間的轉(zhuǎn)換。 4.顯示、記錄顯示、記錄 新儀器配置：原子吸收計(jì)算機(jī)工作站新儀器配置：原子吸收計(jì)算機(jī)工作站儀器分析儀器分析-原子吸收光譜分析原子吸收光譜分析六、儀器的類(lèi)型六、儀器的類(lèi)型單光束與雙光束型原子吸收分光光度計(jì)單光束與雙光束型原子吸收分光光度計(jì) 儀器分析儀器分析-原子吸收光譜分析原子吸收光譜分析單光束型單光束型 儀器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，價(jià)格低，但不能消除光源波動(dòng)儀器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，價(jià)格低，但不能消除光源波動(dòng)造成的影響基線漂移空心陰極燈預(yù)熱時(shí)間長(zhǎng)造成的影響基線漂移空心陰極燈預(yù)熱時(shí)間長(zhǎng)雙光束型雙光束型 光源的任何漂移都可由參比光束的作用而得到補(bǔ)償，空光源的任何漂移都可由參比光束的作用而得到補(bǔ)償

39、，空心陰極燈不需預(yù)熱即可工作。心陰極燈不需預(yù)熱即可工作。儀器分析儀器分析-原子吸收光譜分析原子吸收光譜分析8-4 原子吸收光譜定量分析原子吸收光譜定量分析 一、定量分析方法一、定量分析方法 定量分析的基礎(chǔ)是朗伯比爾定律。定量分析的基礎(chǔ)是朗伯比爾定律。A=KC, 在一定條件下，在一定條件下，A與與C呈線形關(guān)系，呈線形關(guān)系，可采用標(biāo)準(zhǔn)曲線法、標(biāo)準(zhǔn)加入法。可采用標(biāo)準(zhǔn)曲線法、標(biāo)準(zhǔn)加入法。1、標(biāo)準(zhǔn)曲線法、標(biāo)準(zhǔn)曲線法 配一系列基體相同的不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，配一系列基體相同的不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，以空白溶液為參比，在選定的條件下測(cè)標(biāo)準(zhǔn)以空白溶液為參比，在選定的條件下測(cè)標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度。以溶液的吸光度。以A為縱

40、坐標(biāo)，為縱坐標(biāo)，c為橫坐標(biāo)，為橫坐標(biāo)，繪制繪制Ac標(biāo)準(zhǔn)曲線，在相同條件下，測(cè)樣品標(biāo)準(zhǔn)曲線，在相同條件下，測(cè)樣品的的Ax,從標(biāo)準(zhǔn)曲線求出未知樣品中待測(cè)元素的從標(biāo)準(zhǔn)曲線求出未知樣品中待測(cè)元素的含量。含量。 編號(hào)編號(hào) 1 2 3 4 5 樣品樣品濃度濃度 C1 C2 C3 C4 C5 CX A A1 A2 A3 A4 A5 AX儀器分析儀器分析-原子吸收光譜分析原子吸收光譜分析ACAxcx 注意在高濃度時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)曲線易發(fā)生彎曲，壓力變寬影響所致；另外，或火焰中的各種干擾效應(yīng)也會(huì)導(dǎo)致曲線彎曲。儀器分析儀器分析-原子吸收光譜分析原子吸收光譜分析 為保證測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：為保證測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確

41、性，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（標(biāo)準(zhǔn)溶液與樣品的基體組成應(yīng)盡可能一致，基體元素（標(biāo)準(zhǔn)溶液與樣品的基體組成應(yīng)盡可能一致，基體元素不同可能帶來(lái)影響。不同可能帶來(lái)影響。（標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度應(yīng)使（標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度應(yīng)使AC在直線的范圍內(nèi)，在直線的范圍內(nèi)，C不能太大，不能太大，一般控制一般控制A在在0.20.8之間。之間。（）（） 測(cè)定過(guò)程中應(yīng)保持測(cè)定條件不變。測(cè)定過(guò)程中應(yīng)保持測(cè)定條件不變。 標(biāo)準(zhǔn)曲線法簡(jiǎn)便、快速，適用于組分比較簡(jiǎn)單的樣品，適用標(biāo)準(zhǔn)曲線法簡(jiǎn)便、快速，適用于組分比較簡(jiǎn)單的樣品，適用于大批量的樣品分析。但樣品的情況不清或很復(fù)雜時(shí)分析于大批量的樣品分析。但樣品的情況不清或很復(fù)雜時(shí)分析誤差較大，可用其他方法定量。誤差

