原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理

1、原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理原子吸收光譜儀基本課程原子吸收光譜儀基本課程一一基本原理基本原理原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理光譜早期發(fā)現(xiàn) SunlightPrism1600年牛頓發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)光經(jīng)過(guò)棱鏡后分成了年牛頓發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)光經(jīng)過(guò)棱鏡后分成了彩色光帶，他稱(chēng)其為光譜。彩色光帶，他稱(chēng)其為光譜。原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理Fraunhofer 線 1802年 Wollaston利用狹縫和棱鏡，第一次發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)光譜中的暗線，這是原子吸收光譜的最初觀測(cè)。 1814年Fraunhofer在棱鏡后放置了一個(gè)望遠(yuǎn)鏡來(lái)觀察太陽(yáng)光譜，對(duì)那些暗線作了粗略的測(cè)量，并列成譜圖，暗線條數(shù)超過(guò)700條，后來(lái)這些線稱(chēng)為

2、 Fraunhofer線。 這些線是由于太陽(yáng)外層的大氣吸收了太陽(yáng)發(fā)射的光線所致原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理Kirchhoff 和 Bunsen的實(shí)驗(yàn)（1）原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理Kirchhoff 和 Bunsen的實(shí)驗(yàn) （2）原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理吸收和發(fā)射 BaBaNaNaFraunhoferFraunhofer吸收線吸收線發(fā)射線發(fā)射線l 元素定性分析元素定性分析190 nm190 nm900 nm900 nmCuCu原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理基態(tài)原子原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理原子能量的吸收和發(fā)射基態(tài)基態(tài)激發(fā)態(tài)激發(fā)態(tài)h h吸收能量吸收能量外層外層

3、電子電子h h放出能量放出能量原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理原子吸收過(guò)程基態(tài)原子吸收共振線能量躍遷能量躍遷E Eo oE E2 2E E3 3E E1 1l1 1l2 2l3 3l4 4原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理Pb 的能級(jí)躍遷圖E E2 2E E1 1202.2202.2E E4 4217.0217.0261.4261.4283.3283.3波長(zhǎng)波長(zhǎng) / nm/ nm原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理吸收能量圖(每個(gè)元素的吸收線較少)a b c da b c dE Eo o 基態(tài)基態(tài)激發(fā)態(tài)激發(fā)態(tài)激發(fā)激發(fā)能量能量b ba ac cE E3 3E E2 2E E1 1E E 離子化離

4、子化原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理發(fā)射能量圖（每個(gè)元素有較多的發(fā)射線)a b c da b c dE Eo o 基態(tài)基態(tài)激發(fā)態(tài)激發(fā)態(tài)發(fā)射發(fā)射能量能量b ba ac cE E3 3E E2 2E E1 1E E 離子化離子化原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理E=Eq-Eo=hv=hc/E=Eq-Eo=hv=hc/式中式中： Eq ：激發(fā)態(tài)原子的能量；：激發(fā)態(tài)原子的能量； Eo ：基態(tài)原子的能量；：基態(tài)原子的能量； h ：普朗克常數(shù)：普朗克常數(shù) V ：發(fā)射光的頻率：發(fā)射光的頻率 C ：光速：光速 ：發(fā)射光的波長(zhǎng)：發(fā)射光的波長(zhǎng)原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理由于原子能級(jí)是量子化的，因此，在所有

5、的情況下，原子對(duì)輻射的吸收都是有選擇性的。由于各元素的原子結(jié)構(gòu)和外層電子的排布不同，元素從基態(tài)躍遷至第一激發(fā)態(tài)時(shí)吸收的能量不同，因而各元素的共振吸收線具有不同的特征原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理MnMnTcTcReReFeFeRuRuOsOsCoCoRhRhIr IrZnZnPdPdPtPtCuCuAgAgAuAuZnZnCdCdHgHgB BAlAlGaGaInInTl TlCCSi SiGeGeSnSnPbPbN NP PAsAsSbSbBi BiOOS SSeSeTeTePoPoF FClClBrBrI IAtAtHeHeNeNeArArKrKrXeXeRnRnH HLi LiNaN

6、aK KRbRbCsCsFr FrBeBeMgMgCaCaSrSrBaBaRaRaScScY YLaLaAcAcTi TiZr ZrHfHfV VNbNbTaTaCrCrMoMoww周期表CeCe PrPr NdNdPmPmSmSmEuEuGdGdTbTb DyDyHoHo ErEr TmTmYbYb LuLuThTh PaPa U U NpNpPuPuAmAm CmCmBkBk CfCf EsEs FmFmMdMdNoNo Lr LrTmTm原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理 原子吸收的基本原理可用以下幾點(diǎn)來(lái)說(shuō)明：原子吸收的基本原理可用以下幾點(diǎn)來(lái)說(shuō)明： v所有原子均可對(duì)光產(chǎn)生吸收；所有原子均

7、可對(duì)光產(chǎn)生吸收；v被吸收光線的波長(zhǎng)只與特定元素相關(guān)。如樣品中被吸收光線的波長(zhǎng)只與特定元素相關(guān)。如樣品中含鎳、鉛、銅等元素，如將該樣品含鎳、鉛、銅等元素，如將該樣品 置于鎳的特征置于鎳的特征波長(zhǎng)中，那么只有鎳原子才會(huì)對(duì)該特征光線產(chǎn)生吸波長(zhǎng)中，那么只有鎳原子才會(huì)對(duì)該特征光線產(chǎn)生吸收收. .v光程中該原子的數(shù)量越多，對(duì)其特征波長(zhǎng)的吸收光程中該原子的數(shù)量越多，對(duì)其特征波長(zhǎng)的吸收就越大，與該原子的濃度成正比。就越大，與該原子的濃度成正比。 原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理光源光源原子化器原子化器單色器單色器讀出系統(tǒng)讀出系統(tǒng)檢測(cè)器檢測(cè)器結(jié)構(gòu)示結(jié)構(gòu)示 意意 圖圖原子吸收光譜儀基本組成部分原子吸收光譜儀基本

8、組成部分原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理 18 原子發(fā)射 原子發(fā)射光譜是測(cè)量激發(fā)態(tài)原子或離子所釋放的光線的過(guò)程。原子發(fā)射光譜是測(cè)量激發(fā)態(tài)原子或離子所釋放的光線的過(guò)程。在低溫狀態(tài)下，幾乎沒(méi)有原子被激發(fā)。當(dāng)溫度升到在低溫狀態(tài)下，幾乎沒(méi)有原子被激發(fā)。當(dāng)溫度升到2000K時(shí)，時(shí)， 一些一些容易被激發(fā)的元素，如堿金屬元素可用發(fā)射法測(cè)出。容易被激發(fā)的元素，如堿金屬元素可用發(fā)射法測(cè)出。通過(guò)測(cè)量樣品的發(fā)射量，并將其與已知標(biāo)樣的發(fā)射量相比較，同樣通過(guò)測(cè)量樣品的發(fā)射量，并將其與已知標(biāo)樣的發(fā)射量相比較，同樣可得到未知樣品的濃可得到未知樣品的濃 度值。度值。 除無(wú)需光源以外，發(fā)射光譜與吸收光譜的基本組成是一樣的。在

