第七章原子吸收與原子熒光光譜法定稿

1、第七章 原子吸收與原子熒光光譜法 (Atomic Absorption Spectrometry, AAS ) (Atomic Fluorescence Spectrometry, AFS)(Atomic Emission Spectroscopy,AES)教學(xué)目標(biāo)與要求教學(xué)目標(biāo)與要求：深刻理解并掌握原子吸收與原子熒光光譜法的基本原理，掌握原子吸收分光光度計(jì)的基本構(gòu)造，了解原子熒光分光光度計(jì)的基本構(gòu)造。教學(xué)重點(diǎn)：教學(xué)重點(diǎn)：原子吸收光譜法及原子熒光光譜法的基本原理、原子吸收分光光度計(jì)的基本構(gòu)造，空心陰極燈的原理，靈敏度。教學(xué)難點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn):積分吸收為什么難以測(cè)量？理解和掌握各類計(jì)算公式。教學(xué)方法教

2、學(xué)方法：講解、練習(xí)目錄目錄第一節(jié)第一節(jié) 概述概述第二節(jié)第二節(jié) 原子吸收光譜法的原理原子吸收光譜法的原理第三節(jié)第三節(jié) 原子吸收光譜儀器原子吸收光譜儀器第四節(jié)第四節(jié) 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第五節(jié)第五節(jié) 原子吸收光譜定量分析原子吸收光譜定量分析第六節(jié)第六節(jié) 原子熒光光譜分析法原子熒光光譜分析法分析過(guò)程：分析過(guò)程：試液原子化：試液原子化：試液試液揮發(fā)揮發(fā)離解離解原子蒸氣；原子蒸氣；空心陰極燈輻射特征譜線空心陰極燈輻射特征譜線原子蒸氣，被蒸氣中的基態(tài)原子蒸氣，被蒸氣中的基態(tài)原子吸收原子吸收; ;測(cè)得特征譜線光被減弱的程度，可求試樣中測(cè)得特征譜線光被減弱的程度，可求試樣中

3、待測(cè)元素的含量待測(cè)元素的含量. . 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 原子吸收光譜法是一種基于待測(cè)基態(tài)原子蒸氣對(duì)特原子吸收光譜法是一種基于待測(cè)基態(tài)原子蒸氣對(duì)特征譜線的吸收而建立的一種分析方法。征譜線的吸收而建立的一種分析方法。與前面所講的AES和UV-ViS等個(gè)分析方法比較，有何異同？銳線光源火焰棱鏡光電管太陽(yáng)光暗線18591859年年KirchhoffKirchhoff和和 BunsonBunson解釋了暗線產(chǎn)生的原因；暗解釋了暗線產(chǎn)生的原因；暗線是由于大氣層中的鈉原子對(duì)太陽(yáng)光選擇性吸收的結(jié)果。線是由于大氣層中的鈉原子對(duì)太陽(yáng)光選擇性吸收的結(jié)果。 1955年澳大利亞物理學(xué)家瓦爾西發(fā)表了一篇論文年澳大利亞

4、物理學(xué)家瓦爾西發(fā)表了一篇論文 “Application of atomic absorption spectrometry to analytical chemistry”, 解決了原子吸收光譜的光源問(wèn)題。解決了原子吸收光譜的光源問(wèn)題。50年代末原子年代末原子吸收商品儀器問(wèn)世。吸收商品儀器問(wèn)世。 1959年里沃夫提出電熱原子化技術(shù)，大大提高了原子吸年里沃夫提出電熱原子化技術(shù)，大大提高了原子吸收的靈敏度。收的靈敏度。原子吸收光譜法的特點(diǎn)原子吸收光譜法的特點(diǎn) 1、靈敏度高（火焰法：、靈敏度高（火焰法：1 ng/ml，石墨爐，石墨爐100-0.01 pg)； 2、準(zhǔn)確度好（火焰法：、準(zhǔn)確度好（火焰法

5、：RSD 1%，石墨爐，石墨爐 3-5%） 3、選擇性高（可測(cè)元素達(dá)、選擇性高（可測(cè)元素達(dá)70個(gè)，相互干擾很小）個(gè)，相互干擾很小）缺點(diǎn)：不能多元素同時(shí)分析；測(cè)定難熔元素，如缺點(diǎn)：不能多元素同時(shí)分析；測(cè)定難熔元素，如W、Nb、Ta、Zr、Hf、稀土及非金屬還不能令人滿意。、稀土及非金屬還不能令人滿意。第二節(jié)第二節(jié) 原子吸收光譜法的原理原子吸收光譜法的原理一、原子吸收線一、原子吸收線( (一一) )原子吸收線的產(chǎn)生原子吸收線的產(chǎn)生 基態(tài)原子吸收其共振輻射，基態(tài)原子吸收其共振輻射，外層電子外層電子由基態(tài)躍遷至激發(fā)由基態(tài)躍遷至激發(fā)態(tài)而產(chǎn)生原子吸收光譜。態(tài)而產(chǎn)生原子吸收光譜。如果吸收的輻射能使基態(tài)原子躍

6、遷如果吸收的輻射能使基態(tài)原子躍遷至能量最低的激發(fā)態(tài)時(shí)，產(chǎn)生的光譜叫至能量最低的激發(fā)態(tài)時(shí)，產(chǎn)生的光譜叫共振線共振線，共振線是元共振線是元素的特征譜線，通常用最靈敏的第一共振線作為素的特征譜線，通常用最靈敏的第一共振線作為分析線分析線。 原子吸收光譜法是基于被測(cè)元素基態(tài)原子在蒸氣原子吸收光譜法是基于被測(cè)元素基態(tài)原子在蒸氣對(duì)其對(duì)其原子特征輻射的吸收原子特征輻射的吸收建立的元素定量分析方法。建立的元素定量分析方法。式中式中K 是基態(tài)原子對(duì)頻率為是基態(tài)原子對(duì)頻率為 的光的吸收系數(shù)，它與的光的吸收系數(shù)，它與入射光的頻率、基態(tài)原子密度及原子化溫度等有關(guān)。入射光的頻率、基態(tài)原子密度及原子化溫度等有關(guān)。A=lg

7、I0/Iv=0.434Kvl原子蒸氣原子蒸氣lI0I (二二)原子吸收光譜輪廓與變寬原子吸收光譜輪廓與變寬 1 1、吸收定律、吸收定律 當(dāng)強(qiáng)度為當(dāng)強(qiáng)度為 I I0 0 的單色平行光通過(guò)厚度為的單色平行光通過(guò)厚度為 l 的原子蒸汽，其的原子蒸汽，其中一部分光被吸收，透過(guò)光的強(qiáng)度中一部分光被吸收，透過(guò)光的強(qiáng)度I 服從吸收定律：服從吸收定律：2、吸收線的輪廓和變寬、吸收線的輪廓和變寬吸收線的輪廓是指譜線強(qiáng)度吸收線的輪廓是指譜線強(qiáng)度（即透過(guò)光的強(qiáng)度）（即透過(guò)光的強(qiáng)度）I或吸收或吸收系數(shù)系數(shù)K 與頻率與頻率的吸收曲線。的吸收曲線。如下圖：如下圖： 以原子吸收譜線的以原子吸收譜線的中心頻率中心頻率 0 0

8、 （或（或中心波長(zhǎng)中心波長(zhǎng)0 0）和和半寬度半寬度 ( (或或) )表征。表征。約為約為10-310-2nm。 產(chǎn)生譜線寬度的原因產(chǎn)生譜線寬度的原因（ 1）、自然寬度）、自然寬度( N 或或N )： 沒(méi)有外界條件的影響，譜線的固有寬度稱為自然寬沒(méi)有外界條件的影響，譜線的固有寬度稱為自然寬度。度。它與激發(fā)態(tài)原子的平均壽命和能級(jí)寬度有關(guān)，平均它與激發(fā)態(tài)原子的平均壽命和能級(jí)寬度有關(guān)，平均壽命越短，能級(jí)寬度越寬，譜線的自然寬度越大。不同壽命越短，能級(jí)寬度越寬，譜線的自然寬度越大。不同譜線有不同的自然寬度，多數(shù)情況下約為譜線有不同的自然寬度，多數(shù)情況下約為10-5nm數(shù)量級(jí)。數(shù)量級(jí)。忽略不計(jì)忽略不計(jì)原子

