原子吸收光譜分析

1、原子吸收光譜法原子吸收光譜法Contents第一節(jié)第一節(jié) 原子吸收光譜法基本原理原子吸收光譜法基本原理第二節(jié)第二節(jié) 原子吸收光譜儀原子吸收光譜儀第三節(jié)第三節(jié) 原子吸收光譜分析方法原子吸收光譜分析方法第四節(jié)第四節(jié) 原子吸收光譜法的干擾及抑制原子吸收光譜法的干擾及抑制 1978 1978年年1 1月，內(nèi)蒙古自治區(qū)某市的一棟宿舍樓里，突月，內(nèi)蒙古自治區(qū)某市的一棟宿舍樓里，突然發(fā)生爆炸，炸死兩人，重傷一人。然發(fā)生爆炸，炸死兩人，重傷一人。 公安人員趕到現(xiàn)場。很明顯，那是屋里的火爐爆炸所造成公安人員趕到現(xiàn)場。很明顯，那是屋里的火爐爆炸所造成的?；馉t里燒的是劈柴、煤，怎么會爆炸呢的?；馉t里燒的是劈柴、煤，

2、怎么會爆炸呢? ? 不難斷定，一定不難斷定，一定是爐子里有爆炸物。是爐子里有爆炸物。 這樣的這樣的“斷定斷定”，只不過是理論上的推斷。要想用事實證，只不過是理論上的推斷。要想用事實證明這一明這一“斷定斷定”，卻不那么容易。在零亂不堪的現(xiàn)場，公安人，卻不那么容易。在零亂不堪的現(xiàn)場，公安人員仔仔細(xì)細(xì)地檢查著，沒有發(fā)現(xiàn)爆炸物的痕跡。好不容易，才員仔仔細(xì)細(xì)地檢查著，沒有發(fā)現(xiàn)爆炸物的痕跡。好不容易，才算找到爆炸的斑痕和細(xì)碎的金屬屑。算找到爆炸的斑痕和細(xì)碎的金屬屑。 經(jīng)過原子吸收光譜分析，從那斑痕中查出了炸藥經(jīng)過原子吸收光譜分析，從那斑痕中查出了炸藥“黑索金黑索金”和鉛。那金屬屑經(jīng)過光譜分析，表明是鋁。和

3、鉛。那金屬屑經(jīng)過光譜分析，表明是鋁。 案情終于查明：采煤時，不小心把一支未爆炸的雷管落到案情終于查明：采煤時，不小心把一支未爆炸的雷管落到煤中。這雷管在這家的火爐中爆炸了，造成了不幸煤中。這雷管在這家的火爐中爆炸了，造成了不幸! ! 概述概述一、歷史發(fā)展一、歷史發(fā)展原子吸收光譜法（原子吸收光譜法（atomic absorption spectrometryatomic absorption spectrometry）又）又稱原子吸收分光光度法，簡稱原子吸收法（稱原子吸收分光光度法，簡稱原子吸收法（AASAAS）第一階段第一階段原子吸收現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)與科學(xué)解釋原子吸收現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)與科學(xué)解釋 早在早在1

4、8021802年，伍朗斯頓（年，伍朗斯頓（W.H.WollastonW.H.Wollaston）在研究太陽連）在研究太陽連續(xù)續(xù) 光譜時，就發(fā)現(xiàn)了太陽連續(xù)光譜中出現(xiàn)的暗線。光譜時，就發(fā)現(xiàn)了太陽連續(xù)光譜中出現(xiàn)的暗線。18171817年，弗勞霍費（年，弗勞霍費（J.FraunhoferJ.Fraunhofer）在研究太陽連續(xù)光譜）在研究太陽連續(xù)光譜時，再次發(fā)現(xiàn)了這些暗線，由于當(dāng)時尚不了解產(chǎn)生這些暗時，再次發(fā)現(xiàn)了這些暗線，由于當(dāng)時尚不了解產(chǎn)生這些暗線的原因，于是就將這些暗線稱為弗勞霍費線。線的原因，于是就將這些暗線稱為弗勞霍費線。太陽光譜中的吸收線 太陽的連續(xù)光譜上有非常多的暗黑吸收線，在可見光的范圍

5、內(nèi)就有二太陽的連續(xù)光譜上有非常多的暗黑吸收線，在可見光的范圍內(nèi)就有二萬多條，這些吸收線幾乎全起源于光球?qū)印Ｓ商柕奈兆V推斷，太陽的萬多條，這些吸收線幾乎全起源于光球?qū)?。由太陽的吸收譜推斷，太陽的大氣至少含有五十七種以上的元素。大氣至少含有五十七種以上的元素。 此處的太陽光譜過長無法容在同一帶此處的太陽光譜過長無法容在同一帶上，故將光譜由紫光至紅光切割成十等份，每一片光譜的右端續(xù)至下一片上，故將光譜由紫光至紅光切割成十等份，每一片光譜的右端續(xù)至下一片光譜的左端。光譜的左端。 n18591859年，克希荷夫（年，克希荷夫（G.KirchhoffG.Kirchhoff）與）與本生本生（R.Buns

6、onR.Bunson）在研究堿金屬和堿土金屬的火焰光譜時，）在研究堿金屬和堿土金屬的火焰光譜時，發(fā)現(xiàn)鈉蒸氣發(fā)出的光通過溫度較低的鈉蒸氣時，會引發(fā)現(xiàn)鈉蒸氣發(fā)出的光通過溫度較低的鈉蒸氣時，會引起鈉光的吸收，并且根據(jù)鈉發(fā)射線與暗線在光譜中位起鈉光的吸收，并且根據(jù)鈉發(fā)射線與暗線在光譜中位置相同這一事實，斷定太陽連續(xù)光譜中的暗線，正是置相同這一事實，斷定太陽連續(xù)光譜中的暗線，正是太陽外圍大氣圈中的鈉原子對太陽光譜中的鈉輻射吸太陽外圍大氣圈中的鈉原子對太陽光譜中的鈉輻射吸收的結(jié)果。收的結(jié)果。n第二階段第二階段原子吸收光譜儀器的產(chǎn)生原子吸收光譜儀器的產(chǎn)生 n原子吸收光譜作為一種實用的分析方法是從原子吸收光譜