42、較大，可用其他方法定量。2 2、標(biāo)準(zhǔn)加入法、標(biāo)準(zhǔn)加入法當(dāng)試樣組成復(fù)雜時(shí)應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)加入法當(dāng)試樣組成復(fù)雜時(shí)應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)加入法儀器分析儀器分析-原子吸收光譜分析原子吸收光譜分析1計(jì)算法計(jì)算法 取相同體積的試樣溶液兩份，分別移入容量瓶取相同體積的試樣溶液兩份，分別移入容量瓶A和和B中，中，另取一定量標(biāo)準(zhǔn)溶液加入另取一定量標(biāo)準(zhǔn)溶液加入B中，然后將兩份溶液稀釋至刻度，中，然后將兩份溶液稀釋至刻度，測(cè)出兩溶液的吸光度，那么：測(cè)出兩溶液的吸光度，那么：xxKcA )(0 xBccKA+0cAAAcxBxx2作圖法作圖法儀器分析儀器分析-原子吸收光譜分析原子吸收光譜分析 取若干份體積相同的試液取若干份體積相同的試

43、液cXcX），依次按比例加入不同量），依次按比例加入不同量的待測(cè)物的標(biāo)準(zhǔn)溶液的待測(cè)物的標(biāo)準(zhǔn)溶液cOcO）, ,定容濃度依次為定容濃度依次為: : cX cX ， cX +cO cX +cO ， cX +2cO cX +2cO ， cX +3cO cX +3cO ， cX +4cO cX +4cO 分別測(cè)得吸光度為：分別測(cè)得吸光度為：AXAX，A1A1，A2A2，A3A3，A4A4。以。以A A對(duì)濃度對(duì)濃度C C做圖得一直線，圖中做圖得一直線，圖中cXcX點(diǎn)即待測(cè)溶液濃度。點(diǎn)即待測(cè)溶液濃度。儀器分析儀器分析-原子吸收光譜分析原子吸收光譜分析 標(biāo)準(zhǔn)加入法只能在一定程度上消除基體標(biāo)準(zhǔn)加入法只能在一定

44、程度上消除基體效應(yīng)帶來(lái)的影響，但不能消除背景干擾效應(yīng)帶來(lái)的影響，但不能消除背景干擾。 注意：注意： (1)測(cè)定應(yīng)在直線范圍內(nèi)進(jìn)行，測(cè)定應(yīng)在直線范圍內(nèi)進(jìn)行， 只能測(cè)低含只能測(cè)低含量的樣品量的樣品 (2)加入標(biāo)準(zhǔn)與待測(cè)物的濃度要在同一數(shù)量加入標(biāo)準(zhǔn)與待測(cè)物的濃度要在同一數(shù)量級(jí)內(nèi)，否則斜率過(guò)大或過(guò)小將引起很大的級(jí)內(nèi)，否則斜率過(guò)大或過(guò)小將引起很大的誤差。誤差。 (3)適合于測(cè)定樣品數(shù)目不多的情況。適合于測(cè)定樣品數(shù)目不多的情況。儀器分析儀器分析-原子吸收光譜分析原子吸收光譜分析二、靈敏度及檢出限二、靈敏度及檢出限1 1、靈敏度、靈敏度是指當(dāng)待測(cè)元素的濃度是指當(dāng)待測(cè)元素的濃度c c或或m m改變一個(gè)單位時(shí)，

45、吸光度改變一個(gè)單位時(shí)，吸光度A A的變化量的變化量cASddmASdd或或原子吸收分析法中常用特征濃度來(lái)表示。原子吸收分析法中常用特征濃度來(lái)表示。 特征濃度特征濃度是指產(chǎn)生是指產(chǎn)生1%1%吸收或吸收或0.00440.0044吸光度值時(shí)的待吸光度值時(shí)的待測(cè)元素的濃度。測(cè)元素的濃度。 AcS0044. 0S： g/mL/1% C:試液濃度試液濃度g/mL A:試液的吸光度試液的吸光度儀器分析儀器分析-原子吸收光譜分析原子吸收光譜分析v例如，例如，1ug.g-1的鎂溶液，測(cè)得其吸光度為的鎂溶液，測(cè)得其吸光度為 0.55，則鎂的特征濃度為：，則鎂的特征濃度為：v ( 1/0.55)0.0044= 8n