9、性質(zhì)：自然寬度原子性質(zhì)：自然寬度外界影響：熱變寬、碰撞變寬、外界影響：熱變寬、碰撞變寬、場(chǎng)致變寬、自吸變寬等場(chǎng)致變寬、自吸變寬等 （2）、多普勒）、多普勒(Dopple)變寬（變寬（ D或或 D） 由原子在空間作相對(duì)熱運(yùn)動(dòng)引起的譜線變寬。所以又稱由原子在空間作相對(duì)熱運(yùn)動(dòng)引起的譜線變寬。所以又稱為熱變寬。為熱變寬。rDAT071016. 7rDAT071016.7 D D或或 D D與溫度及相對(duì)原子質(zhì)量有關(guān)。與溫度及相對(duì)原子質(zhì)量有關(guān)。 D D多在多在1010-3-3 nm nm 數(shù)量級(jí)。它是譜線變寬的主要因素。數(shù)量級(jí)。它是譜線變寬的主要因素。 （3）、碰撞變寬）、碰撞變寬(壓力變寬壓力變寬) 由

10、于同種輻射原子間或與其它粒子（分子、原子、離子由于同種輻射原子間或與其它粒子（分子、原子、離子和電子等）間的相互碰撞而產(chǎn)生的譜線變寬，統(tǒng)稱為和電子等）間的相互碰撞而產(chǎn)生的譜線變寬，統(tǒng)稱為碰撞變碰撞變寬寬。 碰撞變寬碰撞變寬赫爾茲馬克變寬或稱為共振變寬（赫爾茲馬克變寬或稱為共振變寬（ R或或 R） ：同種輻射原子間同種輻射原子間碰撞產(chǎn)生。碰撞產(chǎn)生。 R一般忽略不計(jì)。一般忽略不計(jì)。洛倫茲變寬（洛倫茲變寬（ L 或或 L ）：異種粒子碰撞產(chǎn)生。）：異種粒子碰撞產(chǎn)生。 L多在多在10-3 nm數(shù)量級(jí)。數(shù)量級(jí)。它是譜線變寬的主要因它是譜線變寬的主要因素素。 碰撞變寬都與氣體壓力有關(guān)，因而碰撞變寬又稱為壓

11、碰撞變寬都與氣體壓力有關(guān)，因而碰撞變寬又稱為壓力變寬。壓力越大，濃度越大，碰撞變寬越嚴(yán)重。力變寬。壓力越大，濃度越大，碰撞變寬越嚴(yán)重。 此外，在外電場(chǎng)或磁場(chǎng)作用下，能引起能級(jí)的分裂，此外，在外電場(chǎng)或磁場(chǎng)作用下，能引起能級(jí)的分裂，從而導(dǎo)致譜線變寬，這種變寬稱為從而導(dǎo)致譜線變寬，這種變寬稱為場(chǎng)致變寬場(chǎng)致變寬。由自吸現(xiàn)。由自吸現(xiàn)象而引起的譜線變寬稱為象而引起的譜線變寬稱為自吸變寬自吸變寬。 原子吸收線原子吸收線的變寬主要是熱變寬和壓力（的變寬主要是熱變寬和壓力（洛倫茲變洛倫茲變寬）寬）變寬。變寬?；鹧嬖踊骰鹧嬖踊鲏毫ψ儗挒橹饕粔毫ψ儗挒橹饕?；石墨爐石墨爐原子化器原子化器熱變寬為主要。熱變寬

12、為主要。銳線光源發(fā)射線銳線光源發(fā)射線的變寬則的變寬則主要是熱變寬和自吸變寬。主要是熱變寬和自吸變寬。 二、基態(tài)原子數(shù)與原子化溫度的關(guān)系二、基態(tài)原子數(shù)與原子化溫度的關(guān)系 在原子蒸氣中（包括被測(cè)元素原子），總會(huì)有基態(tài)在原子蒸氣中（包括被測(cè)元素原子），總會(huì)有基態(tài)原子與激發(fā)態(tài)原子同時(shí)存在。根據(jù)熱力學(xué)的原理，在一原子與激發(fā)態(tài)原子同時(shí)存在。根據(jù)熱力學(xué)的原理，在一定溫度下達(dá)到熱平衡時(shí)，基態(tài)與激發(fā)態(tài)的原子數(shù)的比例定溫度下達(dá)到熱平衡時(shí)，基態(tài)與激發(fā)態(tài)的原子數(shù)的比例遵循玻耳茲曼分布定律。遵循玻耳茲曼分布定律。00exp()iiiNgENgkT Ni與與N0 分別為激發(fā)態(tài)與基態(tài)的原子數(shù)；分別為激發(fā)態(tài)與基態(tài)的原子數(shù)；

13、gi / g0為激發(fā)為激發(fā)態(tài)與基態(tài)的統(tǒng)計(jì)權(quán)重，它表示能級(jí)的簡(jiǎn)并度；態(tài)與基態(tài)的統(tǒng)計(jì)權(quán)重，它表示能級(jí)的簡(jiǎn)并度；T為熱力學(xué)為熱力學(xué)溫度；溫度； k為玻耳茲曼常數(shù)為玻耳茲曼常數(shù)k =8.618 10-5eV/K； Ei為激發(fā)能。為激發(fā)能。從上式可知，溫度越高，從上式可知，溫度越高， Ni / N0值越大，即激發(fā)態(tài)原值越大，即激發(fā)態(tài)原子數(shù)隨溫度升高而增加，而且按指數(shù)關(guān)系變化；在相子數(shù)隨溫度升高而增加，而且按指數(shù)關(guān)系變化；在相同的溫度條件下，激發(fā)能越小，吸收線波長(zhǎng)越長(zhǎng)，同的溫度條件下，激發(fā)能越小，吸收線波長(zhǎng)越長(zhǎng)，Ni /N0值越大。值越大。 在原子吸收光譜中，原子化溫度一般小于在原子吸收光譜中，原子化溫度

14、一般小于3000K，大多數(shù)元素的最強(qiáng)共振線都低于大多數(shù)元素的最強(qiáng)共振線都低于 600 nm， Ni / N0值絕值絕大部分在大部分在10-3以下，激發(fā)態(tài)和基態(tài)原子數(shù)之比小于千以下，激發(fā)態(tài)和基態(tài)原子數(shù)之比小于千分之一，激發(fā)態(tài)原子數(shù)可以忽略。因此?；鶓B(tài)原子數(shù)分之一，激發(fā)態(tài)原子數(shù)可以忽略。因此。基態(tài)原子數(shù)N0可以近似等于總原子數(shù)可以近似等于總原子數(shù)N。00exp()iiiNgENgkT三、原子吸收法的測(cè)量三、原子吸收法的測(cè)量 (一一)積分吸收測(cè)量法積分吸收測(cè)量法 在吸收線輪廓內(nèi)，吸收系數(shù)的積分稱為積分吸收系在吸收線輪廓內(nèi)，吸收系數(shù)的積分稱為積分吸收系數(shù)，簡(jiǎn)稱為積分吸收，它表示吸收的全部能量。數(shù)，簡(jiǎn)稱

15、為積分吸收，它表示吸收的全部能量。從理論從理論上可以得出，積分吸收與原子蒸氣中吸收輻射的原子數(shù)上可以得出，積分吸收與原子蒸氣中吸收輻射的原子數(shù)成正比。數(shù)學(xué)表達(dá)式為：成正比。數(shù)學(xué)表達(dá)式為： 若能測(cè)定積分吸收，則可求出原子濃度。但是，測(cè)定若能測(cè)定積分吸收，則可求出原子濃度。但是，測(cè)定譜線寬度僅為譜線寬度僅為10-3nm的積分吸收，需要分辨率非常高的色的積分吸收，需要分辨率非常高的色散儀器散儀器. 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；f為振子強(qiáng)度，為振子強(qiáng)度，即每個(gè)原子中能被入射光激發(fā)的平均電子數(shù)；即每個(gè)原子中能被入射光激發(fā)的平均電子數(shù)；N0為基態(tài)原為基態(tài)原子密度；