7、作為一種實用的分析方法是從19551955年開年開始的。這一年澳大利亞的瓦爾西始的。這一年澳大利亞的瓦爾西(A.Walsh)(A.Walsh)發(fā)表了他的著發(fā)表了他的著名論文名論文“原子吸收光譜在化學(xué)分析中的應(yīng)用原子吸收光譜在化學(xué)分析中的應(yīng)用”奠定了原子奠定了原子吸收光譜法的基礎(chǔ)。吸收光譜法的基礎(chǔ)。n5050年代末和年代末和6060年代初，年代初，Hilger, Varian TechtronHilger, Varian Techtron及及Perkin-ElmerPerkin-Elmer公司先后推出了原子吸收光譜商品儀器，發(fā)公司先后推出了原子吸收光譜商品儀器，發(fā)展了瓦爾西的設(shè)計思想。到了展了瓦

8、爾西的設(shè)計思想。到了6060年代中期，原子吸收光譜年代中期，原子吸收光譜開始進(jìn)入迅速發(fā)展的時期。開始進(jìn)入迅速發(fā)展的時期。 n第三階段第三階段電熱原子吸收光譜儀器的產(chǎn)生電熱原子吸收光譜儀器的產(chǎn)生 n19591959年年, ,蘇聯(lián)里沃夫發(fā)表了電熱原子化技術(shù)的第一篇論蘇聯(lián)里沃夫發(fā)表了電熱原子化技術(shù)的第一篇論文。電熱原子吸收光譜法的絕對靈敏度可達(dá)到文。電熱原子吸收光譜法的絕對靈敏度可達(dá)到1010-12-12-10-10- -1414g,g,使原子吸收光譜法向前發(fā)展了一步。使原子吸收光譜法向前發(fā)展了一步。n近年來近年來, ,塞曼效應(yīng)和自吸效應(yīng)扣除背景技術(shù)的發(fā)展塞曼效應(yīng)和自吸效應(yīng)扣除背景技術(shù)的發(fā)展, ,使

9、使在很高的的背景下亦可順利地實現(xiàn)原子吸收測定。在很高的的背景下亦可順利地實現(xiàn)原子吸收測定。n基體改進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用、平臺及探針技術(shù)的應(yīng)用以及在基體改進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用、平臺及探針技術(shù)的應(yīng)用以及在此基礎(chǔ)上發(fā)展起來的穩(wěn)定溫度平臺石墨爐技術(shù)此基礎(chǔ)上發(fā)展起來的穩(wěn)定溫度平臺石墨爐技術(shù)(STPF)(STPF)的應(yīng)用的應(yīng)用, ,可以對許多復(fù)雜組成的試樣有效地實現(xiàn)原子吸可以對許多復(fù)雜組成的試樣有效地實現(xiàn)原子吸收測定。收測定。 n第四階段第四階段原子吸收分析儀器的發(fā)展原子吸收分析儀器的發(fā)展 n隨著原子吸收技術(shù)的發(fā)展，推動了原子吸收儀器隨著原子吸收技術(shù)的發(fā)展，推動了原子吸收儀器的不斷更新和發(fā)展，而其它科學(xué)技術(shù)進(jìn)步，為原子吸

10、的不斷更新和發(fā)展，而其它科學(xué)技術(shù)進(jìn)步，為原子吸收儀器的不斷更新和發(fā)展提供了技術(shù)和物質(zhì)基礎(chǔ)。收儀器的不斷更新和發(fā)展提供了技術(shù)和物質(zhì)基礎(chǔ)。n近年來，使用連續(xù)光源和中階梯光柵，結(jié)合使用光導(dǎo)近年來，使用連續(xù)光源和中階梯光柵，結(jié)合使用光導(dǎo)攝象管、攝象管、二極管二極管陣列多元素分析檢測器，設(shè)計出了微陣列多元素分析檢測器，設(shè)計出了微機控制的原子吸收分光光度計，為解決多元素同時測機控制的原子吸收分光光度計，為解決多元素同時測定開辟了新的前景。定開辟了新的前景。n微機控制的原子吸收光譜系統(tǒng)簡化了儀器結(jié)構(gòu)，提高微機控制的原子吸收光譜系統(tǒng)簡化了儀器結(jié)構(gòu)，提高了儀器的自動化程度，改善了測定準(zhǔn)確度，使原子吸了儀器的自動

11、化程度，改善了測定準(zhǔn)確度，使原子吸收光譜法的面貌發(fā)生了重大的變化。收光譜法的面貌發(fā)生了重大的變化。n聯(lián)用技術(shù)聯(lián)用技術(shù)( (色譜色譜- -原子吸收聯(lián)用、原子吸收聯(lián)用、流動注射流動注射- -原子吸收原子吸收聯(lián)用聯(lián)用) )日益受到人們的重視。色譜日益受到人們的重視。色譜- -原子吸收聯(lián)用，不原子吸收聯(lián)用，不僅在解決元素的化學(xué)形態(tài)分析方面，而且在測定有機僅在解決元素的化學(xué)形態(tài)分析方面，而且在測定有機化合物的復(fù)雜混合物方面，都有著重要的用途，是一化合物的復(fù)雜混合物方面，都有著重要的用途，是一個很有前途的發(fā)展方向。個很有前途的發(fā)展方向。 二二. . 原子吸收法的特點：原子吸收法的特點：（一）原子吸收法、紫

12、外可見光光度法和原子發(fā)射法的區(qū)（一）原子吸收法、紫外可見光光度法和原子發(fā)射法的區(qū) 別別 三種分析方法的基本原理相同，都遵循三種分析方法的基本原理相同，都遵循BeerBeer定律。定律。 1. 1. 原子吸收法與紫外可見光光度法的區(qū)別原子吸收法與紫外可見光光度法的區(qū)別 1 1）吸光物質(zhì)的狀態(tài)不同）吸光物質(zhì)的狀態(tài)不同 原子吸收法：蒸汽相中的基態(tài)原子原子吸收法：蒸汽相中的基態(tài)原子 紫外可見光光度法：溶液中的分子（或原子團(tuán)）紫外可見光光度法：溶液中的分子（或原子團(tuán)） 2 2）吸收光譜的不同）吸收光譜的不同 原子吸收法：銳線光、線狀吸收，半寬約原子吸收法：銳線光、線狀吸收，半寬約0.01 0.01 紫外

13、可見光光度法：單色光、帶狀吸收紫外可見光光度法：單色光、帶狀吸收2. 2. 原子吸收法與原子發(fā)射法的區(qū)別原子吸收法與原子發(fā)射法的區(qū)別 1 1）定量分析的基礎(chǔ)（依據(jù)）不同）定量分析的基礎(chǔ)（依據(jù)）不同 原子吸收法：基態(tài)原子對特征銳線光的吸收原子吸收法：基態(tài)原子對特征銳線光的吸收程度程度 原子發(fā)射法：激發(fā)態(tài)原子發(fā)射的特征頻率輻原子發(fā)射法：激發(fā)態(tài)原子發(fā)射的特征頻率輻射的強度射的強度 2 2）測定元素的原子狀態(tài)不同）測定元素的原子狀態(tài)不同 原子吸收法：基態(tài)原子原子吸收法：基態(tài)原子 原子發(fā)射法：激發(fā)態(tài)原子原子發(fā)射法：激發(fā)態(tài)原子 （二）原子吸收法的特點（二）原子吸收法的特點 1. 1. 靈敏度高（檢出限低）