46、g.g-1/1%儀器分析儀器分析-原子吸收光譜分析原子吸收光譜分析2 2、檢出限、檢出限 原子吸收分析法中檢出限D(zhuǎn)通常以產(chǎn)生空白溶液信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)偏差3倍時(shí)的測(cè)量信號(hào)的濃度表示。p 測(cè)量方法：測(cè)量方法： 用接近于空白的溶液，經(jīng)若干次重復(fù)測(cè)定所得吸光度的標(biāo)用接近于空白的溶液，經(jīng)若干次重復(fù)測(cè)定所得吸光度的標(biāo)準(zhǔn)偏差的準(zhǔn)偏差的3 3倍求得。倍求得。 P263公式公式8-22和和8-23A：試液的平均吸光度：試液的平均吸光度 ：至少十次連續(xù)測(cè)量空白：至少十次連續(xù)測(cè)量空白溶液吸光度的標(biāo)準(zhǔn)偏差溶液吸光度的標(biāo)準(zhǔn)偏差KcA KcA KDs3AcDs3 檢出限不僅與靈敏度有關(guān)，檢出限不僅與靈敏度有關(guān)，而且還考慮到儀器

47、噪聲！因而而且還考慮到儀器噪聲！因而檢出限比靈敏度具有更明確的檢出限比靈敏度具有更明確的意義，更能反映儀器的性能。意義，更能反映儀器的性能。只有同時(shí)具有高靈敏度和高穩(wěn)只有同時(shí)具有高靈敏度和高穩(wěn)定性時(shí)，才有低的檢出限。定性時(shí)，才有低的檢出限。儀器分析儀器分析-原子吸收光譜分析原子吸收光譜分析測(cè)定條件的選擇測(cè)定條件的選擇分析方法的精密度和準(zhǔn)確度除了與儀器的性能有關(guān)外，還與分析方法的精密度和準(zhǔn)確度除了與儀器的性能有關(guān)外，還與測(cè)定條件有關(guān)，注意選擇：測(cè)定條件有關(guān)，注意選擇：1、試樣取量及處理、試樣取量及處理 火焰法：達(dá)到最大吸光度的試樣噴霧量火焰法：達(dá)到最大吸光度的試樣噴霧量 石墨爐法：依賴于石墨管的

48、大小，固體石墨爐法：依賴于石墨管的大小，固體0.1-10mg，液體，液體1-5L2、分析線選擇、分析線選擇 無(wú)干擾，選共振線，激發(fā)能低，靈敏度高。無(wú)干擾，選共振線，激發(fā)能低，靈敏度高。 若主共振線附近有干擾線，為避免干擾，可選擇靈敏度稍若主共振線附近有干擾線，為避免干擾，可選擇靈敏度稍低的其它共振線為分析線低的其它共振線為分析線 測(cè)高含量元素時(shí)，可用元素次靈敏線作分析線。測(cè)高含量元素時(shí)，可用元素次靈敏線作分析線。 8-5 實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)方法儀器分析儀器分析-原子吸收光譜分析原子吸收光譜分析儀器分析儀器分析-原子吸收光譜分析原子吸收光譜分析3、燈電流的選擇、燈電流的選擇v在保證光強(qiáng)度和穩(wěn)定情況下，

49、盡量選用低工作電流。在保證光強(qiáng)度和穩(wěn)定情況下，盡量選用低工作電流。v燈電流過(guò)小時(shí)，光強(qiáng)不足，影響精密度；燈電流過(guò)大，靈燈電流過(guò)小時(shí)，光強(qiáng)不足，影響精密度；燈電流過(guò)大，靈敏度下降，燈壽命縮短敏度下降，燈壽命縮短 v4、原子化條件選擇、原子化條件選擇v （1火焰原子吸收法：依據(jù)不同試樣元素選擇不同火火焰原子吸收法：依據(jù)不同試樣元素選擇不同火焰類(lèi)型。焰類(lèi)型。v 調(diào)整噴霧器達(dá)到最佳霧化狀態(tài)；改變?nèi)贾冗x擇最佳火調(diào)整噴霧器達(dá)到最佳霧化狀態(tài)；改變?nèi)贾冗x擇最佳火焰類(lèi)型和狀態(tài)；調(diào)節(jié)燃燒器高度，從原子密度最大處通過(guò)焰類(lèi)型和狀態(tài)；調(diào)節(jié)燃燒器高度，從原子密度最大處通過(guò)入射光。入射光。v （2石墨爐原子吸收法：原子