16、子密度；N為原子密度。為原子密度。KNfNmcefNmcedK202(二二)峰值吸收測(cè)量法峰值吸收測(cè)量法 以峰值吸收測(cè)量代替積分吸收測(cè)量的必要條件：以峰值吸收測(cè)量代替積分吸收測(cè)量的必要條件： 1955年沃爾什提出以銳線光年沃爾什提出以銳線光源作為激發(fā)光源，用測(cè)定峰值吸源作為激發(fā)光源，用測(cè)定峰值吸收系數(shù)代替積分值的方法，使這收系數(shù)代替積分值的方法，使這一難題獲得解決。一難題獲得解決。銳線光源銳線光源是指給出的發(fā)射線是指給出的發(fā)射線寬度要比吸收線寬度窄，即發(fā)射寬度要比吸收線寬度窄，即發(fā)射線的線的 e小于吸收線的小于吸收線的 a 。aeaeb101 51 .或a . 0e . 0 .a 發(fā)射線很窄，

17、發(fā)射線的輪廓發(fā)射線很窄，發(fā)射線的輪廓可認(rèn)為是一個(gè)矩形，則在發(fā)射線可認(rèn)為是一個(gè)矩形，則在發(fā)射線的范圍內(nèi)各吸收波長(zhǎng)的吸收系數(shù)的范圍內(nèi)各吸收波長(zhǎng)的吸收系數(shù)近似相等，即近似相等，即K K0 ,此時(shí)峰值此時(shí)峰值吸收與積分吸收非常接近吸收與積分吸收非常接近,在此條在此條件下件下,用峰值吸收就可以代替積分用峰值吸收就可以代替積分吸收。吸收。 這樣就不需要用高分辨率的單色器，而只要將其與這樣就不需要用高分辨率的單色器，而只要將其與其它譜線分離，就能測(cè)出峰值吸收系數(shù)。其它譜線分離，就能測(cè)出峰值吸收系數(shù)。 由吸收定律，知：由吸收定律，知： A=lgI0/Iv=0.434Kvl= 0.434K0 l2022ln22

18、ln20.434DDeKNfmceANflmc D為熱變寬，在一定溫度下，為熱變寬，在一定溫度下， D為常數(shù)；為常數(shù)；l為吸收厚度；為吸收厚度； f為振為振子強(qiáng)度，即每個(gè)原子中能被入射光激發(fā)的平均電子數(shù)；子強(qiáng)度，即每個(gè)原子中能被入射光激發(fā)的平均電子數(shù)；N為原子密為原子密度，與被測(cè)定物質(zhì)中元素的濃度度，與被測(cè)定物質(zhì)中元素的濃度c成正比。將各常數(shù)合并后，得：成正比。將各常數(shù)合并后，得：原子吸收光譜定量分析的基本關(guān)系式：原子吸收光譜定量分析的基本關(guān)系式： A=Kc該式表明：該式表明：當(dāng)吸收厚度一定，在一定工作條件下，峰值吸當(dāng)吸收厚度一定，在一定工作條件下，峰值吸收測(cè)定的吸光度與被測(cè)定元素的含量成正比

19、關(guān)系。收測(cè)定的吸光度與被測(cè)定元素的含量成正比關(guān)系。第三節(jié)第三節(jié) 原子吸收光譜儀器原子吸收光譜儀器 原子吸收光譜儀又稱原子吸收分光光度計(jì)，雖然種原子吸收光譜儀又稱原子吸收分光光度計(jì)，雖然種類很多，但基本結(jié)構(gòu)是一樣的。類很多，但基本結(jié)構(gòu)是一樣的。 包括五大部分銳線光源原子化器分光系統(tǒng)檢測(cè)系統(tǒng)電源同步調(diào)制系統(tǒng)一、銳線光源一、銳線光源 光源的作用：光源的作用：發(fā)射譜線寬度很窄的被測(cè)元素的特征共振線。發(fā)射譜線寬度很窄的被測(cè)元素的特征共振線。 對(duì)光源的基本要求：對(duì)光源的基本要求： e a ， 輻射的強(qiáng)度大；輻射光輻射的強(qiáng)度大；輻射光強(qiáng)穩(wěn)定，使用壽命長(zhǎng)等。強(qiáng)穩(wěn)定，使用壽命長(zhǎng)等。 空心陰極燈空心陰極燈(HCL

20、) 空心陰極燈是由玻璃管制成的封閉著低壓氣體的放電空心陰極燈是由玻璃管制成的封閉著低壓氣體的放電管。主要是由一個(gè)陽(yáng)極管。主要是由一個(gè)陽(yáng)極(鎢棒鎢棒,上面裝有鈦絲或鉭片作為吸氣上面裝有鈦絲或鉭片作為吸氣劑，劑，)和一個(gè)空心陰極和一個(gè)空心陰極(陰極為空心圓柱形，由待測(cè)元素的高陰極為空心圓柱形，由待測(cè)元素的高純金屬或合金制成純金屬或合金制成) ，少量氖或氬等惰性氣體組成。，少量氖或氬等惰性氣體組成?？諛O陰極燈分為：空極陰極燈分為：?jiǎn)卧責(zé)艉投嘣責(zé)魡卧責(zé)艉投嘣責(zé)簟?空極陰極燈發(fā)射的光譜，主要是陰極元素的光譜?？諛O陰極燈發(fā)射的光譜，主要是陰極元素的光譜。 若陰極物質(zhì)只含一種元素，則制成的是單元素?zé)?/p>

21、。若若陰極物質(zhì)只含一種元素，則制成的是單元素?zé)?。若陰極物質(zhì)含多種元素，則可制成多元素?zé)簟６嘣責(zé)舻陌l(fā)陰極物質(zhì)含多種元素，則可制成多元素?zé)?。多元素?zé)舻陌l(fā)光強(qiáng)度一般都較單元素?zé)羧?。光?qiáng)度一般都較單元素?zé)羧酢?空極陰極燈的發(fā)光強(qiáng)度與工作電流有關(guān)空極陰極燈的發(fā)光強(qiáng)度與工作電流有關(guān), ,太?。盒盘?hào)太?。盒盘?hào)弱弱; ;太大：產(chǎn)生自吸。因此燈電流是空心陰極燈的主要控太大：產(chǎn)生自吸。因此燈電流是空心陰極燈的主要控制因素制因素, ,在實(shí)際工作中應(yīng)選擇合適的工作電流?？招年帢O在實(shí)際工作中應(yīng)選擇合適的工作電流。空心陰極燈在使用前應(yīng)經(jīng)過(guò)一段預(yù)熱時(shí)間燈在使用前應(yīng)經(jīng)過(guò)一段預(yù)熱時(shí)間, ,使燈的發(fā)射強(qiáng)度達(dá)到穩(wěn)使燈的發(fā)射強(qiáng)度達(dá)

22、到穩(wěn)定定, ,一般在一般在5-20min5-20min范圍內(nèi)。范圍內(nèi)。 為什么會(huì)產(chǎn)生銳線光源？ 采用的工作電流一般只有1毫安-20毫安，燈內(nèi)溫度較低，因此熱變寬很小；由于燈內(nèi)充氣壓力很低，激發(fā)原子與不同氣體原子碰撞而引起的壓力變寬可忽略不計(jì)；由于陰極附近的蒸氣相金屬原子密度較小，同種原子碰撞而引起的共振變寬也很??；此外，由于蒸氣相原子密度低、溫度低、自吸變寬幾乎不存在。因此，使用空極陰極燈可以得到強(qiáng)度大、譜線很窄的待測(cè)元素的特征共振線(10-410-3nm)。為什么必須要用銳線光源？為什么必須要用銳線光源？答答: :原子吸收光譜進(jìn)行定量分析的依據(jù)是原子吸收光譜進(jìn)行定量分析的依據(jù)是kcfNmce

23、dK02 要測(cè)量吸收系數(shù)的積分值很困難(原子吸收線的半寬度僅為0.001-0.005nm,需要單色器的分辨率高達(dá)500000;再則若用連續(xù)光源,吸收線在很寬的光源發(fā)射線上產(chǎn)生的吸收很小,檢測(cè)困難.用空心陰極燈提供的銳線光,吸收線頻率與發(fā)射線頻率一致,呈峰值吸收,即符合比耳定律:A=Kc為什么必須要用銳線光源？為什么必須要用銳線光源？電源調(diào)制電源調(diào)制 空心陰極燈的光源采用調(diào)制電源。空心陰極燈的光源采用調(diào)制電源。為什么用同步調(diào)制電源？為什么用同步調(diào)制電源？什么是什么是調(diào)制電源？調(diào)制電源？ 采用調(diào)制電源，既將光源與檢波放大器的電源采用調(diào)制電源，既將光源與檢波放大器的電源進(jìn)行同步調(diào)制，用方波脈沖供電。