14、靈敏度高（檢出限低） 1010-8-8-10-10-10-10g/mLg/mL1010-12-12-10-10-14-14g/mLg/mL 2. 2. 精密度好精密度好 相對標(biāo)準(zhǔn)差（相對標(biāo)準(zhǔn)差（RSDRSD）達(dá)）達(dá)1-2%1-2%0.1-0.5%0.1-0.5% 3. 3. 選擇性高選擇性高 4. 4. 精確度高、分析速度快精確度高、分析速度快 5. 5. 應(yīng)用廣泛應(yīng)用廣泛 巖石、礦石、土壤、大氣飄塵、水、植物、食巖石、礦石、土壤、大氣飄塵、水、植物、食品、生物組織等試樣中品、生物組織等試樣中7070多種微量金屬元素，間接測多種微量金屬元素，間接測定定S S、N N、鹵素等非金屬及其化合物。、

15、鹵素等非金屬及其化合物。 6. 6. 缺點缺點 1 1）不能對多種元素進(jìn)行同時）不能對多種元素進(jìn)行同時 2 2）某些元素測定靈敏度較低（稀土元素、）某些元素測定靈敏度較低（稀土元素、ZrZr、W W、U U、B B），某些成分復(fù)雜的樣品干擾較大。），某些成分復(fù)雜的樣品干擾較大。AESAASAFSn第一節(jié)第一節(jié) 原子吸收法的基本原理原子吸收法的基本原理一、一般分析過程、一般分析過程 火焰單色器檢測器放大讀數(shù)助燃?xì)馊細(xì)庠踊到y(tǒng)試液空心陰極燈二、基態(tài)原子和原子吸收光譜的產(chǎn)生二、基態(tài)原子和原子吸收光譜的產(chǎn)生（一）基態(tài)原子的產(chǎn)生（一）基態(tài)原子的產(chǎn)生 MXMX試樣溶液霧粒噴入高溫火焰中發(fā)生蒸發(fā)脫水、熱分

16、解原試樣溶液霧粒噴入高溫火焰中發(fā)生蒸發(fā)脫水、熱分解原子化、激發(fā)、電離、化合等一系列過程子化、激發(fā)、電離、化合等一系列過程 脫水脫水 氣化氣化 1 1） MXMX( (濕氣溶液濕氣溶液) ) MX MX(s)(s) MX MX(g)(g) 原子化原子化 2 2） MXMX(g)(g) M M(g)(g) X X(g) (g) （二）吸收光譜的產(chǎn)生（二）吸收光譜的產(chǎn)生 激發(fā)態(tài)能級基態(tài)能級圖圖1 1 原子吸收與原子發(fā)射原子吸收與原子發(fā)射 之間的關(guān)系之間的關(guān)系S0S1S2Sn 原子吸收光譜與原子發(fā)射光譜原子吸收光譜與原子發(fā)射光譜的產(chǎn)生是互相聯(lián)系的兩個相反過程。的產(chǎn)生是互相聯(lián)系的兩個相反過程。 光的發(fā)射

17、是原子中外層較高能光的發(fā)射是原子中外層較高能級（激發(fā)態(tài)）的電子躍遷至較低能級（激發(fā)態(tài)）的電子躍遷至較低能級（低激發(fā)態(tài)或基態(tài)）時所產(chǎn)生的級（低激發(fā)態(tài)或基態(tài)）時所產(chǎn)生的電磁輻射。電磁輻射。 光的吸收是當(dāng)基態(tài)原子受到外光的吸收是當(dāng)基態(tài)原子受到外界一定能量作用時，原子外層電子界一定能量作用時，原子外層電子就會從基態(tài)向較高能級躍遷，這時就會從基態(tài)向較高能級躍遷，這時就要吸收一定頻率的輻射。就要吸收一定頻率的輻射。 即一種元素的原子不僅可以發(fā)即一種元素的原子不僅可以發(fā)射一系列特征譜線，也可以吸收與射一系列特征譜線，也可以吸收與發(fā)射波長相同的特征譜線（圖發(fā)射波長相同的特征譜線（圖1 1） 吸收光譜發(fā)射光譜圖

18、圖2 鈉原子的吸收光譜與發(fā)射光譜圖鈉原子的吸收光譜與發(fā)射光譜圖波長波長(nm) 2000 1000 800 500 400 300 一般而言，同種原子一般而言，同種原子的發(fā)射光譜線要比吸收的發(fā)射光譜線要比吸收光譜線多得多（圖光譜線多得多（圖2 2）因）因為吸收光譜的大多數(shù)譜為吸收光譜的大多數(shù)譜線是原子中的價電子從線是原子中的價電子從基態(tài)到各激發(fā)態(tài)之間的基態(tài)到各激發(fā)態(tài)之間的躍遷而產(chǎn)生的，而原子躍遷而產(chǎn)生的，而原子發(fā)射光譜中除了電子從發(fā)射光譜中除了電子從激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷，還激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷，還包括不同激發(fā)態(tài)之間的包括不同激發(fā)態(tài)之間的相互的躍遷。相互的躍遷。n電子從基態(tài)躍遷到能量最低的激發(fā)態(tài)電子從基

19、態(tài)躍遷到能量最低的激發(fā)態(tài)( (稱為第一稱為第一激發(fā)態(tài)激發(fā)態(tài)) )時要吸收一定頻率的光，這種譜線稱為時要吸收一定頻率的光，這種譜線稱為共振吸收線；當(dāng)它再躍遷回基態(tài)時，則發(fā)射出同共振吸收線；當(dāng)它再躍遷回基態(tài)時，則發(fā)射出同樣頻率的光樣頻率的光( (譜線譜線) )，這種譜線稱為共振發(fā)射線，這種譜線稱為共振發(fā)射線( (它們都簡稱共振線它們都簡稱共振線) )。元素的特征譜線 （1 1）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)第一激發(fā)態(tài): : 躍遷吸收能量不同躍遷吸收能量不同具有特征性。具有特征性。 （2 2）各種元素的基態(tài)）各種元素的基態(tài)第一激發(fā)態(tài)第一