9、發(fā)除無(wú)需光源以外，發(fā)射光譜與吸收光譜的基本組成是一樣的。在發(fā)射光譜儀中，比較關(guān)射光譜儀中，比較關(guān) 鍵的部分是原子化器（或稱(chēng)之為離子化器）鍵的部分是原子化器（或稱(chēng)之為離子化器）要能夠提供足夠的能量激發(fā)自由原子。最要能夠提供足夠的能量激發(fā)自由原子。最 早的激發(fā)能源為空氣乙早的激發(fā)能源為空氣乙炔及氧化亞氮乙炔火焰。多數(shù)原子吸收光譜儀也都有發(fā)射功炔及氧化亞氮乙炔火焰。多數(shù)原子吸收光譜儀也都有發(fā)射功 能，能，可用該功能對(duì)諸如可用該功能對(duì)諸如Li，Na，K等堿金屬元素進(jìn)行測(cè)量，因這些元素等堿金屬元素進(jìn)行測(cè)量，因這些元素較易激發(fā)。較易激發(fā)。然而，原子吸收光譜儀中所采用的火焰，通常缺乏足夠的熱能以真然而，原子

10、吸收光譜儀中所采用的火焰，通常缺乏足夠的熱能以真正產(chǎn)生大量激發(fā)原子正產(chǎn)生大量激發(fā)原子 或離子。另外大多數(shù)或離子。另外大多數(shù)AA系統(tǒng)所采用的單色器系統(tǒng)所采用的單色器的分辨率不能充分地將所需的發(fā)射波長(zhǎng)從眾多的譜線中分離出來(lái)。的分辨率不能充分地將所需的發(fā)射波長(zhǎng)從眾多的譜線中分離出來(lái)。鑒于上述原因，發(fā)射法在原子吸收系統(tǒng)中使用并不很多。鑒于上述原因，發(fā)射法在原子吸收系統(tǒng)中使用并不很多。 原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理 原子吸收光譜儀有以下幾個(gè)最基本的組成部分：原子吸收光譜儀有以下幾個(gè)最基本的組成部分： v光源：產(chǎn)生含有被分析元素特征波長(zhǎng)的光線。常見(jiàn)的有空芯陰極燈（HCL）、無(wú)級(jí) 放電燈（EDL）和超

11、強(qiáng)度燈（UltrAA Lamp）。 v原子化器：將樣品中被分析元素成比例地轉(zhuǎn)化成自由原子。所需能量通常是加熱。 最常用的方法是用空氣乙炔或 氧化亞氮乙炔火 焰。 樣品 以霧狀被導(dǎo)入火焰中，燃燒頭被調(diào)節(jié)好，使光線通過(guò)火 焰，火焰中的原子對(duì)光線 產(chǎn)生吸收。 v光學(xué)系統(tǒng)：將光線導(dǎo)入原子蒸汽并將出射光導(dǎo)入單色器。 v單色器：將元素?zé)羲a(chǎn)生的特定被分析元素的特征波長(zhǎng)從其它非特征波長(zhǎng)中分離出 來(lái)。 v檢測(cè)器：光敏檢測(cè)器（通常是光電倍增管）準(zhǔn)確地將光強(qiáng)測(cè)出。轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。 v電子線路：將檢測(cè)器的相應(yīng)值轉(zhuǎn)換成有用的分析測(cè)量值。 原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理 決大多數(shù)情況下，分析過(guò)程如下：決大多數(shù)情況下，

12、分析過(guò)程如下： v 將樣品制備成溶液形態(tài)；將樣品制備成溶液形態(tài)； v 制備一個(gè)不含被分析元素的溶液（空白）；制備一個(gè)不含被分析元素的溶液（空白）； v 制備一系列已知濃度的被分析元素的校正溶液（標(biāo)樣）；制備一系列已知濃度的被分析元素的校正溶液（標(biāo)樣）； v 依次測(cè)出空白及標(biāo)樣的相應(yīng)值；依次測(cè)出空白及標(biāo)樣的相應(yīng)值； v 依據(jù)上述相應(yīng)值繪依據(jù)上述相應(yīng)值繪 出校正曲線；出校正曲線； v 測(cè)出未知樣品的相應(yīng)值：測(cè)出未知樣品的相應(yīng)值： v 依據(jù)校正曲線及未知樣品的相應(yīng)值得出樣品的濃度值依據(jù)校正曲線及未知樣品的相應(yīng)值得出樣品的濃度值。 原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理吸收與濃度的關(guān)吸收與濃度的關(guān)系系透光

13、率透光率/T/T 吸光度吸光度/A/A 100 % 100 % 0 0 10 % 10 % 1 1 1 % 1 % 2 2 0.1 % 0.1 % 3 3透光率透光率T T（）與吸光度（）與吸光度（ABSABS）的關(guān)系）的關(guān)系原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理比耳朗伯定律（Beer-Lambert）原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理朗伯比耳定律吸收值吸收值(ABS)(ABS)濃度濃度火焰原子化分析曲線線性火焰原子化分析曲線線性可達(dá)可達(dá)2個(gè)數(shù)量級(jí)而石墨爐個(gè)數(shù)量級(jí)而石墨爐則較窄，通常只有一個(gè)數(shù)則較窄，通常只有一個(gè)數(shù)量級(jí)量級(jí)光的吸收定律光的吸收定律假設(shè)：基態(tài)原子對(duì)光的吸假設(shè)：基態(tài)原子對(duì)光的吸收，只存

14、在簡(jiǎn)單的電子躍收，只存在簡(jiǎn)單的電子躍遷，而無(wú)復(fù)雜的次級(jí)過(guò)程；遷，而無(wú)復(fù)雜的次級(jí)過(guò)程；在整個(gè)吸收層中吸收系數(shù)在整個(gè)吸收層中吸收系數(shù)不變；不變；激發(fā)處理關(guān)系式進(jìn)行了近激發(fā)處理關(guān)系式進(jìn)行了近似簡(jiǎn)化。似簡(jiǎn)化。原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理原子吸收光譜儀基本課程原子吸收光譜儀基本課程二二硬件簡(jiǎn)介硬件簡(jiǎn)介原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理Spectr AA 50/55原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理AA240系列原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理光譜儀各組件原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理 光 源在原子吸收中，AAS的光源有以下要求：首先是光源能發(fā)射出所需波長(zhǎng)的譜線，譜線的輪廓要窄。半峰寬應(yīng)是首先

15、是光源能發(fā)射出所需波長(zhǎng)的譜線，譜線的輪廓要窄。半峰寬應(yīng)是10103 310105 5 nmnm其次是要有足夠的輻射強(qiáng)度，這對(duì)高靈敏度、低噪音有意義。光源的輻射強(qiáng)度應(yīng)其次是要有足夠的輻射強(qiáng)度，這對(duì)高靈敏度、低噪音有意義。光源的輻射強(qiáng)度應(yīng)該穩(wěn)定、均勻，單光束儀器對(duì)此特別敏感該穩(wěn)定、均勻，單光束儀器對(duì)此特別敏感第三，燈內(nèi)填充氣及電極支持物所發(fā)射的譜線應(yīng)對(duì)共振線沒(méi)有干擾或干擾極小第三，燈內(nèi)填充氣及電極支持物所發(fā)射的譜線應(yīng)對(duì)共振線沒(méi)有干擾或干擾極小什么是“連續(xù)光源”和“銳線光源”?最常用的連續(xù)光源是家里的白熾燈，一般波長(zhǎng)范圍較寬：從最常用的連續(xù)光源是家里的白熾燈，一般波長(zhǎng)范圍較寬：從300300nmnm