50、化程序要經(jīng)過(guò)干燥，灰化，石墨爐原子吸收法：原子化程序要經(jīng)過(guò)干燥，灰化，原子化，除殘四階段，各階段的溫度及持續(xù)時(shí)間要通過(guò)實(shí)原子化，除殘四階段，各階段的溫度及持續(xù)時(shí)間要通過(guò)實(shí)驗(yàn)選擇，進(jìn)行升溫程序的優(yōu)化。驗(yàn)選擇，進(jìn)行升溫程序的優(yōu)化。儀器分析儀器分析-原子吸收光譜分析原子吸收光譜分析5、單色器光譜通帶選擇、單色器光譜通帶選擇狹縫寬度狹縫寬度v以排除光譜干擾和具有一定透光強(qiáng)度為原則進(jìn)行選擇以排除光譜干擾和具有一定透光強(qiáng)度為原則進(jìn)行選擇v對(duì)于譜線簡(jiǎn)單的元素，如堿金屬，堿土金屬，通帶可大些；對(duì)于譜線簡(jiǎn)單的元素，如堿金屬，堿土金屬，通帶可大些；以便提高信噪比和測(cè)量精密度，降低檢出限以便提高信噪比和測(cè)量精密度，

51、降低檢出限v對(duì)于譜線復(fù)雜的元素，如過(guò)渡金屬、稀土金屬用較小的通帶。對(duì)于譜線復(fù)雜的元素，如過(guò)渡金屬、稀土金屬用較小的通帶。以便提高儀器的分辨率，改善線性范圍，提高靈敏度以便提高儀器的分辨率，改善線性范圍，提高靈敏度v狹縫寬度的選擇與單色器的分辨能力有關(guān)，分辨能力大時(shí)，狹縫寬度的選擇與單色器的分辨能力有關(guān)，分辨能力大時(shí)，選擇較寬的狹縫。在光源輻射較弱或共振線吸收較弱時(shí)，必選擇較寬的狹縫。在光源輻射較弱或共振線吸收較弱時(shí)，必須使用較寬的狹縫。但當(dāng)背景發(fā)射較強(qiáng)時(shí)，在吸收線附件有須使用較寬的狹縫。但當(dāng)背景發(fā)射較強(qiáng)時(shí)，在吸收線附件有干擾譜線與非吸收光存在時(shí)，就使用較窄的狹縫。干擾譜線與非吸收光存在時(shí)，就使

52、用較窄的狹縫。v狹縫寬度狹縫寬度測(cè)不同狹縫測(cè)不同狹縫A，不引起，不引起 A 減小的最大狹縫寬度減小的最大狹縫寬度是最合適的狹縫寬度。是最合適的狹縫寬度。儀器分析儀器分析-原子吸收光譜分析原子吸收光譜分析8-6 原子吸收光譜法的干擾及其抑制原子吸收光譜法的干擾及其抑制 原子吸收光譜法由于采用銳線光源，干擾較少，原子吸收光譜法由于采用銳線光源，干擾較少，但是在某些情況下，干擾不能忽略。但是在某些情況下，干擾不能忽略。按干擾的性質(zhì)和產(chǎn)生原因分為按干擾的性質(zhì)和產(chǎn)生原因分為u 物理干擾物理干擾u 化學(xué)干擾化學(xué)干擾 u 光譜干擾光譜干擾 儀器分析儀器分析-原子吸收光譜分析原子吸收光譜分析一、物理干擾基體效