20、激發(fā)態(tài) 最易發(fā)生，吸收最強，最靈敏線。特征譜線。最易發(fā)生，吸收最強，最靈敏線。特征譜線。 （3 3）利用原子蒸氣對特征譜線的吸收可以進(jìn)行定量分析）利用原子蒸氣對特征譜線的吸收可以進(jìn)行定量分析三、基態(tài)與激發(fā)態(tài)原子的分配關(guān)系三、基態(tài)與激發(fā)態(tài)原子的分配關(guān)系 一定火焰溫度下，當(dāng)處于熱力學(xué)平衡時，火焰一定火焰溫度下，當(dāng)處于熱力學(xué)平衡時，火焰中基態(tài)與激發(fā)態(tài)原子數(shù)的比例關(guān)系服從中基態(tài)與激發(fā)態(tài)原子數(shù)的比例關(guān)系服從BolzmanBolzman分布分布定律：定律：N Nq q/N/N0 0=(g=(gq q/g/g0 0) )e e-Eq/KT-Eq/KT= (g= (gq q/g/g0 0) )e e-hf/K

21、T-hf/KT N Nq q、N N0 0：分別是激發(fā)態(tài)、基態(tài)原子數(shù)：分別是激發(fā)態(tài)、基態(tài)原子數(shù) g gq q、g g0 0：分別是激發(fā)態(tài)、基態(tài)統(tǒng)計權(quán)重：分別是激發(fā)態(tài)、基態(tài)統(tǒng)計權(quán)重 K K：BolzmanBolzman常數(shù)（常數(shù)（1.38 1.38 10 10-16-16erg/Kerg/K） T T：熱力學(xué)溫度：熱力學(xué)溫度 h h：普朗克常數(shù)：普朗克常數(shù) f f：光的頻率：光的頻率 1 1）同一原子，）同一原子，T T高，高， N Nq q/N/N0 0比值高比值高 2 2）同一）同一T T（火焰溫度）下共振線波長越長的（火焰溫度）下共振線波長越長的原子原子 N Nq q/N/N0 0比值越大

22、比值越大 3 3） N Nq q/N/N0 0比值很小，即與基態(tài)原子數(shù)相比比值很小，即與基態(tài)原子數(shù)相比激發(fā)態(tài)原子數(shù)很少。激發(fā)態(tài)原子數(shù)很少。不同溫度下某些元素的不同溫度下某些元素的Nq/N0比值（理論值）比值（理論值） 元素元素 共振譜線共振譜線nm 2000K 2500K 3000K K 766.49 1.6810-4 1.1010-3 3.8410-3 Na 589.00 9.8610-6 1.1410-4 5.8310-4 Ca 422.67 1.2210-7 3.6710-6 3.5510-5 Fe 371.99 2.2910-9 1.0410-7 1.3110-6 Cu 324.75

23、4.8210-10 4.0410-8 6.6510-7 Mg 285.21 3.3510-11 5.2010-9 1.5010-7 Zn 213.86 7.4510-15 6.2210-12 5.5010-10四、譜線的輪廓及其變寬四、譜線的輪廓及其變寬1.1.譜線的輪廓：入射光的強度隨頻率而改變。如果入射譜線的輪廓：入射光的強度隨頻率而改變。如果入射光不是絕對的單色線，則吸收線的頻率也是變化的、光不是絕對的單色線，則吸收線的頻率也是變化的、非單一的。從理論上，原子中電子能級躍遷時發(fā)射或非單一的。從理論上，原子中電子能級躍遷時發(fā)射或吸收的能級是量子化的，因此其發(fā)射或吸收譜線應(yīng)該吸收的能級是量子

24、化的，因此其發(fā)射或吸收譜線應(yīng)該是單頻的。但是實際上原子吸收線并不是嚴(yán)格單色和是單頻的。但是實際上原子吸收線并不是嚴(yán)格單色和無限細(xì)的，而是具有一定寬度的。在中心頻率無限細(xì)的，而是具有一定寬度的。在中心頻率f f0 0處吸處吸光最強、透光最少。若以吸收光強度與頻率作關(guān)系圖光最強、透光最少。若以吸收光強度與頻率作關(guān)系圖即可得到原子吸收線的輪廓圖。是一個圍繞即可得到原子吸收線的輪廓圖。是一個圍繞f f0 0并且具并且具有一定頻率寬度的峰形吸收。有一定頻率寬度的峰形吸收。 峰的最大吸收系數(shù)峰的最大吸收系數(shù)K Kf0f0所對應(yīng)的頻率就是原子的特所對應(yīng)的頻率就是原子的特征吸收頻率即中心頻率征吸收頻率即中心頻

25、率f f0 0，而峰值吸收系數(shù)一半處的，而峰值吸收系數(shù)一半處的頻率范圍頻率范圍f f稱為吸收線輪廓的半寬度。常被用來表稱為吸收線輪廓的半寬度。常被用來表示吸收線的輪廓。約為示吸收線的輪廓。約為0.001-0.01nm0.001-0.01nm。Iff0fKfKf01/2Kf0ff0f透光強度(If)頻率(f) 的關(guān)系曲線吸收線的輪廓n2.2.譜線輪廓與譜線變寬譜線輪廓與譜線變寬（1 1）自然寬度）自然寬度 無外界影響時譜線仍有一定的寬度無外界影響時譜線仍有一定的寬度10 10 -5-5 nm nm（2 2）多普勒變寬）多普勒變寬 10 10 -3-3 nm nm 也稱熱變寬。是由于原子受熱后在空

26、間作無也稱熱變寬。是由于原子受熱后在空間作無規(guī)則運動產(chǎn)生多普勒效應(yīng)所引起的變寬。其值與規(guī)則運動產(chǎn)生多普勒效應(yīng)所引起的變寬。其值與原子量的平方根成反比，與火焰溫度的平方根成原子量的平方根成反比，與火焰溫度的平方根成正比。正比。（3 3）壓力變寬）壓力變寬 也稱碰撞變寬。原子蒸汽中的氣體壓力升高會使粒子也稱碰撞變寬。原子蒸汽中的氣體壓力升高會使粒子之間的相互碰撞機會增加，而引起吸光原子與蒸汽中的原之間的相互碰撞機會增加，而引起吸光原子與蒸汽中的原子或分子的能級稍有變化，使吸收頻率變化而導(dǎo)致譜線變子或分子的能級稍有變化，使吸收頻率變化而導(dǎo)致譜線變寬。寬。 洛淪茲洛淪茲 不同元素原子碰撞不同元素原子碰