16、到紅外區(qū)到紅外區(qū)相對(duì)來(lái)說(shuō)，銳線光源是不連續(xù)的。如黃色的街燈，燈里有鈉鹽的蒸氣。它發(fā)出兩相對(duì)來(lái)說(shuō)，銳線光源是不連續(xù)的。如黃色的街燈，燈里有鈉鹽的蒸氣。它發(fā)出兩個(gè)不連續(xù)的波長(zhǎng)：個(gè)不連續(xù)的波長(zhǎng)：589.0589.0和和589.6589.6nmnm原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理空心陰極燈設(shè)計(jì)CuCutrAAtrAALaLaececmpmpSpSp原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理空心陰極燈HCL原理空心陰極空心陰極陽(yáng)陽(yáng)極極原子原子 原子原子e e- -NeNe+ + + + e e- -原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理發(fā)射線和吸收線同時(shí)發(fā)生燈發(fā)射低溫、低壓原子吸收高溫、高壓吸收和發(fā)射在同一波長(zhǎng)同

17、時(shí)發(fā)生吸收和發(fā)射在同一波長(zhǎng)同時(shí)發(fā)生原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理空心陰極燈的常識(shí)填充氣主要是氬氣和氖氣，壓力一般為1/ 50個(gè)大氣壓。氖氣一般比氬氣靈敏，當(dāng)氖氣產(chǎn)生干擾線時(shí)，采用氬氣?？招年帢O燈并不只發(fā)射被測(cè)元素的線光源，但在原子吸收儀器的應(yīng)用上，都被廣泛的接受Varian的燈在制造過(guò)程中，有一個(gè)步驟是在真空狀態(tài)下加熱處理陰極，保證陰極中所吸收的氣體全部被除去。這個(gè)處理進(jìn)程導(dǎo)致一些陰極材料沉積在燈的玻璃外殼的內(nèi)表面。沉積物的多少依元素?fù)]發(fā)不同而不同Varian燈的側(cè)面有黑斑：制造黑斑的目的是因?yàn)檠娱L(zhǎng)燈的壽命。該黑斑是特意用離子轟擊鋯陽(yáng)極產(chǎn)生的鋯膜，但它具有極強(qiáng)的電抗性，是清除氧氣和其它氣態(tài)

18、分子極其有效的清道夫。陽(yáng)極附近有閃爍的輝光，是電流通過(guò)低壓氣體所致，對(duì)陰極外層的原子云無(wú)影響。好的燈，當(dāng)位置調(diào)整好后，應(yīng)具有較低的增益（依照元素的不同和儀器參數(shù)設(shè)置不同而不同）。當(dāng)該值很高，且燈發(fā)生信號(hào)上下波動(dòng)很大，則是個(gè)不祥的信息原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理空心陰極燈的操作光路中燈位置的調(diào)整，可以非常方便的通過(guò)手來(lái)進(jìn)行人工調(diào)節(jié)燈電流采用制造商推薦的操作電流。略高于或低于該數(shù)值，一般將不會(huì)影響分析的靈敏度燈電流太小，則要求增大光電倍增管的放大倍數(shù)，從而提高了噪音燈電流太大，則會(huì)導(dǎo)致兩方面的結(jié)果：銳線光源變寬，產(chǎn)生自吸，將導(dǎo)致靈敏度降低，且線性彎曲。燈的壽命降低原子吸收光譜儀的基本課程和基

19、本原理燈電流的影響燈電流燈電流吸收吸收強(qiáng)度強(qiáng)度噪音噪音原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理氘 燈用來(lái)得到高強(qiáng)度的紫外連續(xù)光源，進(jìn)行背景校正用氘填充到放電燈泡里，產(chǎn)生的連續(xù)波長(zhǎng)從190nm到425nm。大部分吸收線都在該區(qū)域，并且在這個(gè)區(qū)域里，背景吸收最為嚴(yán)重。氘燈一般由光譜儀自動(dòng)控制。操作者只要簡(jiǎn)單的設(shè)定背景打開(kāi)或關(guān)閉。原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理單色器單色器的作用是將原子的一條共振線從其它發(fā)射的譜線中分離出來(lái)對(duì)于一些元素是很容易，而一些元素則更困難如銅的兩條譜線，324.7nm和327.4nm非常容易進(jìn)行分離而鎳在232.0nm附近，231.7nm和232.1nm則較困難原子吸收光譜儀的

20、基本課程和基本原理 單色器Czerny-Turner型單色器:如下圖所示.主要特點(diǎn)是所采用的光學(xué)元件少,光通量大,分辨率較高,較易做到高準(zhǔn)確性. 光柵光柵出射狹縫出射狹縫入射狹縫入射狹縫球面反光鏡球面反光鏡球面反光鏡球面反光鏡狹縫調(diào)節(jié)輪狹縫調(diào)節(jié)輪光柵角度的變化決定了光柵角度的變化決定了從出射狹縫射出的譜線從出射狹縫射出的譜線波長(zhǎng)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)動(dòng)小桿可調(diào)節(jié)光柵角度轉(zhuǎn)動(dòng)小桿可調(diào)節(jié)光柵角度原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理分光系統(tǒng)-棱鏡式單色器棱鏡材料折射率是波長(zhǎng)的函數(shù)，一束平行光按某角度通過(guò)棱鏡時(shí)發(fā)射了角偏向，不同波長(zhǎng)其偏向較各異，因而使復(fù)合光分解為單色光。角色散率公式為：盡管角色散率為一關(guān)鍵指標(biāo)，但由于

21、光譜的觀測(cè)總是在距離色散元件有一定距離處進(jìn)行的，故采用線色散率更為方便。棱鏡式單色儀在紫外區(qū)有較高的色散能力，但隨波長(zhǎng)的增加，色散能力顯著下降2021222)()sin1 (sin2lllCnddllsin2fddddl原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理光柵式單色儀光柵是排列在一個(gè)光學(xué)平面或球面上的許多等寬、等距和相互平行的“狹縫”或“刻槽”的集合。AAS中均為反射光柵光柵的衍射可看成是單狹縫衍射和強(qiáng)度相等的多光束干涉的聯(lián)合F(u)和()分別是衍射因子和干涉因子)()(0uFII 原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理分析波長(zhǎng)的光譜解析情況分析波長(zhǎng)的光譜解析情況共振線共振線燈里填充氣的譜線燈里填充

22、氣的譜線非共振線非共振線單色器的分離情況單色器的分離情況光強(qiáng)光強(qiáng)原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理分辨率分辨率狹縫寬度狹縫寬度SBWSBW 一般一般0.2 0.2 1.0 nm 1.0 nm 可調(diào)可調(diào)Cu Cu 狹縫寬度狹縫寬度SBW 0.5 nmSBW 0.5 nmFeFe狹縫寬度狹縫寬度 SBW 0.2 nmSBW 0.2 nm主要的共振線主要的共振線原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理狹縫寬度 色散之前通過(guò)入口狹縫進(jìn)入單色器的光通量，從理論上說(shuō)應(yīng)盡可能大。出口狹縫決定譜帶的寬度，即輸送到檢測(cè)器的小部分光譜的寬度。但實(shí)際上，兩個(gè)狹縫是組合在一起的。因此狹縫寬度的選擇要折衷考慮：一方面要求較高