24、進(jìn)行同步調(diào)制，用方波脈沖供電。 利用方波等脈沖波給空心陰極燈供電，使空心陰利用方波等脈沖波給空心陰極燈供電，使空心陰極燈發(fā)射的特征譜線變?yōu)榻涣餍盘?hào)，同時(shí)把檢測(cè)器的極燈發(fā)射的特征譜線變?yōu)榻涣餍盘?hào)，同時(shí)把檢測(cè)器的交流放大器也調(diào)整到與光源相同的頻率上，從而檢測(cè)交流放大器也調(diào)整到與光源相同的頻率上，從而檢測(cè)待測(cè)元素對(duì)其特征譜線的吸收程度。待測(cè)元素對(duì)其特征譜線的吸收程度。 同步電源調(diào)制一方面可以消除原子化器中由于原子同步電源調(diào)制一方面可以消除原子化器中由于原子發(fā)射產(chǎn)生的直流電信號(hào)的干擾，另一方面方波脈沖供電發(fā)射產(chǎn)生的直流電信號(hào)的干擾，另一方面方波脈沖供電以很小的平均燈電流，就能獲得很高強(qiáng)度的銳線輻射，以

25、很小的平均燈電流，就能獲得很高強(qiáng)度的銳線輻射，改善了放電特性，提高了信噪比，延長(zhǎng)了燈的壽命。改善了放電特性，提高了信噪比，延長(zhǎng)了燈的壽命。二、原子化器二、原子化器 原子化器的原子化器的作用作用：提供能量，使試樣干燥、蒸發(fā)并使：提供能量，使試樣干燥、蒸發(fā)并使待測(cè)元素轉(zhuǎn)化為基態(tài)原子蒸氣（待測(cè)元素轉(zhuǎn)化為基態(tài)原子蒸氣（原子化原子化）。也可把它視為）。也可把它視為“吸收池吸收池”。 對(duì)原子化器的對(duì)原子化器的基本要求基本要求：必須具有足夠高的：必須具有足夠高的原子化效率原子化效率；必須具有必須具有良好的穩(wěn)定性和重現(xiàn)形良好的穩(wěn)定性和重現(xiàn)形；操作簡(jiǎn)單及低的干擾水平；操作簡(jiǎn)單及低的干擾水平等。等。常用的原子化器

26、有常用的原子化器有火焰火焰原子化器原子化器和和非火焰原子化器非火焰原子化器。 (一一)火焰原子化器火焰原子化器(預(yù)混預(yù)混合型和全消耗型合型和全消耗型) 由由霧化器、霧化室霧化器、霧化室(混合混合室室)、供氣系統(tǒng)、燃燒器、供氣系統(tǒng)、燃燒器四部分組成。四部分組成。1、霧化器（噴霧器）、霧化器（噴霧器） 霧化器是火焰原子化器中的重要部件。它的霧化器是火焰原子化器中的重要部件。它的作用作用是是將將試液變成細(xì)霧試液變成細(xì)霧。目前，噴霧器多采用不銹鋼、聚四氟乙烯目前，噴霧器多采用不銹鋼、聚四氟乙烯或玻璃等制成或玻璃等制成,提升量提升量3-5mLmin-1。 當(dāng)高壓助燃?xì)猓諝饣蛐獾龋┮愿咚偻ㄟ^(guò)毛細(xì)管外壁

27、與當(dāng)高壓助燃?xì)猓諝饣蛐獾龋┮愿咚偻ㄟ^(guò)毛細(xì)管外壁與噴嘴口間隙時(shí)，在毛細(xì)管出口處的尖端處形成一個(gè)負(fù)壓區(qū)，從噴嘴口間隙時(shí)，在毛細(xì)管出口處的尖端處形成一個(gè)負(fù)壓區(qū)，從而將試液沿毛細(xì)管吸入并被高速氣流分散成許多小霧滴。撞擊而將試液沿毛細(xì)管吸入并被高速氣流分散成許多小霧滴。撞擊球則使霧滴進(jìn)一步霧化。一般的噴霧裝置的霧化效率為球則使霧滴進(jìn)一步霧化。一般的噴霧裝置的霧化效率為5 15%。 2、霧化室、霧化室 霧化室的作用主要是霧化室的作用主要是 除大霧滴，除大霧滴，并使霧滴、燃?xì)夂椭細(xì)獬浞只旌?，并使霧滴、燃?xì)夂椭細(xì)獬浞只旌?，以便在燃燒時(shí)得到穩(wěn)定的火焰以便在燃燒時(shí)得到穩(wěn)定的火焰。 3、燃燒器、燃燒器 產(chǎn)生

28、火焰，試液的細(xì)霧滴進(jìn)入燃燒器，在火焰中經(jīng)過(guò)干產(chǎn)生火焰，試液的細(xì)霧滴進(jìn)入燃燒器，在火焰中經(jīng)過(guò)干燥、熔化、蒸發(fā)和離解等過(guò)程后，產(chǎn)生大量的基態(tài)自由原子燥、熔化、蒸發(fā)和離解等過(guò)程后，產(chǎn)生大量的基態(tài)自由原子及少量的激發(fā)態(tài)原子、離子和分子。通常要求燃燒器的原子及少量的激發(fā)態(tài)原子、離子和分子。通常要求燃燒器的原子化程度高、火焰穩(wěn)定、吸收光程長(zhǎng)、噪聲小等。燃燒器有單化程度高、火焰穩(wěn)定、吸收光程長(zhǎng)、噪聲小等。燃燒器有單縫和三縫兩種?？p和三縫兩種。 燃燒器的縫長(zhǎng)和縫寬隨火焰而不同，高度可以上下調(diào)節(jié)，燃燒器的縫長(zhǎng)和縫寬隨火焰而不同，高度可以上下調(diào)節(jié)，以便選擇適宜的火焰原子化區(qū)域。以便選擇適宜的火焰原子化區(qū)域。不同類

29、型的火焰，其溫度不同。最常用的是乙炔不同類型的火焰，其溫度不同。最常用的是乙炔-空氣火焰。空氣火焰。幾種類型火焰的溫度幾種類型火焰的溫度燃?xì)馊細(xì)庵細(xì)庵細(xì)鉁囟龋囟龋↘）乙炔乙炔空氣空氣2600笑氣笑氣3200氫氣氫氣空氣空氣23004、火焰、火焰（1）火焰的種類和性質(zhì)）火焰的種類和性質(zhì)C C2 2H H2 2-AIR(30-AIR(30多種常用元素，不適于短波區(qū)多種常用元素，不適于短波區(qū)) )；C C2 2H H2 2NN2 2O(70O(70多種元素，高溫，還原性強(qiáng)多種元素，高溫，還原性強(qiáng)) )；H H2 2-AIR(-AIR(氧化性強(qiáng)，適于短波區(qū)元素測(cè)定氧化性強(qiáng)，適于短波區(qū)元素測(cè)定)

30、)； 燃?xì)馊細(xì)?助燃?xì)庵細(xì)?燃燒速度燃燒速度/cm.s-1 溫度溫度/oC 特特 點(diǎn)點(diǎn) C2H2 Air 158-266 2100-2500 溫度較高，最常用（穩(wěn)定、噪聲小、溫度較高，最常用（穩(wěn)定、噪聲小、重現(xiàn)性好，可測(cè)定重現(xiàn)性好，可測(cè)定 30 多種元素）多種元素） C2H2 O2 1100-2480 3050-3160 高溫火焰，可作上述火焰的補(bǔ)充，高溫火焰，可作上述火焰的補(bǔ)充，用于其它更難原子化的元素用于其它更難原子化的元素 C2H2 N2O 160-285 2600-2990 高溫火焰，具強(qiáng)還原性（可使難分高溫火焰，具強(qiáng)還原性（可使難分解的氧化物原子化） ， 可用于多達(dá)解的氧化物原子化