27、撞10 10 -3-3 nm nm 赫魯茲馬克赫魯茲馬克 同種元素原子碰撞同種元素原子碰撞10 10 -3-3 nm nmn（4 4）自吸變寬）自吸變寬n 在空心陰極燈中，激發(fā)態(tài)原子發(fā)射出的光被陰極在空心陰極燈中，激發(fā)態(tài)原子發(fā)射出的光被陰極周圍的同類基態(tài)原子所吸收的自吸現(xiàn)象也會使譜線變周圍的同類基態(tài)原子所吸收的自吸現(xiàn)象也會使譜線變寬，同時使發(fā)射強度變?nèi)?。自吸變寬隨燈電流的增大寬，同時使發(fā)射強度變?nèi)?。自吸變寬隨燈電流的增大而增大。而增大。n（5 5）場致變寬）場致變寬 n 外界電場、帶電粒子、離子形成的電場及磁場的外界電場、帶電粒子、離子形成的電場及磁場的作用使譜線變寬的現(xiàn)象；影響較??；作用使譜

28、線變寬的現(xiàn)象；影響較??； 五、原子吸收的測量五、原子吸收的測量積分吸收和峰值吸收積分吸收和峰值吸收 1. 1. 積分吸收與原子數(shù)（濃度）的關(guān)系積分吸收與原子數(shù)（濃度）的關(guān)系 由于原子吸收光譜中共振吸收線和共振發(fā)射由于原子吸收光譜中共振吸收線和共振發(fā)射線都不是單頻的幾何線，而是具有一定頻率寬度線都不是單頻的幾何線，而是具有一定頻率寬度的峰形吸收（或發(fā)射）。因此應(yīng)用的峰形吸收（或發(fā)射）。因此應(yīng)用BeerBeer定律來描定律來描述吸光度與原子濃度之間的關(guān)系顯然不夠嚴(yán)格。述吸光度與原子濃度之間的關(guān)系顯然不夠嚴(yán)格。常采用積分吸收或峰值吸收來進(jìn)行定量分析。常采用積分吸收或峰值吸收來進(jìn)行定量分析。K Kf

29、fdf=Kdf=KN N0 0 公式表明：積分吸收值與單位原子蒸汽中吸收輻公式表明：積分吸收值與單位原子蒸汽中吸收輻射的基態(tài)原子數(shù)呈簡單的線性關(guān)系，這是原子吸收光射的基態(tài)原子數(shù)呈簡單的線性關(guān)系，這是原子吸收光譜分析法的重要理論依據(jù)。譜分析法的重要理論依據(jù)。 但是由于原子吸收譜線的帶寬僅但是由于原子吸收譜線的帶寬僅0.001-0.01nm0.001-0.01nm，要在如此小的波長范圍內(nèi)測量它的積分系數(shù)實際上很要在如此小的波長范圍內(nèi)測量它的積分系數(shù)實際上很難進(jìn)行，因為：難進(jìn)行，因為： 1 1）對單色光的純度要求很高，一般光源不能滿足）對單色光的純度要求很高，一般光源不能滿足 2 2）對儀器的分辨率

30、要求很高）對儀器的分辨率要求很高(50(50萬倍萬倍) ) ，一般儀器，一般儀器不能滿足不能滿足2. 2. 銳線光源銳線光源 Walsh(1955)Walsh(1955)提出：在溫度不太高的條件下，峰提出：在溫度不太高的條件下，峰值吸收（即吸收譜線中心波長的吸收系數(shù)）同被測原值吸收（即吸收譜線中心波長的吸收系數(shù)）同被測原子濃度也成線性關(guān)系，因此可以用中心波長吸收的測子濃度也成線性關(guān)系，因此可以用中心波長吸收的測量代替積分吸收系數(shù)的測量。量代替積分吸收系數(shù)的測量。 同時，銳線光源的出現(xiàn)解決了測定峰值吸收的難同時，銳線光源的出現(xiàn)解決了測定峰值吸收的難題。題。 銳線光源是指空心陰極燈中特定元素的激發(fā)

31、態(tài)在銳線光源是指空心陰極燈中特定元素的激發(fā)態(tài)在一定條件下發(fā)出的半寬度只有吸收線一定條件下發(fā)出的半寬度只有吸收線1/51/5的輻射線。的輻射線。它所發(fā)射的譜線與原子吸收譜線的中心頻率一致，都它所發(fā)射的譜線與原子吸收譜線的中心頻率一致，都在在f f0 0處。處。 由于吸收譜線與發(fā)射譜線由于吸收譜線與發(fā)射譜線的中心頻率（波長）重合，的中心頻率（波長）重合，而且銳線光源發(fā)射線的帶寬而且銳線光源發(fā)射線的帶寬 要比吸收線的帶寬要比吸收線的帶寬 小得多，可以認(rèn)為在發(fā)射小得多，可以認(rèn)為在發(fā)射線帶寬線帶寬范圍內(nèi)原子吸收范圍內(nèi)原子吸收系數(shù)為常數(shù)，并正比于中心系數(shù)為常數(shù)，并正比于中心波長波長0 0 處的吸收系數(shù)。處

32、的吸收系數(shù)。 =0.001 -0.005nm =0.0005 -0.002nm0 ( f0) ( f)火焰中的吸收線與火焰中的吸收線與空心陰極燈的發(fā)射線比較空心陰極燈的發(fā)射線比較I 峰值吸收（峰值吸收系數(shù)峰值吸收（峰值吸收系數(shù) K Kf0f0）在一定條件下與）在一定條件下與積分吸收成正比，可以代替積分吸收。由于峰值積分吸收成正比，可以代替積分吸收。由于峰值吸收系數(shù)吸收系數(shù) K Kf0f0與基態(tài)原子數(shù)之間存在正比關(guān)系。與基態(tài)原子數(shù)之間存在正比關(guān)系。 在實際中不必求在實際中不必求K Kf0f0值，根據(jù)值，根據(jù)LambertLambert定律定律A=lg(IA=lg(I0 0/I)=kN/I)=kN

33、0 0 即用銳線光源測得的吸光度即用銳線光源測得的吸光度A A值與基態(tài)原子數(shù)（濃值與基態(tài)原子數(shù)（濃度）度）N N0 0成正比。成正比。 第二節(jié)第二節(jié) 原子吸收分光光度計原子吸收分光光度計n一、框圖一、框圖 結(jié)構(gòu)和原理結(jié)構(gòu)和原理n1.1.結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：光源光源原子化原子化器器單 色單 色器器檢 測檢 測器器記錄記錄儀儀n2.2.原理：原理： 單光束分光光度計：從光源發(fā)射的待測元素的單光束分光光度計：從光源發(fā)射的待測元素的共振線通過原子化器中的基態(tài)原子，部分作用光共振線通過原子化器中的基態(tài)原子，部分作用光被待測原子的原子蒸氣吸收，分析光進(jìn)入單色器，被待測原子的原子蒸氣吸收，分析光進(jìn)入單色器，再照射到