23、的光通量，因而具有較好的信噪比；另一方面要求譜線能分開(kāi)到一定程度，以防止檢測(cè)器測(cè)得的信號(hào)大于應(yīng)測(cè)得的信號(hào)。 由于AAS中空心陰極燈的光譜是比較簡(jiǎn)單的，因此很小需要應(yīng)用小于0.1nm的一起通帶寬度原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理狹縫寬度的影響 共振線共振線 共振線共振線 共振線共振線狹縫寬度狹縫寬度狹縫寬度狹縫寬度校正曲線彎曲校正曲線彎曲 共振線共振線 共振線共振線 共振線共振線狹縫寬度狹縫寬度狹縫寬度狹縫寬度 狹縫寬度狹縫寬度原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理光電倍增管的作用原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理光電倍增管的工作原理* *信號(hào)放大信號(hào)放大100,000,000100,000,00

24、0倍倍e e- -e e- -e e- -e e- -e e- -e e- -e e- -e e- -e e- -e e- -e e- -e e- -e e- -原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理EHT（光電倍增管的電壓)的影響原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理單光束光路設(shè)計(jì)原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理雙光束光路設(shè)計(jì)原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理原子化器火焰火焰原子化： 最常用的原子化器是化學(xué)火焰。其反應(yīng)機(jī)理是其他燃料（如乙炔）和氧化劑（如空氣和氧化亞氮）燃燒，樣品中的被測(cè)物在這種火焰下，分解產(chǎn)生出原子。測(cè)定的是平衡時(shí)通過(guò)光路吸收區(qū)平均基態(tài)原子數(shù)，其特征是原子蒸發(fā)特性不隨時(shí)間變化，即

25、是科研連續(xù)重復(fù)測(cè)定結(jié)果，是已知簡(jiǎn)便、快速、穩(wěn)定的裝置，適用與廣泛元素的常規(guī)分析優(yōu)點(diǎn)：便于使用、可靠和受記憶效應(yīng)的影響小。燃燒器系統(tǒng)小巧、耐用、價(jià)格低廉可獲得足夠的信噪比，精密度高，線性范圍較石墨爐寬缺點(diǎn)：樣品量需要較多霧化銷(xiāo)量低：一般510不能或難以直接分析固體或黏度高的液體樣品靈敏度低，因?yàn)槿細(xì)夂椭細(xì)怏w將樣品大量稀釋?zhuān)蚨`敏度受到限制原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理一定量的樣品加入到石墨爐（一般為石墨材質(zhì)）內(nèi)，電加熱經(jīng)幾個(gè)步驟，最后在一個(gè)較高的溫度下，被迅速地原子化，從而產(chǎn)生與被測(cè)元素的含量成正比的原子數(shù)量突出的優(yōu)點(diǎn)：靈敏度高，檢出限低進(jìn)樣量少重要的問(wèn)題：分析速度慢（一般每次分析23分

26、鐘）精度差（一般15，正常吸光度）原子化機(jī)理復(fù)雜，導(dǎo)致背景問(wèn)題原子化器石墨爐原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理MnMnTcTcReReFeFeRuRuOsOsCoCoRhRhIr IrZnZnPdPdPtPtCuCuAgAgAuAuZnZnCdCdHgHgB BAlAlGaGaInInTl TlCCSi SiGeGeSnSnPbPbN NP PAsAsSbSbBi BiOOS SSeSeTeTePoPoF FClClBrBrI IAtAtHeHeNeNeArArKrKrXeXeRnRnH HLi LiNaNaK KRbRbCsCsFr FrBeBeMgMgCaCaSrSrBaBaRaRaScS

27、cY YLaLaAcAcTi TiZr ZrHfHfV VNbNbTaTaCrCrMoMoww周期表CeCe PrPr NdNdPmPmSmSmEuEuGdGdTbTb DyDyHoHo ErEr TmTmYbYb LuLuThTh PaPa U U NpNpPuPuAmAm CmCmBkBk CfCf EsEs FmFmMdMdNoNo Lr LrTmTm原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理火焰和石墨爐原子吸收AAS標(biāo)準(zhǔn) 火焰 石墨爐元素6748靈敏度ppm-%ppt-ppb精度 好不錯(cuò)干擾少多速度快慢操作方便程度容易較復(fù)雜火焰的毒害性是無(wú)自動(dòng)化可行性是是 (不用人監(jiān)視）操作費(fèi)用l低中等原子吸

28、收光譜儀的基本課程和基本原理火焰與石墨爐的靈敏度比較AbsorbanceAbsorbance100 100 g/L Pb 217.0 nmg/L Pb 217.0 nm0.9360.9360.0040.004火焰吸收的信號(hào)火焰吸收的信號(hào)石墨爐吸收（石墨爐吸收（10 L10 L進(jìn)樣）進(jìn)樣）原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理火焰與石墨爐吸收的檢出限比較 元素 火焰 （ppb) 石墨爐(ppb)* Ag 3 0.035As 4500.25Bi500.45Cd30.01Cr 90.075Pb150.2Zn 1.50.0075原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理光譜儀各組件原子吸收光譜儀的基本課程和基本原

29、理原子吸收光譜儀（石墨爐）原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理霧化器和燃燒頭系統(tǒng)原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理霧化器原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理霧化室系統(tǒng)原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理撞擊球原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理撞擊球位置變化對(duì)吸光度的影響撞擊球位置變化對(duì)吸光度的影響原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理改變提升速率對(duì)吸光度的影響原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理采用空氣乙炔火焰進(jìn)行分析的元素對(duì)那些容易原子化的元素（如銅、鉛、鉀和鈉），空氣乙炔火焰是最為常用的火焰。 對(duì)這些元素來(lái)說(shuō)，在空氣乙炔火焰中已有較高比例的成分被轉(zhuǎn)化成原子基態(tài)（溫度大 約在2300）。干擾可忽略，火焰

30、中的化學(xué)環(huán)境（如氧化、燃燒比等）不是主要因素。空氣乙炔火焰卻不足以將難熔元素分解。 原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理采用乙炔氧化亞氮火焰進(jìn)行分析的元素第二類(lèi)元素是那些用空氣乙炔火焰不能分解，而需要更熱的氧化亞氮乙炔火焰的難 熔元素，火焰溫度大約在 3000。如Al、Si、W等。 原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理火焰溫度并不是所要考慮的唯一元素燃燒比也同樣重要。貧焰中含乙炔量 較少，且均被氧化。這類(lèi)火焰對(duì)那些受氧化作用影響較強(qiáng)的元素來(lái)說(shuō)，將不能產(chǎn)生足夠 的自由基態(tài)原子。分析易解離、易電離的元素比較有利。但如果火焰中含乙炔量較多，即在富焰中，因其中含較多的碳、 氫，因而可打破被分析元素較強(qiáng)的氧