31、） ， 可用于多達(dá) 70多種元素的測(cè)定。多種元素的測(cè)定。 H2 Air 300-440 2000-2318 較低溫氧化性火焰較低溫氧化性火焰，適于共振線位，適于共振線位于短波區(qū)的元素（于短波區(qū)的元素（As-Se-Sn-Zn） H2 O2 900-1400 2550-2933 高燃燒速度，高溫，但不易控制高燃燒速度，高溫，但不易控制 H2 N2O 390 2880 高溫，適于難分解氧化物的原子化高溫，適于難分解氧化物的原子化 丙烷丙烷 Air 82 2198 低溫，適于易解離的元素，如堿金低溫，適于易解離的元素，如堿金屬和堿土金屬。屬和堿土金屬。 注意：注意：火焰原子化的能力不僅取決于火焰溫度，

32、還火焰原子化的能力不僅取決于火焰溫度，還 與火焰的氧化還原性有關(guān)。與火焰的氧化還原性有關(guān)。 火焰的氧化還原性取決于燃?xì)夂椭細(xì)獾牧髁勘壤鹧娴难趸€原性取決于燃?xì)夂椭細(xì)獾牧髁勘壤窗慈贾热贾瓤蓪⒒鹧娣譃槿N，如下表：可將火焰分為三種，如下表：乙炔-空氣火焰的種類火焰的種類 富燃火焰 化學(xué)計(jì)量火焰 貧燃火焰燃助比 約1：3 約1：4 約1：6火焰的性質(zhì) 還原性 中性 氧化性火焰狀態(tài) 層次模糊 層次清楚 火焰發(fā)暗 呈亮黃色 藍(lán)色透明 高度縮小溫度 中 高 低應(yīng)用范圍 易氧化而形 多種元素 堿金屬和 成難解離氧 不宜氧化 化物的元素 的元素如 如Al,Ba,Cr等 Ag,Au,Pd等 注意：注

33、意：選擇好適宜的火焰條件。選擇好適宜的火焰條件。 可根據(jù)試樣的具體情況，通過(guò)實(shí)驗(yàn)或查閱有關(guān)的文可根據(jù)試樣的具體情況，通過(guò)實(shí)驗(yàn)或查閱有關(guān)的文獻(xiàn)確定。獻(xiàn)確定。一般地，選擇火焰的溫度應(yīng)使待測(cè)元素恰能分一般地，選擇火焰的溫度應(yīng)使待測(cè)元素恰能分解成基態(tài)自由原子為宜。解成基態(tài)自由原子為宜。若溫度過(guò)高，會(huì)增加原子電離若溫度過(guò)高，會(huì)增加原子電離或激發(fā)，而使基態(tài)自由原子減少，導(dǎo)致分析靈敏度降低?；蚣ぐl(fā)，而使基態(tài)自由原子減少，導(dǎo)致分析靈敏度降低。 選擇火焰時(shí)，還應(yīng)考慮火焰本身對(duì)光的吸收。乙炔選擇火焰時(shí)，還應(yīng)考慮火焰本身對(duì)光的吸收。乙炔火焰在短波區(qū)有較大的吸收，火焰在短波區(qū)有較大的吸收，不適于短波區(qū)；不適于短波區(qū)；

34、而氫火焰而氫火焰在在短波區(qū)短波區(qū)的透射性能則好得多，的透射性能則好得多，適于短波區(qū)元素測(cè)定適于短波區(qū)元素測(cè)定。 （2）火焰原子化過(guò)程火焰原子化過(guò)程MX(1) 干燥干燥 MX (s) 汽化汽化 MX(g) 原子化原子化 M(g)+X(g)1、石墨爐原子化器的結(jié)構(gòu)、石墨爐原子化器的結(jié)構(gòu)由電源、石墨由電源、石墨管、爐體（保護(hù)氣管、爐體（保護(hù)氣系統(tǒng)）等三部分組系統(tǒng)）等三部分組成。成。動(dòng)畫(huà)與火焰原子化法相比，石墨爐原子化法具有如下特點(diǎn)： A A、靈敏度高、檢測(cè)限低；、靈敏度高、檢測(cè)限低； B B、用樣量少；、用樣量少； C C、基體干擾較嚴(yán)重，測(cè)量的精密度比火焰原子化法差。、基體干擾較嚴(yán)重，測(cè)量的精密度

35、比火焰原子化法差。（二）非火焰原子化器（二）非火焰原子化器 非火焰原子化器常用的是非火焰原子化器常用的是石墨爐石墨爐原子化器。石墨爐原子原子化器。石墨爐原子化法的過(guò)程是將試樣注入石墨管中間位置，用大電流通過(guò)石化法的過(guò)程是將試樣注入石墨管中間位置，用大電流通過(guò)石墨管以產(chǎn)生高達(dá)墨管以產(chǎn)生高達(dá)2000 3000的高溫使試樣經(jīng)過(guò)干燥、蒸發(fā)的高溫使試樣經(jīng)過(guò)干燥、蒸發(fā)和原子化。和原子化。 （2）石墨管）石墨管 長(zhǎng)長(zhǎng)30mm，直徑為，直徑為6mm的石墨管，管中央開(kāi)有一向上小的石墨管，管中央開(kāi)有一向上小孔，內(nèi)直徑為孔，內(nèi)直徑為4 mm，是液體試樣的進(jìn)樣口及保護(hù)氣體的出氣，是液體試樣的進(jìn)樣口及保護(hù)氣體的出氣口，

36、進(jìn)樣時(shí)用精密微量注射器注入或蠕動(dòng)泵自動(dòng)進(jìn)樣，固體口，進(jìn)樣時(shí)用精密微量注射器注入或蠕動(dòng)泵自動(dòng)進(jìn)樣，固體試樣從石英窗（可卸式）一側(cè)，用專門(mén)的加樣器加進(jìn)石墨管試樣從石英窗（可卸式）一側(cè)，用專門(mén)的加樣器加進(jìn)石墨管中央，每根石墨管可使用約中央，每根石墨管可使用約50 200次。次。 有普通石墨管（有普通石墨管（ HGAHGA）和熱解石墨管（）和熱解石墨管（ PGTPGT ）（1）石墨爐電源）石墨爐電源 石墨爐電源是一種石墨爐電源是一種 低壓低壓（1025V）大電流（）大電流（400 600A）而穩(wěn)定的交流電源）而穩(wěn)定的交流電源。 石墨爐原子化也稱電熱原子石墨爐原子化也稱電熱原子化。化。 （3）爐體）爐體

37、 爐體包括電極、石墨錐、水冷卻套管和保護(hù)氣氣路等。爐體包括電極、石墨錐、水冷卻套管和保護(hù)氣氣路等。石墨管兩端的電極接到一個(gè)低壓、大電流的電源上。石墨石墨管兩端的電極接到一個(gè)低壓、大電流的電源上。石墨錐具有固定石墨管和導(dǎo)電作用。通入冷卻水是使?fàn)t體降溫。惰錐具有固定石墨管和導(dǎo)電作用。通入冷卻水是使?fàn)t體降溫。惰性氣體（氬氣）為載氣和保護(hù)氣。載氣從石墨管兩端流入，由性氣體（氬氣）為載氣和保護(hù)氣。載氣從石墨管兩端流入，由進(jìn)樣孔流出，有效地除去在干燥和灰化過(guò)程中產(chǎn)生的基體蒸汽，進(jìn)樣孔流出，有效地除去在干燥和灰化過(guò)程中產(chǎn)生的基體蒸汽，同時(shí)保護(hù)原子不被氧化。保護(hù)氣沿石墨管外壁流動(dòng)，以保護(hù)石同時(shí)保護(hù)原子不被氧化

38、。保護(hù)氣沿石墨管外壁流動(dòng)，以保護(hù)石墨管不被燒蝕。墨管不被燒蝕。2 .石墨爐原子化器升溫程序石墨爐原子化器升溫程序石墨爐原子化采用程序升溫過(guò)程石墨爐原子化采用程序升溫過(guò)程程序程序干燥干燥灰化灰化原子化原子化 除殘除殘溫度溫度稍高于沸點(diǎn)稍高于沸點(diǎn)800800度左右度左右25002500度左右度左右高于原子化溫高于原子化溫 度度200200度左右度左右目的目的除去溶劑除去溶劑除去易揮發(fā)除去易揮發(fā)測(cè)量測(cè)量 清除殘留物清除殘留物基體和有機(jī)物基體和有機(jī)物時(shí)間時(shí)間 1020s 1020s 58 s 35s火焰原子化法和石墨爐原子化法的比較火焰原子化法和石墨爐原子化法的比較 火焰法火焰法石墨爐法石墨爐法原子化