53、應(yīng)及其抑制一、物理干擾基體效應(yīng)及其抑制v物理干擾物理干擾試樣在轉(zhuǎn)移、蒸發(fā)等過(guò)程中任何物理因素變化試樣在轉(zhuǎn)移、蒸發(fā)等過(guò)程中任何物理因素變化而起的干擾效應(yīng)。而起的干擾效應(yīng)。v這些物理因素是指溶液的粘度、蒸氣壓和表面張力。這些物理因素是指溶液的粘度、蒸氣壓和表面張力。v非選擇性干擾非選擇性干擾n 在火焰原子化法中，試液的粘度、表面張力的變?cè)诨鹧嬖踊ㄖ?，試液的粘度、表面張力的變化和霧化氣壓的變化，會(huì)影響進(jìn)樣速度和霧化效率，化和霧化氣壓的變化，會(huì)影響進(jìn)樣速度和霧化效率，這樣會(huì)影響進(jìn)入火焰的待測(cè)元素的原子數(shù)量，從而這樣會(huì)影響進(jìn)入火焰的待測(cè)元素的原子數(shù)量，從而影響吸光度。影響吸光度。 消除物理干擾的最常

54、用方法：消除物理干擾的最常用方法： 使待測(cè)液與標(biāo)準(zhǔn)溶液組成相似，使待測(cè)液與標(biāo)準(zhǔn)溶液組成相似，當(dāng)試液組成確定時(shí)，也可用標(biāo)準(zhǔn)加入法來(lái)消除物理干擾。當(dāng)試液組成確定時(shí)，也可用標(biāo)準(zhǔn)加入法來(lái)消除物理干擾。避免用粘度較大的避免用粘度較大的H2SO4、H3PO4處理試樣，可用有機(jī)溶處理試樣，可用有機(jī)溶劑劑 儀器分析儀器分析-原子吸收光譜分析原子吸收光譜分析 指待測(cè)元素與其它組分之間的化學(xué)作用所引起的干擾效應(yīng),主要影響到待測(cè)元素的原子化效率，是選擇性干擾，為主要干擾源。 二、化學(xué)干擾及其抑制二、化學(xué)干擾及其抑制1、 化學(xué)干擾的類(lèi)型化學(xué)干擾的類(lèi)型（1待測(cè)元素與其共存物質(zhì)作用生成難揮發(fā)的化合物，致待測(cè)元素與其共存物

55、質(zhì)作用生成難揮發(fā)的化合物，致使參與吸收的基態(tài)原子減少。使參與吸收的基態(tài)原子減少。 a、鋁、硅、硼、鈦、鈹在火焰中易生成難熔化合物、鋁、硅、硼、鈦、鈹在火焰中易生成難熔化合物 b、硫酸鹽、磷酸鹽與鈣生成難揮發(fā)物。、硫酸鹽、磷酸鹽與鈣生成難揮發(fā)物。（2） 待測(cè)原子發(fā)生電離反應(yīng)，生成離子，不產(chǎn)生共振吸收，待測(cè)原子發(fā)生電離反應(yīng)，生成離子，不產(chǎn)生共振吸收，總吸收強(qiáng)度減弱，電離電位總吸收強(qiáng)度減弱，電離電位6eV的元素易發(fā)生電離，火焰溫的元素易發(fā)生電離，火焰溫度越高，干擾越嚴(yán)重，（如堿及堿土元素）。度越高，干擾越嚴(yán)重，（如堿及堿土元素）。儀器分析儀器分析-原子吸收光譜分析原子吸收光譜分析（1加入釋放劑加入釋

56、放劑 加入釋放劑與干擾物質(zhì)生成更穩(wěn)加入釋放劑與干擾物質(zhì)生成更穩(wěn)定或更難揮發(fā)的化合物，使待測(cè)元素定或更難揮發(fā)的化合物，使待測(cè)元素釋放出來(lái)，從而排除干擾。釋放出來(lái)，從而排除干擾。 例：例： 2、 消除化學(xué)干擾的常用方法消除化學(xué)干擾的常用方法加入加入LaCl3作為釋放劑作為釋放劑 LaCl3+H3PO4=LaPO4+3HCl722高溫342OPCaPOCa+722高溫342OPCaPOCa+儀器分析儀器分析-原子吸收光譜分析原子吸收光譜分析（2加入保護(hù)劑加入保護(hù)劑 保護(hù)劑通常是配位劑的加入可使干擾元素不能與待測(cè)元素結(jié)合。 例：Al3+干擾Mg2+的測(cè)定，它們?cè)诨鹧嬷猩蒑gOAl2O3，加入保護(hù)劑8