31、化鏈，形成自由原子。適宜分析易形成單氧化物的元素難離解的元素。如：鉻等。一個(gè)較好的例子是鉻元素的 測(cè)量，在空氣乙炔火焰中，貧焰狀態(tài)下沒(méi)有吸光度，但富焰狀態(tài)下確有吸光度。這些 元素的測(cè)量需綜合考慮火焰溫度及火焰的化學(xué)環(huán)境，可通過(guò)調(diào)節(jié)火焰的燃燒比來(lái)仔細(xì)調(diào)整。 原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理可用兩種火焰進(jìn)行分析的元素有些元素，如As, Ca, Cr, Mg, Mo, Os, Se 和Sr 即可用空氣乙炔，也可用氧化亞氮乙 炔火焰來(lái)進(jìn)行測(cè)量。原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理石墨爐原子化過(guò)程原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理干燥過(guò)程固體沉積物固體沉積物小液滴小液滴t t原子吸收光譜儀的基本課程和基

32、本原理灰化階段分解剩下的分解剩下的殘留物殘留物固體沉積物固體沉積物原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理原子化階段原子云原子云分解殘留物分解殘留物原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理將樣品加入到石墨管中原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理馬達(dá)馬達(dá)清洗清洗原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理 Outer Gas flow Inner Gas flow Inner Gas flow 原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理石墨爐 原子化原子化灰化灰化干燥干燥時(shí)間時(shí)間溫度溫度保護(hù)氣體保護(hù)氣體熱解石墨涂熱解石墨涂層層原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理石墨管和石墨平臺(tái)示意圖原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理熱解石墨涂層

33、 無(wú)涂層管無(wú)涂層管熱解涂層熱解涂層涂層平臺(tái)涂層平臺(tái)原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理原子云原子云原子云擴(kuò)散x x原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理熱解涂層管的優(yōu)點(diǎn) 表面結(jié)構(gòu)致密，阻止氧化和化學(xué)的侵蝕 可延長(zhǎng)使用壽命 液體和原子蒸汽不易進(jìn)入 靈敏度高 重現(xiàn)性更好 記憶效應(yīng)小原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理小結(jié) 光譜儀的結(jié)構(gòu) 光源 原子化器 單色器 檢測(cè)器 石墨爐控制系統(tǒng) 石墨管原子化器 塞曼（Zeeman）/氘燈（Deuterium）扣背景 進(jìn)樣系統(tǒng)可編程按各種需要自動(dòng)進(jìn)行 石墨管和石墨平臺(tái)原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理傳統(tǒng)火焰AA的特點(diǎn)簡(jiǎn)單成熟的技術(shù)投資低操作成本低雖然存在化學(xué)干擾 ，但

34、容易確定和消除實(shí)踐上無(wú)譜線干擾與等離子發(fā)射光譜相比，分析速度慢動(dòng)態(tài)范圍相對(duì)ICP窄原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理快速火焰原子吸收保持火焰 AAS 的優(yōu)點(diǎn)低價(jià)位低價(jià)位(相對(duì)于相對(duì)于ICP)尺寸小尺寸小使用簡(jiǎn)便使用簡(jiǎn)便安全可靠安全可靠新儀器在510種元素分析時(shí)，速度與ICPAES相近擴(kuò)展的動(dòng)態(tài)范圍原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理 SLOW Flame-AAS常規(guī)的常規(guī)的 FAAS: FAAS: “ 串聯(lián)串聯(lián)”測(cè)量全部樣品測(cè)量全部樣品 , , 一個(gè)接一個(gè)接一個(gè)一個(gè) , , 一次測(cè)量一種元素一次測(cè)量一種元素ProbeMnMgCaNiFeCoCrCu1234原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理FAS

35、T FLAME AA “序列式序列式” 測(cè)量一個(gè)樣品中的全部測(cè)量一個(gè)樣品中的全部元素元素 (as in ICP):Probe M n M g CaNiFeCoCrCu1234原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理Fast Sequential AAS :全新的光路設(shè)計(jì)原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理Fast Sequential AAS :氣流控制Hammer - Gasbox:Magnetic valve opens Gas flow (33 Hz, 30ms/Cycle) Gas flow changes via Control of Opening TimeGas inooutut原子吸收

36、光譜儀的基本課程和基本原理Sequential Flame - AAS優(yōu)點(diǎn)每個(gè)樣品只有一個(gè)延遲時(shí)間(進(jìn)樣和清洗時(shí)間)減少?gòu)囊粋€(gè)樣品換到另一個(gè)樣品的死時(shí)間較短的分析時(shí)間使用較少的樣品較低的分析成本原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理原子吸收光譜儀基本課程原子吸收光譜儀基本課程三原子吸收的干擾原子吸收的干擾原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理AA分析的干擾A. 光譜干擾B. 蒸發(fā)干擾C. 電離干擾D. 基體干擾E. 背景吸收原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理 A. 譜線干擾1. 干擾物與分析物之譜線重疊2. 分析物譜線包含于干擾分子寬譜線中解決方法 :1. 減少狹縫寬度2. 應(yīng)用其他的光譜線3. 采用

37、化學(xué)分離原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理光譜線的重疊干擾在原子吸收分析條件下，產(chǎn)生的發(fā)射和吸收線較少，常用的分析線更少。分析元素實(shí)際常用的最靈敏線之間基本無(wú)譜線干擾。（1）吸收線干擾大量實(shí)驗(yàn)表明，已觀察到的吸收線干擾有13對(duì)：分析線分析線干擾吸收線干擾吸收線分析線分析線干擾吸收線干擾吸收線Ca 422.673Ge 422.657Fe 271.903Pt 271.904Cd 228.802As 228.812Ga 403.298Mn 403.307Cu 324.754Eu 324.753Pr 492.495Nd 492.453Hg 253.652Co 253.649Sb 217.023Pb 2

38、16.999Zn 213.856Fe 213.859Sb 231.147Ni 231.097Al 308.215V 308.211Si 250.690V 250.690Co 252.136In 252.137原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理發(fā)射線干擾發(fā)射線干擾 目前空心陰極燈的選材已經(jīng)成熟；倒線色散均優(yōu)于20/mm,只要選取小于2的通帶，一般可消除光源中的發(fā)射干擾。 舉例:當(dāng)制作Cr燈充入氬氣時(shí),Ar的357.7nm會(huì)干擾Cr357.9nm的測(cè)定 高溫原子化器中，燃燒產(chǎn)物或石墨爐體的熱輻射帶狀分子發(fā)射光譜等均會(huì)疊加在特征分析線上。通常采用調(diào)制光源供電方式，配合相敏檢波和相應(yīng)濾波手段，以消除原

39、子化器中的直流輻射干擾。原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理 B. 蒸發(fā)干擾部份樣品產(chǎn)生改變揮發(fā)速率之鹽類(lèi)，或干擾物與分析物產(chǎn)生不易裂解之熱穩(wěn)定物質(zhì)， 使分析物未完全成為自由原子。解決方法：1. 增加火焰溫度2. 加入化學(xué)釋放劑3. 加入保護(hù)性試劑4. 化學(xué)分離原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理化學(xué)釋放劑化學(xué)釋放劑 : :與干擾物形成更穩(wěn)定之化合物，而釋放出分析物。與干擾物形成更穩(wěn)定之化合物，而釋放出分析物。如如: : LaClLaCl3 3 C C2 2H H2 2/Air/AirCaCa3 3(PO4)(PO4)2 2 CaCl CaCl2 2 Ca Ca0 0掩蔽劑掩蔽劑 : : 與分析物