39、原理原子化原理火焰熱火焰熱電熱電熱最高溫度最高溫度2955 0C3000 0C原子化效率原子化效率10 %90 % 以上以上試樣體積試樣體積約約1 mL 5-100 L靈敏度靈敏度低低對(duì)對(duì)cd: 0.5 ppb對(duì)對(duì)Al: 20 ppb高高對(duì)對(duì)cd: 0.002 ppb對(duì)對(duì)Al: 1.0 ppb重現(xiàn)性重現(xiàn)性(RSD)0.5 - 1.0 %1.5 - 5 %基體效應(yīng)基體效應(yīng)小小大大 其他原子化方法（其他原子化方法（低溫原子化方法）低溫原子化方法） 低溫原子化法又稱化學(xué)原子化法，其原子化溫度為室溫低溫原子化法又稱化學(xué)原子化法，其原子化溫度為室溫至攝氏數(shù)百度。常用的有汞低溫原子化法及氫化法。至攝氏數(shù)百

40、度。常用的有汞低溫原子化法及氫化法。（1 1）汞低溫原子化法）汞低溫原子化法 汞在室溫下，有一定的蒸氣壓，沸點(diǎn)為汞在室溫下，有一定的蒸氣壓，沸點(diǎn)為356.6 356.6 C C 。只要。只要對(duì)試樣進(jìn)行化學(xué)預(yù)處理還原出汞原子，由載氣（對(duì)試樣進(jìn)行化學(xué)預(yù)處理還原出汞原子，由載氣（ArAr或或N N2 2）將）將汞蒸氣送入吸收池內(nèi)測(cè)定。汞蒸氣送入吸收池內(nèi)測(cè)定。原理原理： 將試樣中的將試樣中的汞離子汞離子用用SnClSnCl2 2或鹽酸羥胺完全或鹽酸羥胺完全還原為還原為金金屬屬汞汞后，用氣流將后，用氣流將汞蒸氣汞蒸氣帶入具有石英窗的氣體測(cè)量管中進(jìn)帶入具有石英窗的氣體測(cè)量管中進(jìn)行吸光度測(cè)量。行吸光度測(cè)量。

41、特點(diǎn)特點(diǎn)：常溫測(cè)量；靈敏度、準(zhǔn)確度較高（可達(dá)：常溫測(cè)量；靈敏度、準(zhǔn)確度較高（可達(dá)1010-8-8g g汞汞）。主要應(yīng)用于主要應(yīng)用于：各種試樣中：各種試樣中HgHg元素的測(cè)量；元素的測(cè)量；1主要應(yīng)用于主要應(yīng)用于： GeGe、SnSn、PbPb、AsAs、SbSb、BiBi、SeSe和和TeTe等元素。在一等元素。在一定的酸度下，將被測(cè)元素還原定的酸度下，將被測(cè)元素還原成極易揮發(fā)與分解的氫化物，成極易揮發(fā)與分解的氫化物，如如AsHAsH3 3 、SnHSnH4 4 、BiHBiH3 3等。這些等。這些氫化物經(jīng)載氣送入石英管后，氫化物經(jīng)載氣送入石英管后，進(jìn)行原子化與測(cè)定。進(jìn)行原子化與測(cè)定。（2 2）

42、氫化物原子化法）氫化物原子化法原理原理：在酸性介質(zhì)中與：在酸性介質(zhì)中與強(qiáng)還原劑硼氫化鈉強(qiáng)還原劑硼氫化鈉反應(yīng)生成氣態(tài)氫化物。反應(yīng)生成氣態(tài)氫化物。例：例：AsClAsCl3 3+4NaBH+4NaBH4 4+ HCl+8H+ HCl+8H2 2O = AsHO = AsH3 3+4NaCl+4HBO+4NaCl+4HBO2 2+13H+13H2 2 將待測(cè)試樣在專門(mén)的氫化物生成器中產(chǎn)生氫化物，送入原子將待測(cè)試樣在專門(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)，氫化物易分解，原子化溫度低?；髦袡z測(cè)，氫化物易分解，原子化溫度低。特點(diǎn)特點(diǎn)：原子化溫度低：原子化溫度低(700-900(700-900

43、C) C) ；靈敏度高（對(duì)砷、硒可；靈敏度高（對(duì)砷、硒可達(dá)達(dá)10-9g10-9g）；基體干擾和化學(xué)干擾小；）；基體干擾和化學(xué)干擾?。蝗?、分光系統(tǒng)（外光路和單色器）、分光系統(tǒng)（外光路和單色器） (一一)外電路（又稱為照明系統(tǒng)）外電路（又稱為照明系統(tǒng)） 由銳線光源和兩個(gè)透鏡組成。由銳線光源和兩個(gè)透鏡組成。作用是：作用是：使銳線光源輻射使銳線光源輻射的共振發(fā)射線能正確的通過(guò)或聚焦于原子化區(qū)，并把透過(guò)的共振發(fā)射線能正確的通過(guò)或聚焦于原子化區(qū)，并把透過(guò)光聚焦于單色器的入射狹縫。光聚焦于單色器的入射狹縫。 為什么單色器置于原子化器后為什么單色器置于原子化器后？ 為防止原子化時(shí)產(chǎn)生的輻射干染進(jìn)入檢測(cè)器，

44、即阻為防止原子化時(shí)產(chǎn)生的輻射干染進(jìn)入檢測(cè)器，即阻止非檢測(cè)譜線進(jìn)入檢測(cè)系統(tǒng)，同時(shí)避免強(qiáng)烈輻射引起光止非檢測(cè)譜線進(jìn)入檢測(cè)系統(tǒng)，同時(shí)避免強(qiáng)烈輻射引起光電倍增管疲腦。電倍增管疲腦。（二）單色器（又稱為內(nèi)光路）（二）單色器（又稱為內(nèi)光路）由入射狹縫、光柵、凹面反射鏡和出射狹縫組成。由入射狹縫、光柵、凹面反射鏡和出射狹縫組成。作作用是用是：將待測(cè)元素的吸收線與鄰近譜線分開(kāi)。將待測(cè)元素的吸收線與鄰近譜線分開(kāi)。（三）單色器性能參數(shù)（三）單色器性能參數(shù) （1）線色散率線色散率（D） 兩條譜線間的距離與波長(zhǎng)差的比兩條譜線間的距離與波長(zhǎng)差的比值值X/。實(shí)際工作中常用其倒數(shù)。實(shí)際工作中常用其倒數(shù) /X （2）分辨率分

45、辨率 儀器分開(kāi)相鄰兩條譜線的能力。用該兩儀器分開(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)差的比值條譜線的平均波長(zhǎng)與其波長(zhǎng)差的比值/表示。表示。 原子吸收法采用銳線光源和峰值吸收測(cè)量技術(shù)，而且原子吸收法采用銳線光源和峰值吸收測(cè)量技術(shù)，而且原子吸收光譜較簡(jiǎn)單，因此，對(duì)單色器線色散率和分辨率原子吸收光譜較簡(jiǎn)單，因此，對(duì)單色器線色散率和分辨率要求較低。要求較低。一般倒色散率為一般倒色散率為2.0nmmm-1，理論分辨率為，理論分辨率為30000就能滿足要求。就能滿足要求。 當(dāng)儀器的色散率固定時(shí)，當(dāng)儀器的色散率固定時(shí)， W 將隨將隨S而變化。而變化。 S增大，增大，則則 W增大，進(jìn)入單色器的光