34、檢測器上，產(chǎn)生交流電信號，經(jīng)放大后再照射到檢測器上，產(chǎn)生交流電信號，經(jīng)放大后在讀數(shù)指示器顯示（吸光度）。在讀數(shù)指示器顯示（吸光度）。 n雙光束分光光度計：主要不同點在于光源輻射的作用雙光束分光光度計：主要不同點在于光源輻射的作用光被旋轉(zhuǎn)折光器分為兩束光強相同的光，其中一束通光被旋轉(zhuǎn)折光器分為兩束光強相同的光，其中一束通過原子化器（通過樣品），另一束不通過原子化器，過原子化器（通過樣品），另一束不通過原子化器，作為參比光束。之后兩束分析光都通過單色器、檢測作為參比光束。之后兩束分析光都通過單色器、檢測器。通過測定參比光束光源強度的波動，達(dá)到消除光器。通過測定參比光束光源強度的波動，達(dá)到消除光源強

35、度不穩(wěn)定所引起的漂移，使測量準(zhǔn)確性得到進(jìn)一源強度不穩(wěn)定所引起的漂移，使測量準(zhǔn)確性得到進(jìn)一步提高。步提高。n3.3.特點：特點：n（1 1）光源是特殊的銳線光源。）光源是特殊的銳線光源。n（2 2）樣品室是能使被測樣品原子化的原子化器）樣品室是能使被測樣品原子化的原子化器n（3 3）分光系統(tǒng)的作用只是選出分析線，同時減少背）分光系統(tǒng)的作用只是選出分析線，同時減少背景干擾景干擾n二、二、 光源光源n1.1.對光源的要求：對光源的要求： n 1 1）穩(wěn)定性好）穩(wěn)定性好 2 2）發(fā)射強度高）發(fā)射強度高 3 3）使用壽命長）使用壽命長 4 4）能發(fā)射待測元素的共振線，且其半寬度要?。┠馨l(fā)射待測元素的共振

36、線，且其半寬度要小于吸收線半寬度于吸收線半寬度 5 5）背景輻射小）背景輻射小 空心陰極燈、蒸氣放電燈、高頻無極放電燈空心陰極燈、蒸氣放電燈、高頻無極放電燈和可調(diào)激光器均可滿足以上要求，其中空心陰極和可調(diào)激光器均可滿足以上要求，其中空心陰極燈較常用。燈較常用。 高頻無極放電燈可調(diào)激光器n用不同的待測元素作陰極材料用不同的待測元素作陰極材料, ,可制成相應(yīng)的待測可制成相應(yīng)的待測元素的元素的空心陰極燈空心陰極燈, ,這種只能發(fā)射一種待測元素的這種只能發(fā)射一種待測元素的特征譜線的單一元素空心陰極燈是目前應(yīng)用最廣特征譜線的單一元素空心陰極燈是目前應(yīng)用最廣泛的泛的. .n在高壓電場作用下，電子由陰極高速

37、射向陽極在高壓電場作用下，電子由陰極高速射向陽極, ,在在此過程中此過程中, ,電子與惰性氣體碰撞電子與惰性氣體碰撞, ,并使其電離并使其電離. .產(chǎn)生產(chǎn)生的正離子在電場的作用下被加速的正離子在電場的作用下被加速, ,造成對陰極表面造成對陰極表面的猛烈轟擊的猛烈轟擊, ,使陰極表面的原子被濺射出來使陰極表面的原子被濺射出來 接著接著又被這些粒子或電子撞擊而被激發(fā)到激發(fā)態(tài)又被這些粒子或電子撞擊而被激發(fā)到激發(fā)態(tài), ,但很但很跨從激發(fā)態(tài)返回到基態(tài)跨從激發(fā)態(tài)返回到基態(tài), ,并同時輻射出該元素的共并同時輻射出該元素的共振線作為分析的作用光振線作為分析的作用光. .n影響譜線性質(zhì)之因素：影響譜線性質(zhì)之因素

38、：n電流、充氣種類及壓力。電流、充氣種類及壓力。n電流越大，光強越大，但過大則譜線變寬且強電流越大，光強越大，但過大則譜線變寬且強度不穩(wěn)定；度不穩(wěn)定；n充入低壓惰性氣體可防止與元素反應(yīng)并減小碰充入低壓惰性氣體可防止與元素反應(yīng)并減小碰撞變寬。撞變寬。n三、原子化系統(tǒng)三、原子化系統(tǒng) 原子化：將試樣中的待測元素變成氣態(tài)的能吸原子化：將試樣中的待測元素變成氣態(tài)的能吸收特征輻射的基態(tài)原子的過程。收特征輻射的基態(tài)原子的過程。 要求：原子化效率高，記憶效應(yīng)小，噪音低要求：原子化效率高，記憶效應(yīng)小，噪音低 原子化系統(tǒng)：完成原子化過程的裝置。也稱原子化系統(tǒng)：完成原子化過程的裝置。也稱原子化器。可分為：原子化器。

39、可分為： 1 1）火焰原子化法：應(yīng)用化學(xué)燃燒火焰使試樣）火焰原子化法：應(yīng)用化學(xué)燃燒火焰使試樣原子化的方法。原子化的方法。 2 2）無火焰原子化法：靠熱能或電加熱手段實）無火焰原子化法：靠熱能或電加熱手段實現(xiàn)原子化的方法?，F(xiàn)原子化的方法。1.1. 火焰原子化器火焰原子化器n全消耗性：全消耗性： 將試液直接噴到火焰上將試液直接噴到火焰上n予混合型：將試液霧化后再噴到火焰上原子化效予混合型：將試液霧化后再噴到火焰上原子化效率高，固常采用率高，固常采用n預(yù)混合型原子化器預(yù)混合型原子化器包括霧化器和燃燒器兩部分包括霧化器和燃燒器兩部分 1 1）霧化器）霧化器 包括噴霧器和霧化室，霧化器將試樣溶液霧包括噴