40、形成穩(wěn)定且易揮發(fā)之物種，而防止干擾。與分析物形成穩(wěn)定且易揮發(fā)之物種，而防止干擾。如如: :EDTAEDTA可去除測(cè)定可去除測(cè)定 Ca Ca 時(shí)硫酸根及磷酸根的干擾。時(shí)硫酸根及磷酸根的干擾。 原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理 C. 電離干擾分析物因其電離能很低，在火焰中極易離子分析物因其電離能很低，在火焰中極易離子化，造成靈敏度降低?；?，造成靈敏度降低。解決方法：解決方法： 通常采用加入消電離劑的辦法，即在試樣通常采用加入消電離劑的辦法，即在試樣中中加入大量（加入大量（100100倍以上）更容易離子化倍以上）更容易離子化元素，例如元素，例如 Na, K, Cs, SrNa, K, Cs, Sr

41、 來(lái)抑制分析來(lái)抑制分析物游離。物游離。 例例如如: : C C2 2H H2 2/Air /Air 測(cè)測(cè) Ba Ba 加入加入 2000 2000 至至 5000 ppm 5000 ppm 之之KClKCl。原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理 D. 基體干擾 霧化過(guò)程若測(cè)試樣品與標(biāo)準(zhǔn)樣品溶液之黏稠性或表面張力不同，而造成提升速率或霧化效率不同。解決方法：1.使測(cè)試樣品與標(biāo)準(zhǔn)樣品溶液之成分條件愈接近愈好。於樣品前處理時(shí)加入酸或是其他試藥時(shí)，也需同時(shí)加入近似濃度於準(zhǔn)樣品溶液中。2 標(biāo)準(zhǔn)添加法 ( Standard Addition Method )原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理 E. 背景吸收

42、當(dāng)元素?zé)羲l(fā)出的特征譜線被分子或固體顆粒遮擋發(fā)生能量衰減時(shí)產(chǎn)生的。這些分子包括金屬氧化物、氫分子、 OH和部分溶劑碎片解決方法：背景校正 1. D2 校正 2. Zeeman 校正原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理背景校正當(dāng)原子化溫度不足以將基體中的所有分子分解時(shí)就可能產(chǎn) 生分子吸收。分子吸收所產(chǎn)生的信號(hào)加上原子所產(chǎn)生的信號(hào)，就可能產(chǎn)生一較高的虛假 信號(hào)。在火焰法中，背景信號(hào)通常在0.05吸光度以下，但對(duì)某些類(lèi)型的樣品（特別是在 低紫外波段），背景干擾可能較高。在石墨爐分析中，背景信號(hào)則可能達(dá)2.0吸光度以上，背景校正就顯得十分重要了。原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理 實(shí)踐中，如遇到需測(cè)量大

43、背景信號(hào)中的較小的原子吸收信號(hào)時(shí)，我們不提倡直接進(jìn)行測(cè)量（雖然儀器可能具有這種能力），我們可提高加適合的基體改進(jìn)劑及合理設(shè)置石墨爐干燥、灰化程序來(lái)降低背景信號(hào)，因高背景信號(hào)降低光通量，降低了信噪比。 背景校正（或稱(chēng)為扣背景），是一種甄別非特征吸收的方法。所有廠家都采用相同的扣背景原理：即將背景吸收從總信號(hào)中減去。非特征吸收信號(hào)及總信號(hào)在數(shù)毫秒時(shí)間間隔內(nèi)被分別測(cè)出。然后提高計(jì)算得出所要的特征吸收信號(hào)值。在石墨爐分析中，信號(hào)的產(chǎn)生及變化速度極快，（每秒可達(dá)10個(gè)吸光度）。理想的情況是在同一時(shí)間測(cè)出背景信號(hào)和總信號(hào)，但實(shí)踐中是不可能做到的，但這兩個(gè)信號(hào)的測(cè)量在時(shí)間上越接近，其準(zhǔn)確性就越好。現(xiàn)在各種儀

44、器的這一時(shí)間差在210ms之間。原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理氘燈扣背景 最常用的扣背景方法是采用連續(xù)光源，如氘燈來(lái)測(cè)量背景信號(hào)。其波長(zhǎng)范圍為180到425nm。 因在短波長(zhǎng)范圍中，背景信號(hào)相對(duì)較高，該方法覆蓋了絕大多數(shù)高背景發(fā)生區(qū)。在元素?zé)艄ぷ?周期，元素?zé)羲a(chǎn)生的窄發(fā)射譜線被原子及背景物質(zhì)所共同衰減，所測(cè)得的值是總信號(hào)；在氘 燈工作周期，氘燈的寬譜線所測(cè)得的則是背景信號(hào)（此時(shí)元素?zé)羲a(chǎn)生的窄譜線原子吸收可忽略不計(jì)），兩次測(cè)量的差值，即為我們所需的原子吸收信號(hào).原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理氘燈波長(zhǎng)和強(qiáng)度氘燈波長(zhǎng)和強(qiáng)度原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理靈敏度好靈敏度好動(dòng)態(tài)線性范圍好動(dòng)

45、態(tài)線性范圍好費(fèi)用低費(fèi)用低 氘燈扣背景方法有以下幾方面局限性： 燈的強(qiáng)度有時(shí)不合適?？招年帢O燈和氘燈的強(qiáng)度匹配要精心調(diào)整（一般需要犧牲元素?zé)艄鈴?qiáng)，增大通帶和高壓，以彌補(bǔ)氘燈強(qiáng)度弱的缺點(diǎn)，但噪音將增大），同時(shí)還要控制兩種光源的穩(wěn)定性，調(diào)整兩光源的光斑要重合； 不能準(zhǔn)確扣除由窄譜線分子吸收而造成的結(jié)構(gòu)背景； 有時(shí)背景校正誤差很大； 氘燈扣背景方法的優(yōu)點(diǎn)氘燈扣背景方法的優(yōu)點(diǎn)原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理改變灰化溫度來(lái)消除背景干擾原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理Zeeman效應(yīng) 當(dāng)原子譜線被置于磁

46、場(chǎng)中時(shí)，譜線會(huì)發(fā)生分裂，這種現(xiàn)象，就是Zeeman效應(yīng)。 正常塞曼效應(yīng)或稱(chēng)之為簡(jiǎn)單塞曼效應(yīng)發(fā)生時(shí)，譜線被分裂成兩個(gè)分量和一個(gè)分量， 分量留在原譜線位置，分量則對(duì)稱(chēng)地出現(xiàn)在原譜線兩側(cè)數(shù)皮克納米處。該分量偏離 的程度取決于磁場(chǎng)強(qiáng)度的大小。 分量與磁場(chǎng)方向平行， 分量與磁場(chǎng)方向垂直。 原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理磁場(chǎng)關(guān)閉時(shí)測(cè)得總吸收信號(hào)，磁場(chǎng)開(kāi)時(shí)，分量被偏振器濾除，分量則因偏離共振譜 線而不能檢出，分子吸收信號(hào)不受磁場(chǎng)影響，因此，此時(shí)所得測(cè)量值為背景信號(hào)。 原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理塞曼Zeeman譜線分離原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理縱向磁場(chǎng)扣背景 縱向磁場(chǎng)的方向縱向磁場(chǎng)的方向與