46、強(qiáng)度增加，與此同時(shí)，通過(guò)單增大，進(jìn)入單色器的光強(qiáng)度增加，與此同時(shí)，通過(guò)單色器出射狹縫的輻射光波長(zhǎng)范圍也變寬，使單色器的分辨色器出射狹縫的輻射光波長(zhǎng)范圍也變寬，使單色器的分辨率降低。反之，減小率降低。反之，減小S，進(jìn)入單色器的光強(qiáng)度減弱，單色，進(jìn)入單色器的光強(qiáng)度減弱，單色器的分辨率提高。器的分辨率提高。 在原子吸收測(cè)定中，光譜通帶的大小是儀器的工作條在原子吸收測(cè)定中，光譜通帶的大小是儀器的工作條件之一，是件之一，是 通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到最佳光譜通帶。通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到最佳光譜通帶。（3）光譜通帶光譜通帶（W） 指通過(guò)單色器出射狹縫的光束波長(zhǎng)指通過(guò)單色器出射狹縫的光束波長(zhǎng)間的范圍。當(dāng)?shù)咕€色散率（間的范圍。當(dāng)?shù)咕€

47、色散率（D）一定時(shí)，可通過(guò)選擇狹縫）一定時(shí)，可通過(guò)選擇狹縫寬度（寬度（S）來(lái)確定：）來(lái)確定： W=D S例例:用倒線色散率為用倒線色散率為2nm/mm(光柵光柵)的原子吸收分光的原子吸收分光 光度計(jì)測(cè)定鈷的最靈敏線光度計(jì)測(cè)定鈷的最靈敏線240.73nm ,為了消除為了消除Co240.63nm的干擾的干擾,應(yīng)采用多大的單色器通帶應(yīng)采用多大的單色器通帶?相相應(yīng)的狹縫寬度為多少應(yīng)的狹縫寬度為多少?解：解：為了消除為了消除Co240.63nm的干擾的干擾,光譜通帶的寬度光譜通帶的寬度應(yīng)小于應(yīng)小于240.73240.63=0.10nmS=W/D=0.10/2=0.050mm答：光譜通帶的寬度應(yīng)小于答：光

48、譜通帶的寬度應(yīng)小于0.10nm；狹縫寬度應(yīng)小于狹縫寬度應(yīng)小于0.050mm。四、檢測(cè)系統(tǒng)四、檢測(cè)系統(tǒng)作用作用 ： 檢測(cè)光信號(hào)的強(qiáng)度檢測(cè)光信號(hào)的強(qiáng)度部件部件 ： 光電倍增管、檢波放大器和讀出裝置光電倍增管、檢波放大器和讀出裝置要求要求 ： 足夠的光譜靈敏度足夠的光譜靈敏度 原子吸收光譜法中檢測(cè)器通常使用光電倍增管。原子吸收光譜法中檢測(cè)器通常使用光電倍增管。光電倍增管的工作電源應(yīng)有較高的穩(wěn)定性。如工作電壓光電倍增管的工作電源應(yīng)有較高的穩(wěn)定性。如工作電壓過(guò)高、照射的光過(guò)強(qiáng)或光照時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，都會(huì)引起疲勞效過(guò)高、照射的光過(guò)強(qiáng)或光照時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，都會(huì)引起疲勞效應(yīng)。應(yīng)。放大器的同步調(diào)制電源：放大器的同步調(diào)制電源：

49、放大器采用和空心陰極燈同頻率的脈沖或方波調(diào)制放大器采用和空心陰極燈同頻率的脈沖或方波調(diào)制光源，組成同步檢波放大器（光源，組成同步檢波放大器（ 脈沖光源交流放大器）脈沖光源交流放大器） 。僅放大調(diào)頻信號(hào)，可以消除直流發(fā)射線的影響。僅放大調(diào)頻信號(hào)，可以消除直流發(fā)射線的影響。五、儀器的類型五、儀器的類型 原子吸收分光光度計(jì)：原子吸收分光光度計(jì)： 按按光束光束分為單光束與雙光束型原子吸收分光光度計(jì)；分為單光束與雙光束型原子吸收分光光度計(jì)； 按按調(diào)制方法調(diào)制方法分為直流與交流型原子吸收分光光度計(jì)；分為直流與交流型原子吸收分光光度計(jì)； 按按波道波道分為單道、雙道和多道型原子吸收分光光度計(jì)。分為單道、雙道和

50、多道型原子吸收分光光度計(jì)。1v單光束分光光度計(jì)最簡(jiǎn)單，它無(wú)法消除電源電壓的微小變化對(duì)光源波動(dòng)所單光束分光光度計(jì)最簡(jiǎn)單，它無(wú)法消除電源電壓的微小變化對(duì)光源波動(dòng)所造成的基線漂移。為了消除基線漂移，光源要預(yù)熱造成的基線漂移。為了消除基線漂移，光源要預(yù)熱2030min2030min以上，并在測(cè)以上，并在測(cè)量過(guò)程中經(jīng)常校正零點(diǎn)來(lái)補(bǔ)償光源不穩(wěn)帶來(lái)的基線漂移。量過(guò)程中經(jīng)常校正零點(diǎn)來(lái)補(bǔ)償光源不穩(wěn)帶來(lái)的基線漂移。v最早使用的是直流電源供電，檢測(cè)器不能分辨光源和火焰的信號(hào)?，F(xiàn)都用最早使用的是直流電源供電，檢測(cè)器不能分辨光源和火焰的信號(hào)?，F(xiàn)都用交流供電，使光以一定頻率斷續(xù)地通過(guò)，在檢測(cè)器上產(chǎn)生交流信號(hào)，而檢交流供電

51、，使光以一定頻率斷續(xù)地通過(guò)，在檢測(cè)器上產(chǎn)生交流信號(hào)，而檢測(cè)器的放大電子線路只對(duì)交流信號(hào)起放大作用，而對(duì)來(lái)自火焰的光無(wú)作用。測(cè)器的放大電子線路只對(duì)交流信號(hào)起放大作用，而對(duì)來(lái)自火焰的光無(wú)作用。從而克服了火焰背景的影響。從而克服了火焰背景的影響。v但無(wú)法克服光源波動(dòng)的影響，為此設(shè)計(jì)了雙光束分光光度計(jì)。用旋轉(zhuǎn)的半但無(wú)法克服光源波動(dòng)的影響，為此設(shè)計(jì)了雙光束分光光度計(jì)。用旋轉(zhuǎn)的半銀鏡（切光器）把銀鏡（切光器）把HCLHCL的輸出分為兩個(gè)光束，一個(gè)通過(guò)火焰，另一個(gè)（參的輸出分為兩個(gè)光束，一個(gè)通過(guò)火焰，另一個(gè)（參考光束）通過(guò)可調(diào)光闌的空白池，再用半銀鏡把兩光束合并，使之交替進(jìn)考光束）通過(guò)可調(diào)光闌的空白池，再用

52、半銀鏡把兩光束合并，使之交替進(jìn)入單色器，兩光束的信號(hào)被檢測(cè)器放大、比較，顯示出兩光束的強(qiáng)度差。入單色器，兩光束的信號(hào)被檢測(cè)器放大、比較，顯示出兩光束的強(qiáng)度差。兩光束來(lái)自同一光源，光源的波動(dòng)會(huì)由于參考光束的作用得到補(bǔ)償。兩光束來(lái)自同一光源，光源的波動(dòng)會(huì)由于參考光束的作用得到補(bǔ)償。v先將空白溶液噴入火焰，調(diào)節(jié)空白池一側(cè)的光闌，使兩光束強(qiáng)度相等，然先將空白溶液噴入火焰，調(diào)節(jié)空白池一側(cè)的光闌，使兩光束強(qiáng)度相等，然后再將試液噴入火焰，則吸光度僅與待測(cè)元素的吸收有關(guān)?？梢院芎玫南笤賹⒃囈簢娙牖鹧?，則吸光度僅與待測(cè)元素的吸收有關(guān)?？梢院芎玫南庠春蜋z測(cè)器波動(dòng)的影響，有著較高的靈敏度和準(zhǔn)確度。除光源和檢測(cè)