40、霧器和霧化室，霧化器將試樣溶液霧化，噴出的霧滴碰在撞擊球上，進(jìn)一步分散成細(xì)化，噴出的霧滴碰在撞擊球上，進(jìn)一步分散成細(xì)霧。要求霧化效率高、噴霧適量、霧霧。要求霧化效率高、噴霧適量、霧滴細(xì)微均勻滴細(xì)微均勻且重現(xiàn)性好。且重現(xiàn)性好。n 霧化器效率除與霧化器結(jié)構(gòu)有關(guān)外，還取決霧化器效率除與霧化器結(jié)構(gòu)有關(guān)外，還取決于溶液的表面張力、粘度、助燃?xì)鈮毫Α⒘魉俸陀谌芤旱谋砻鎻埩?、粘度、助燃?xì)鈮毫?、流速和溫度溫? 2）燃燒器）燃燒器 分孔型和長縫型兩種，為了加長吸收光程多分孔型和長縫型兩種，為了加長吸收光程多采用長縫型燃燒器。燃燒器可以上下、左右調(diào)節(jié)，采用長縫型燃燒器。燃燒器可以上下、左右調(diào)節(jié)，使空隙陰極燈發(fā)出

41、的共振光束能準(zhǔn)確地通過火焰原使空隙陰極燈發(fā)出的共振光束能準(zhǔn)確地通過火焰原子化層。子化層。n3 3）原子化過程）原子化過程: :n(1)(1) 溶劑轉(zhuǎn)移階段：溶液在噴霧器中被霧化成溶劑轉(zhuǎn)移階段：溶液在噴霧器中被霧化成細(xì)小霧珠，一部分脫溶劑后進(jìn)入燃燒器。細(xì)小霧珠，一部分脫溶劑后進(jìn)入燃燒器。n(2)(2) 蒸發(fā)階段：在燃燒器的火焰中，霧滴經(jīng)歷蒸發(fā)階段：在燃燒器的火焰中，霧滴經(jīng)歷脫溶劑、溶融、蒸發(fā)等過程變成了氣態(tài)分子脫溶劑、溶融、蒸發(fā)等過程變成了氣態(tài)分子n(3)(3) 原子化階段：氣態(tài)分子變成原子，原子化階段：氣態(tài)分子變成原子，n原子化過程伴隨離解、電離、化合、還原原子化過程伴隨離解、電離、化合、還原

42、 等一等一系列反應(yīng)。系列反應(yīng)。n4 4）火焰類型和火焰狀態(tài)的選擇）火焰類型和火焰狀態(tài)的選擇n火焰溫度的選擇火焰溫度的選擇：n （a a）保證待測元素充分離解為基態(tài)原子的前提）保證待測元素充分離解為基態(tài)原子的前提下，盡量采用低溫火焰；下，盡量采用低溫火焰；n （b b）火焰溫度越高，產(chǎn)生的熱激發(fā)態(tài)原子越多；）火焰溫度越高，產(chǎn)生的熱激發(fā)態(tài)原子越多；n （c c）火焰溫度取決于燃?xì)馀c助燃?xì)忸愋?，常用）火焰溫度取決于燃?xì)馀c助燃?xì)忸愋?，常用空氣空氣乙炔最高溫度乙炔最高溫?600K2600K能測能測3535種元素。種元素。按火焰燃?xì)夂椭細(xì)獗壤牟煌椿鹧嫒細(xì)夂椭細(xì)獗壤牟煌鹧娣譃槿悾夯鹧娣譃槿?/p>

43、： 化學(xué)計量火焰化學(xué)計量火焰( (中性火焰中性火焰,stoichiometric),stoichiometric)、 富燃性富燃性火焰火焰(fuel-rich) (fuel-rich) 和貧燃性火焰和貧燃性火焰(fuel-lean)(fuel-lean)。 化學(xué)計量火焰化學(xué)計量火焰 燃?xì)馀c助燃?xì)庵扰c化學(xué)燃?xì)馀c助燃?xì)庵扰c化學(xué)反應(yīng)計量關(guān)系相近，又稱為中性火焰。此火焰溫度高、反應(yīng)計量關(guān)系相近，又稱為中性火焰。此火焰溫度高、穩(wěn)定、干擾小、背景低穩(wěn)定、干擾小、背景低 富燃火焰富燃火焰 燃?xì)獯笥诨瘜W(xué)計量的火焰。又燃?xì)獯笥诨瘜W(xué)計量的火焰。又稱還原性火焰?；鹧娉庶S色，層次模糊，溫度稍低，稱還原性火焰?；鹧?/p>

44、呈黃色，層次模糊，溫度稍低，火焰的還原性較強，適合于易形成難離解氧化物火焰的還原性較強，適合于易形成難離解氧化物(refractory oxide)(refractory oxide)元素的測定。元素的測定。 貧燃火焰貧燃火焰 又稱氧化性火焰，即助燃比大于又稱氧化性火焰，即助燃比大于化學(xué)計量的火焰。氧化性較強，火焰呈藍(lán)色，溫度較化學(xué)計量的火焰。氧化性較強，火焰呈藍(lán)色，溫度較低，適于易離解、易電離元素的原子化，如堿金屬等。低，適于易離解、易電離元素的原子化，如堿金屬等。常用的火焰狀態(tài)常用的火焰狀態(tài)中性火焰：中性火焰： a : b=1a : b=1：3 3 富燃性火焰（還原焰）：富燃性火焰（還原焰

45、）：a : b1a : b1：3 3貧燃性火焰（氧化焰）：貧燃性火焰（氧化焰）：a : b1a : b1：3 3 a aC C2 2H H2 2 b b氧化劑氧化劑n中性火焰：中性火焰：n層次清晰，溫度高，背景低，干擾小，火焰穩(wěn)定。層次清晰，溫度高，背景低，干擾小，火焰穩(wěn)定。適用于大多數(shù)元素測定。適用于大多數(shù)元素測定。n富燃性火焰（還原焰）：富燃性火焰（還原焰）：n溫度較低，噪聲較大。適用于測定易氧化而且氧溫度較低，噪聲較大。適用于測定易氧化而且氧化物熔點較高的元素，如鋁、鈦、鉬、鉻等。化物熔點較高的元素，如鋁、鈦、鉬、鉻等。n貧燃性火焰（氧化焰）：貧燃性火焰（氧化焰）：n火焰燃燒充分，氧化性

46、強，適用于測定不易氧化火焰燃燒充分，氧化性強，適用于測定不易氧化的元素。如堿金屬等。的元素。如堿金屬等。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 點點 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，可測定重現(xiàn)性好，可測定 30 多種元素）多種元素） C2H2 O2 1100-2480 3050-3160 高溫火焰，可作上述火焰的補充，高溫火焰，可作上述火焰的補充，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

47、強還原性（可使難分高溫火焰，具強還原性（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） ， 可用于多達(dá) 70多種元素的測定。多種元素的測定。 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