47、光路平行，因與光路平行，因而所分裂出的而所分裂出的分量因與光路方分量因與光路方向垂直而不進(jìn)入向垂直而不進(jìn)入單色器單色器 。那么，。那么，在光路中就無(wú)需在光路中就無(wú)需用偏振器了。因用偏振器了。因此提高了光通量，此提高了光通量，可得到較好的檢可得到較好的檢出限。當(dāng)然出限。當(dāng)然 儀器儀器其它方面的設(shè)計(jì)其它方面的設(shè)計(jì)對(duì)儀器整體性能對(duì)儀器整體性能的影響也不可忽的影響也不可忽視視原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理橫向磁場(chǎng)扣背景正如前面所述，該方法在光路中加一偏振器將分量濾除。 Varian AA-240 塞曼石墨爐系統(tǒng)即采用該方法。 原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理塞曼扣背景優(yōu)點(diǎn)其最主要的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是背景

48、的扣除準(zhǔn)確地在被分析元素的共振譜線處進(jìn)行，且只需一個(gè) 光源。 波長(zhǎng)覆蓋整個(gè)波長(zhǎng)范圍；波長(zhǎng)覆蓋整個(gè)波長(zhǎng)范圍； 可準(zhǔn)確扣除結(jié)構(gòu)背景；可準(zhǔn)確扣除結(jié)構(gòu)背景； 可可 扣扣 除某些譜線干擾；除某些譜線干擾； 背景校正速度快，提高了扣背景的準(zhǔn)確性；背景校正速度快，提高了扣背景的準(zhǔn)確性； 可扣除高背景吸收；可扣除高背景吸收； 原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理 校正曲線向下翻轉(zhuǎn)校正曲線向下翻轉(zhuǎn) 在較高濃度時(shí)，校正曲線通常是趨于某一極限值。但在塞曼系統(tǒng)中，校正曲線在較高濃度時(shí)，校正曲線通常是趨于某一極限值。但在塞曼系統(tǒng)中，校正曲線（采用峰（采用峰 高法）可能出現(xiàn)向下翻轉(zhuǎn)的情況（依據(jù)波長(zhǎng)不同彎曲程度不一），高法）

49、可能出現(xiàn)向下翻轉(zhuǎn)的情況（依據(jù)波長(zhǎng)不同彎曲程度不一），這樣就會(huì)有兩個(gè)濃度這樣就會(huì)有兩個(gè)濃度 值對(duì)應(yīng)同一個(gè)吸光度值的現(xiàn)象發(fā)生。值對(duì)應(yīng)同一個(gè)吸光度值的現(xiàn)象發(fā)生。 為防止此類(lèi)情況的發(fā)生，在實(shí)踐中，需對(duì)每種元素在不同的波長(zhǎng)條件下所允許為防止此類(lèi)情況的發(fā)生，在實(shí)踐中，需對(duì)每種元素在不同的波長(zhǎng)條件下所允許的最大吸的最大吸 光度值作出限定，所有測(cè)量必須在該值以下進(jìn)行。光度值作出限定，所有測(cè)量必須在該值以下進(jìn)行。 原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理 某些元素靈敏度損失 某些元素在磁場(chǎng)中的分裂情況十分復(fù)雜，可能分裂出數(shù)個(gè)分量和數(shù)個(gè)分量，這種現(xiàn) 象稱(chēng)之為異常塞曼效應(yīng)。在一定磁場(chǎng)強(qiáng)度下， 分量也可能未完全分離除去，從

50、而降 低了分析的靈敏度。如 Al, As, Sb, Cu, Se 及Te這些元素。靈敏度損失的程度通常用磁 場(chǎng)靈敏度比(MSR)來(lái)衡量。MSR值通常在49到100%之間，因元素及波長(zhǎng)不同而不同 。 原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理原子吸收光譜儀基本課程原子吸收光譜儀基本課程四分析方法分析方法原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理分析考慮基本術(shù)語(yǔ)的定義特征濃度、特征質(zhì)量?jī)x器檢出限、工作范圍精度、準(zhǔn)確度分析的步驟直接校正曲線法標(biāo)準(zhǔn)加入法提高靈敏度標(biāo)準(zhǔn)和樣品的準(zhǔn)備原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理基本的分析過(guò)程（一）將樣品轉(zhuǎn)成溶液準(zhǔn)備不含被測(cè)物的溶液標(biāo)準(zhǔn)溶液零點(diǎn)(CAL ZERO)、試劑空白( REA

51、GENT BLANK)準(zhǔn)備一系列已知被測(cè)物含量的溶液標(biāo)準(zhǔn)溶液測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)溶液零點(diǎn)（CAL ZERO) 和標(biāo)準(zhǔn)溶液原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理基本的分析過(guò)程（二）根據(jù)測(cè)定的結(jié)果畫(huà)出校正曲線測(cè)定試劑空白和樣品從校正圖上得到樣品的分析濃度原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理注意事項(xiàng)朗伯比耳定律的適用性精度較高的校正曲線為：0.2 0.8 A標(biāo)準(zhǔn)和樣品的基體匹配通常在每分析完10個(gè)樣品后再進(jìn)行一次標(biāo)準(zhǔn)檢查原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理元素?zé)艉腿紵^需要足夠的時(shí)間進(jìn)行預(yù)熱元素?zé)?一般低電流時(shí)，預(yù)熱510分鐘 高電流（10mA) 時(shí)，應(yīng)預(yù)熱30分鐘燃燒頭 應(yīng)有5分鐘的時(shí)間，以達(dá)到熱平衡原子吸收光譜儀的

52、基本課程和基本原理靈敏度特征濃度（特征濃度（ Characteristic Concentration）為被分析元素產(chǎn)生 0.0044 (1 % )吸光度所需濃度。不同的儀器，特征濃度不一 樣。 可按下列公式計(jì)算： Char. Conc. = (標(biāo)樣濃度標(biāo)樣濃度 * 0.0044) / 平均平均吸光度吸光度（通常在校正曲線線性范圍內(nèi)測(cè)，如0.2ABS）特征質(zhì)量特征質(zhì)量（ Characteristic Mass ）在石墨爐分析中，按峰高計(jì)算，被分析元素產(chǎn)生0.0044吸光度所需質(zhì)量（以皮克為單位 ）。可按下公式計(jì)算：Char. Mass = (標(biāo)樣濃度標(biāo)樣濃度 0.0044 進(jìn)樣體積進(jìn)樣體積)

53、/ 標(biāo)樣吸光度標(biāo)樣吸光度IUPAC推薦為：分析信號(hào)隨分析物濃度變化的速度。原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理定義: 當(dāng)產(chǎn)生1% 吸收時(shí)，分析物的濃度 特征質(zhì)量CM (1)原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理特征質(zhì)量CM (2)原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理典型的特征質(zhì)量 (pg)元素 氘燈D2 塞曼ZeemanAg1.00.7As*8.010.0Cd*0.30.2Cr2.51.5Cu2.56.0Fe2.01.2Mo8.07.0Ni10.04.8Pb*6.05.5Sb*9.010.0注注: :峰高峰高 石墨管原子化石墨管原子化* *加基體改進(jìn)劑加基體改進(jìn)劑原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理檢出