53、器波動(dòng)的影響，有著較高的靈敏度和準(zhǔn)確度。HCLHCL不需預(yù)熱，不需預(yù)熱，點(diǎn)燈后即可開(kāi)始工作。但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格昂貴，入射光能損失較多，不能點(diǎn)燈后即可開(kāi)始工作。但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格昂貴，入射光能損失較多，不能消除原子化不穩(wěn)定和背景的影響。消除原子化不穩(wěn)定和背景的影響。原子吸收與紫外原子吸收與紫外可見(jiàn)分光光度法的比較可見(jiàn)分光光度法的比較相似之處相似之處不同之處不同之處吸收原吸收原理理光源光源吸收池吸收池儀器排布儀器排布紫外紫外-可見(jiàn)光可見(jiàn)光譜譜均均屬屬于于吸吸收收光光譜譜工作工作波段波段190900nm光源光源 單色器單色器 吸收池吸收池 檢測(cè)器檢測(cè)器分子吸分子吸收帶狀收帶狀光譜光譜連續(xù)光連續(xù)光源（鎢源

54、（鎢燈、氘燈、氘燈）燈）比色皿比色皿光源光源 單色單色器器 吸收池吸收池 檢測(cè)器檢測(cè)器原子吸原子吸收光譜收光譜銳線光源銳線光源 單色器單色器 原子化器原子化器檢測(cè)器檢測(cè)器原子吸原子吸收線狀收線狀光譜光譜銳線光銳線光源（空源（空心陰極心陰極燈）燈）原子化器原子化器銳線光源銳線光源原子化器原子化器單色器單色器 檢測(cè)器檢測(cè)器第四節(jié)第四節(jié) 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的主要干擾有原子吸收光譜法的主要干擾有物理干擾物理干擾、化學(xué)干擾化學(xué)干擾、電離干擾電離干擾、光譜干擾光譜干擾和和背景干擾背景干擾等。等。一、物理干擾一、物理干擾 物理干擾物理干擾是指試液與標(biāo)準(zhǔn)溶液

55、是指試液與標(biāo)準(zhǔn)溶液 物理性質(zhì)物理性質(zhì)有差異而有差異而產(chǎn)生的干擾。如粘度、表面張力或溶液的密度等的變化，產(chǎn)生的干擾。如粘度、表面張力或溶液的密度等的變化，影響樣品的霧化和氣溶膠到達(dá)火焰?zhèn)魉偷纫鹪游沼绊憳悠返撵F化和氣溶膠到達(dá)火焰?zhèn)魉偷纫鹪游諒?qiáng)度的變化而引起的干擾。強(qiáng)度的變化而引起的干擾。 消除辦法消除辦法：配制與被測(cè)試樣組成相近的標(biāo)準(zhǔn)溶液配制與被測(cè)試樣組成相近的標(biāo)準(zhǔn)溶液或采用標(biāo)準(zhǔn)加入法。若試樣溶液的濃度高，還可采用稀或采用標(biāo)準(zhǔn)加入法。若試樣溶液的濃度高，還可采用稀釋法。避免用粘度大的硫酸和磷酸處理試樣。釋法。避免用粘度大的硫酸和磷酸處理試樣。二、化學(xué)干擾二、化學(xué)干擾 化學(xué)干擾化學(xué)干擾是

56、由于被測(cè)元素原子與共存組份是由于被測(cè)元素原子與共存組份 發(fā)生化學(xué)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成穩(wěn)定的化合物反應(yīng)生成穩(wěn)定的化合物，影響被測(cè)元素的原子化，而引，影響被測(cè)元素的原子化，而引起的干擾。起的干擾。消除化學(xué)干擾的方法：消除化學(xué)干擾的方法：（1）提高火焰溫度）提高火焰溫度 使用高溫火焰或提高石墨爐原子化溫度，可使難離解使用高溫火焰或提高石墨爐原子化溫度，可使難離解的化合物分解。的化合物分解。 采用還原性強(qiáng)的火焰與石墨爐原子化法，可使難離采用還原性強(qiáng)的火焰與石墨爐原子化法，可使難離解的氧化物還原、分解。解的氧化物還原、分解。（2）加入釋放劑）加入釋放劑 釋放劑的作用釋放劑的作用是釋放劑與干擾物質(zhì)能生成比被測(cè)

57、是釋放劑與干擾物質(zhì)能生成比被測(cè)元素更穩(wěn)定的化合物，使被測(cè)元素釋放出來(lái)。元素更穩(wěn)定的化合物，使被測(cè)元素釋放出來(lái)。 例如，磷酸根干擾鈣的測(cè)定，可在試液中加入鑭、例如，磷酸根干擾鈣的測(cè)定，可在試液中加入鑭、鍶鹽，鑭、鍶與磷酸根首先生成比鈣更穩(wěn)定的磷酸鹽，鍶鹽，鑭、鍶與磷酸根首先生成比鈣更穩(wěn)定的磷酸鹽，就相當(dāng)于把鈣釋放出來(lái)。就相當(dāng)于把鈣釋放出來(lái)。（3）加入保護(hù)劑）加入保護(hù)劑 保護(hù)劑作用保護(hù)劑作用是它可與被測(cè)元素生成易分解的或更是它可與被測(cè)元素生成易分解的或更穩(wěn)定的配合物，防止被測(cè)元素與干擾組份生成難離解穩(wěn)定的配合物，防止被測(cè)元素與干擾組份生成難離解的化合物。保護(hù)劑一般是有機(jī)配合劑。例如，的化合物。保護(hù)

58、劑一般是有機(jī)配合劑。例如，EDTA、8-羥基喹啉。羥基喹啉。（4）加入基體改進(jìn)劑）加入基體改進(jìn)劑 對(duì)于石墨爐原子化法，在試樣中加入對(duì)于石墨爐原子化法，在試樣中加入基體改進(jìn)劑基體改進(jìn)劑，使，使其在干燥或灰化階段與試樣發(fā)生化學(xué)變化，其結(jié)果可以增其在干燥或灰化階段與試樣發(fā)生化學(xué)變化，其結(jié)果可以增加基體的揮發(fā)性或改變被測(cè)元素的揮發(fā)性，以消除干擾。加基體的揮發(fā)性或改變被測(cè)元素的揮發(fā)性，以消除干擾。(5)化學(xué)分離化學(xué)分離三、電離干擾三、電離干擾 在高溫條件下，基態(tài)原子會(huì)電離，使基態(tài)原子數(shù)減少，在高溫條件下，基態(tài)原子會(huì)電離，使基態(tài)原子數(shù)減少，吸光度下降，這種干擾稱為吸光度下降，這種干擾稱為電離干擾電離干擾。

59、 消除電離干擾的方法消除電離干擾的方法是加入過(guò)量的消電離劑。是加入過(guò)量的消電離劑。消電離消電離劑劑是比被測(cè)元素電離電位低的元素，相同條件下消電離劑是比被測(cè)元素電離電位低的元素，相同條件下消電離劑首先電離，產(chǎn)生大量的電子，抑制被測(cè)元素的電離。首先電離，產(chǎn)生大量的電子，抑制被測(cè)元素的電離。 例如，測(cè)鈣時(shí)可加入過(guò)量的例如，測(cè)鈣時(shí)可加入過(guò)量的KCl溶液消除電離干擾。溶液消除電離干擾。鈣的電離電位為鈣的電離電位為6.1eV，鉀的電離電位為，鉀的電離電位為4.3eV。由于。由于K電電離產(chǎn)生大量電子，使鈣離子得到電子而生成原子。離產(chǎn)生大量電子，使鈣離子得到電子而生成原子。四、光譜干擾及其抑制四、光譜干擾及其

60、抑制原子吸收光譜分析中的光譜干擾主要有譜線干擾和原子吸收光譜分析中的光譜干擾主要有譜線干擾和背景干擾兩種。背景干擾兩種。（一）譜線干擾（一）譜線干擾（1）吸收線重疊）吸收線重疊 共存元素吸收線與被測(cè)元素分析線波長(zhǎng)很接近時(shí)，共存元素吸收線與被測(cè)元素分析線波長(zhǎng)很接近時(shí)，兩譜線重疊或部分重疊，會(huì)使結(jié)果偏高。兩譜線重疊或部分重疊，會(huì)使結(jié)果偏高。（2）光譜通帶內(nèi)存在的非吸收線）光譜通帶內(nèi)存在的非吸收線非吸收線可能是被測(cè)元素的其它共振線與非共振線，非吸收線可能是被測(cè)元素的其它共振線與非共振線，也可能是光源中雜質(zhì)的譜線。也可能是光源中雜質(zhì)的譜線。 一般通過(guò)減小狹縫寬度與燈電流或另選譜線消除非一般通過(guò)減小狹縫