57、 羥基喹啉，與干擾元素Al生成對(duì)熱穩(wěn)定性較強(qiáng)的配合物，抑制了Al對(duì)Mg的干擾 例：為消除PO43-對(duì)Ca2+測(cè)定的干擾，可加入過(guò)量EDTA，EDTA與Ca2+生成穩(wěn)定的配合物，CaY2-，它在火焰中易于原子化，抑制了PO43-對(duì)Ca2+測(cè)定的干擾使用有機(jī)絡(luò)合劑有利于提高原子化效率。 （3加入飽和劑緩沖劑）加入飽和劑緩沖劑） 加入足夠的干擾元素，使干擾趨于穩(wěn)定。加入足夠的干擾元素，使干擾趨于穩(wěn)定。 例：用例：用N2OC2H2火焰測(cè)鈦時(shí)，在試樣和標(biāo)準(zhǔn)火焰測(cè)鈦時(shí)，在試樣和標(biāo)準(zhǔn)溶液中加入溶液中加入300mgL-1以上的鋁鹽，使鋁對(duì)鈦的干以上的鋁鹽，使鋁對(duì)鈦的干擾趨于穩(wěn)定。擾趨于穩(wěn)定。儀器分析儀器分析-

58、原子吸收光譜分析原子吸收光譜分析（4 4加入消電離劑加入消電離劑 加入的易電離的物質(zhì)，抑制待測(cè)元素電離。堿金屬常作加入的易電離的物質(zhì)，抑制待測(cè)元素電離。堿金屬常作為消電離劑：為消電離劑：CsClCsCl、KClKCl、NaClNaCl等等 例如：鈣電離，在溶液中加入大量易電離的例如：鈣電離，在溶液中加入大量易電離的鉀或銫，有大量電子存在，抑制鈣的電離，提高鉀或銫，有大量電子存在，抑制鈣的電離，提高測(cè)定靈敏度。測(cè)定靈敏度。 K - K+ + e Ca2+ 2e - Ca 此外還可采用萃取、沉淀、離子交換等分離方法提前把此外還可采用萃取、沉淀、離子交換等分離方法提前把干擾離子與待測(cè)元素分離，然后再

59、測(cè)定。干擾離子與待測(cè)元素分離，然后再測(cè)定。儀器分析儀器分析-原子吸收光譜分析原子吸收光譜分析三、光譜干擾及其抑制三、光譜干擾及其抑制 這類(lèi)干擾主要來(lái)自光源和原子化裝置。這類(lèi)干擾主要來(lái)自光源和原子化裝置。 1 1、與光源有關(guān)的光譜干擾，主要有以下幾種：、與光源有關(guān)的光譜干擾，主要有以下幾種： （1 1在分析線附近有待測(cè)元素的譜線。在分析線附近有待測(cè)元素的譜線。P251P251 可以通過(guò)調(diào)小狹縫的方法來(lái)抑制這種干擾?？梢酝ㄟ^(guò)調(diào)小狹縫的方法來(lái)抑制這種干擾。 （2 2在分析線附近有非待測(cè)元素的譜線在分析線附近有非待測(cè)元素的譜線 換用純度較高的單元素?zé)?，合適的惰性氣體減小干擾。換用純度較高的單元素?zé)?，?/p>

60、適的惰性氣體減小干擾。 （3 3燈的輻射中有連續(xù)背景輻射。燈的輻射中有連續(xù)背景輻射。 如有共存元素的吸收線處于連續(xù)背景的發(fā)射區(qū)，可能產(chǎn)生如有共存元素的吸收線處于連續(xù)背景的發(fā)射區(qū)，可能產(chǎn)生假吸收。由于燈制作不良或長(zhǎng)期不用引起。假吸收。由于燈制作不良或長(zhǎng)期不用引起。 將燈反接，并用大電流空點(diǎn)，純化燈內(nèi)氣體?；蚋鼡Q燈。將燈反接，并用大電流空點(diǎn)，純化燈內(nèi)氣體?；蚋鼡Q燈。2 2、與原子化器有關(guān)的干擾、與原子化器有關(guān)的干擾 儀器分析儀器分析-原子吸收光譜分析原子吸收光譜分析 （1 1原子化器的發(fā)射原子化器的發(fā)射 火焰本身或原子蒸氣中待測(cè)元素的發(fā)射?；鹧姹旧砘蛟诱魵庵写郎y(cè)元素的發(fā)射。 可以適當(dāng)增加燈電流，