54、限(Detection Limit)相對(duì)于99%的置信度元素，在溶液中可被檢出的最低濃度。具體是對(duì)空白或接近空白的溶液進(jìn)行多次測(cè)量，3倍的標(biāo)準(zhǔn)偏差即是檢出限。這是儀器所能檢出的高于背景噪聲的最低限。 *檢出限（Detection Limit）和測(cè)量下限（Determination Limit）：英文檢寫(xiě)都是D.L.測(cè)定下限是指有一定準(zhǔn)確度要求，可進(jìn)行定量測(cè)定的分析元素的最小濃度（或質(zhì)量）。而檢出限帶有可定性檢出的最小濃度（或質(zhì)量）的含義 原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理檢出限-美國(guó)聯(lián)邦環(huán)保局按照美國(guó)聯(lián)邦環(huán)保局的要求，用35倍于儀器制造商提供的檢出限的標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行測(cè)定，每天測(cè)7次(連續(xù)），測(cè)三

55、天（應(yīng)為不連續(xù)的），計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差，3倍的標(biāo)準(zhǔn)偏差即為檢出限原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理標(biāo)準(zhǔn)偏差的計(jì)算計(jì)算每組7個(gè)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差S Dx xN. .()21原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理準(zhǔn)確度準(zhǔn)確度：是指測(cè)定值和真值的差別好的精度不等于準(zhǔn)確度好，而準(zhǔn)確度好必須有好的精度判斷準(zhǔn)確度好壞的三種實(shí)驗(yàn)：（1）標(biāo)樣對(duì)照實(shí)驗(yàn)（2）方法對(duì)照實(shí)驗(yàn)（3）標(biāo)準(zhǔn)回收實(shí)驗(yàn)： 在樣品的前處理前，先在試樣中加入已知量的標(biāo)準(zhǔn)分析元素（其狀態(tài)也應(yīng)與試樣中待分析的元素相近）。在進(jìn)行完整分析過(guò)程后，復(fù)核回收百分?jǐn)?shù)。，根據(jù)回收率接近100的程度，檢驗(yàn)方法的可靠性。原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理影響特征質(zhì)量和檢出限的因素

56、 分析物 波長(zhǎng) 光路中的長(zhǎng)度 狹縫寬度 光源的類(lèi)型 基體 (包括基體改進(jìn)劑) 背景校正 檢測(cè)器的類(lèi)型方法參數(shù)原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理影響檢出限的因素 原子化速率的波動(dòng) 石墨管壁的發(fā)射 大氣、惰性氣體和分析物的吸收 光源的噪音 檢測(cè)器的噪音 光路系統(tǒng)不干凈原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理特征質(zhì)量和檢出限 特征質(zhì)量 在低吸收(0.100-0.200 abs)時(shí)進(jìn)行測(cè)量 決定最佳的工作范圍 (20-200 x) 儀器性能的檢查 數(shù)值越低，表明： 靈敏度越好 越好的精確度 更好的準(zhǔn)確度 低的檢出限 檢出限q 測(cè)量總的噪音q 最小的可檢出量 MDQ= 10 x DLq 并不保證好的精度q 與

57、特征質(zhì)量相比，更多取決與基體和分析方法原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理標(biāo)準(zhǔn)曲線法保證分析準(zhǔn)確度的注意事項(xiàng)：保證分析準(zhǔn)確度的注意事項(xiàng)：1、標(biāo)樣和試樣分析測(cè)量條件要穩(wěn)定一、標(biāo)樣和試樣分析測(cè)量條件要穩(wěn)定一致；致；2、要正確扣除空白，消除干擾；、要正確扣除空白，消除干擾；3、標(biāo)準(zhǔn)系列濃度選點(diǎn)均勻，包含在吸、標(biāo)準(zhǔn)系列濃度選點(diǎn)均勻，包含在吸收定律直線范圍，一般不超過(guò)兩個(gè)數(shù)量收定律直線范圍，一般不超過(guò)兩個(gè)數(shù)量級(jí)；級(jí)；4、控制分析曲線吸光度值在、控制分析曲線吸光度值在0.10.5范范圍內(nèi)。圍內(nèi)。原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理標(biāo)準(zhǔn)加入法原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理一般的標(biāo)準(zhǔn)加入過(guò)程原子吸收光譜儀的基

58、本課程和基本原理實(shí)驗(yàn)室環(huán)境準(zhǔn)確度和精度的影響干凈的工作區(qū)干凈的分析器具仔細(xì)的分析操作良好的通風(fēng)條件原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理玻璃器皿和試劑儲(chǔ)存移液管、容量瓶，美國(guó)EPA推薦A級(jí)產(chǎn)品，我國(guó)需要進(jìn)行計(jì)量鑒定。酸性溶液或中性溶液采用玻璃器皿：Ag，Hg和Sn在玻璃器皿中更穩(wěn)定溶液應(yīng)保存在PH 2的樣品中堿性溶液應(yīng)用聚乙烯或聚四氟乙烯器皿應(yīng)根據(jù)樣品情況仔細(xì)挑選容器，并小心的清洗： “新”的并不是“干凈的”塑料制品中Zn和Sn的含量常常很高原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理清洗過(guò)程按照美國(guó)材料實(shí)驗(yàn)協(xié)會(huì)的程序，仔細(xì)清洗：用5HCl浸泡過(guò)夜用去離子水清洗用5%HNO3浸泡過(guò)夜用去離子水清洗空氣干燥或

59、無(wú)需干燥，蓋上蓋子或塞子經(jīng)該方法處理后的容量瓶和試劑容器可以滿(mǎn)足痕量水平的分析原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理溶液和試劑至少為分析純的試劑根據(jù)試劑的規(guī)格，檢查雜質(zhì)含量水平在分析日志上注明所有試劑的批號(hào)分析用水采用美國(guó)EPA的標(biāo)準(zhǔn)（電導(dǎo)率18 M）采用離子交換樹(shù)脂，純化金屬離子趕走溶解的其它和有機(jī)物硬水一定要軟化原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理標(biāo)準(zhǔn)溶液的制備原子吸收測(cè)量的原理是用未知物與已知的標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行比較來(lái)得到結(jié)果的一般購(gòu)買(mǎi)的原子吸收用標(biāo)準(zhǔn)溶液是1000ppm. K，Na一般為10000ppm所有的標(biāo)準(zhǔn)溶液，不論是工作用還是儲(chǔ)備液，儲(chǔ)存時(shí)間太長(zhǎng)，都變得不可靠水分可能從塑料容器的器壁損失金

60、屬也可能吸附在容器的器壁上標(biāo)準(zhǔn)溶液的穩(wěn)定性很重要一些金屬，如Ag、Bi、Hg、Sn和Mo等元素，容易與儲(chǔ)存容器的器壁作用。所有溶液應(yīng)保持在PH99.5%原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理氧化亞氮的回火問(wèn)題回火：是由于燃燒的速度超過(guò)氣體的流速（流量的提升速度）右圖是乙炔流量/ 氧化亞氮流量比值與總流量圖，回火區(qū)在低總流量區(qū)Varian AA是采用高比值0.6和高的總流量16L/minVarian用可能回火的3倍的氣體流速來(lái)操作N2O原子吸收光譜儀的基本課程和基本原理防止回火 多年實(shí)踐表明，回火的發(fā)生可能與下列因素有關(guān)：1.保持燃燒頭清潔，燃燒頭狹縫上不應(yīng)有任何沉積物，因這些沉積物可能引起燃燒頭堵