48、易解離的元素，如堿金屬和堿土金屬。屬和堿土金屬。 n2.2.無火焰原子化器無火焰原子化器( (石墨爐原子化器石墨爐原子化器) )（1 1）結(jié)構(gòu)）結(jié)構(gòu)無火焰原子化器常用的是石墨爐原子化器無火焰原子化器常用的是石墨爐原子化器（atomization in graphite furnaceatomization in graphite furnace）。石墨爐原子）。石墨爐原子化法的過程是將試樣注入石墨管中間位置，用大電流通化法的過程是將試樣注入石墨管中間位置，用大電流通過石墨管以產(chǎn)生高達(dá)過石墨管以產(chǎn)生高達(dá)2000-30002000-3000的高溫使試樣經(jīng)過干的高溫使試樣經(jīng)過干燥、蒸發(fā)和原子化。燥、

49、蒸發(fā)和原子化。石墨爐組成：包括電源、保護(hù)系統(tǒng)和石墨管三部分。石墨爐組成：包括電源、保護(hù)系統(tǒng)和石墨管三部分。n電 流 ：電 流 ： 1 01 0 2 5 V 2 5 V 400400600A 600A n溫度：可達(dá)溫度：可達(dá)3000K 3000K 以上以上 n取樣量：取樣量：1 1100ul100ul液體或數(shù)毫克固體液體或數(shù)毫克固體樣品樣品Ar或N2冷卻水石墨管石墨管示意圖進(jìn)樣閥n（2 2）原子化過程原子化過程干燥干燥溫溫度度oC時間，時間，t凈化凈化原子化原子化灰化灰化虛線：階梯升溫虛線：階梯升溫實線：斜坡升溫實線：斜坡升溫na.a. 干燥：干燥： 溫度溫度 80-12080-120度，時間：

50、度，時間：20302030秒秒 。先。先用小電流加熱，以除去樣品中的溶劑，溶劑為水的需用小電流加熱，以除去樣品中的溶劑，溶劑為水的需加熱至加熱至100100左右除去水分。以防止試樣突然沸騰或左右除去水分。以防止試樣突然沸騰或滲入石墨爐壁中的試液激烈蒸發(fā)而引起的飛濺。滲入石墨爐壁中的試液激烈蒸發(fā)而引起的飛濺。n b.b. 灰化：灰化： 溫度：溫度：350-1200350-1200度，時間：度，時間：20-6020-60秒。秒。升高溫度使試樣中鹽類分解并趕走陰離子，破壞有機升高溫度使試樣中鹽類分解并趕走陰離子，破壞有機物，除去易揮發(fā)基體或其它干擾離子。即除去共存的物，除去易揮發(fā)基體或其它干擾離子。

51、即除去共存的有機物質(zhì)或低沸點無機物煙霧的干擾。有機物質(zhì)或低沸點無機物煙霧的干擾。nc.c. 原子化：原子化： 溫度溫度 1500-30001500-3000度，在高溫下使以鹽度，在高溫下使以鹽類或氧化物存在的試樣待測元素?fù)]發(fā)并解離成基態(tài)原類或氧化物存在的試樣待測元素?fù)]發(fā)并解離成基態(tài)原子。原子化階段的基本考慮是怎樣以一定的速度使分子。原子化階段的基本考慮是怎樣以一定的速度使分析元素的信號峰從基體中分離出來，因此在所選定的析元素的信號峰從基體中分離出來，因此在所選定的條件中應(yīng)保護(hù)熱量、原子化時間、停留時間等足夠穩(wěn)條件中應(yīng)保護(hù)熱量、原子化時間、停留時間等足夠穩(wěn)定。定。nd.d. 凈化（熱除）：凈化（

52、熱除）： 溫度溫度 35003500度，時間度，時間3 3秒。除去秒。除去石墨管中殘留物質(zhì)，消除其記憶效應(yīng)，以便下一個試石墨管中殘留物質(zhì)，消除其記憶效應(yīng)，以便下一個試樣的測定。樣的測定。n（3 3）特點）特點n優(yōu)點：優(yōu)點：nA.A.靈敏度高：不稀釋、不損失，因此原子化效率比火靈敏度高：不稀釋、不損失，因此原子化效率比火焰法高幾百倍，原子蒸氣在原子化器的停留時間約焰法高幾百倍，原子蒸氣在原子化器的停留時間約1s1s或更長，測定絕對靈敏度很高，因此靈敏度高達(dá)或更長，測定絕對靈敏度很高，因此靈敏度高達(dá)10101212克，有的元素高達(dá)克，有的元素高達(dá)10101414克?？恕B.B.干擾?。核鼪]有火焰

53、引起的噪聲，可通過調(diào)節(jié)電流干擾?。核鼪]有火焰引起的噪聲，可通過調(diào)節(jié)電流大小控溫（最高溫度可達(dá)大小控溫（最高溫度可達(dá)30003000），噪聲低。對于能），噪聲低。對于能在低溫蒸發(fā)的干擾元素，可先將其分餾除去，然后升在低溫蒸發(fā)的干擾元素，可先將其分餾除去，然后升溫至待測元素的原子化溫度，使溫度不太高，從而使溫至待測元素的原子化溫度，使溫度不太高，從而使得待測元素的激發(fā)、電離和其它化學(xué)反應(yīng)的干擾降低得待測元素的激發(fā)、電離和其它化學(xué)反應(yīng)的干擾降低到最低限度。到最低限度。nC.C.特別適合測定易形成氧化物的元素，由于采用惰性特別適合測定易形成氧化物的元素，由于采用惰性氣體除氧技術(shù)、石墨管本身提供大量碳，

54、使得樣品處氣體除氧技術(shù)、石墨管本身提供大量碳，使得樣品處于強還原狀態(tài)中。于強還原狀態(tài)中。nD.D.樣品用量少：液體、固體試樣都可以直接測定，液樣品用量少：液體、固體試樣都可以直接測定，液體試樣體試樣1-1001-100l l，固體試樣，固體試樣20-40mg20-40mg。n缺點缺點nA.A.重現(xiàn)性較差：由于進(jìn)樣量很小，偏差較大，一般都重現(xiàn)性較差：由于進(jìn)樣量很小，偏差較大，一般都要進(jìn)行背景校正。要進(jìn)行背景校正。nB.B.操作較麻煩，要求配套條件較多：要求低電壓高電操作較麻煩，要求配套條件較多：要求低電壓高電流的電源、水冷卻、石墨管、惰性氣體或高純度氮氣流的電源、水冷卻、石墨管、惰性氣體或高純度

55、氮氣等設(shè)備，費用較大；時間較長。等設(shè)備，費用較大；時間較長。nC.C.記憶效應(yīng)的影響：特別是難熔元素測定時，石墨管記憶效應(yīng)的影響：特別是難熔元素測定時，石墨管經(jīng)一定次數(shù)使用后記憶效應(yīng)會加劇經(jīng)一定次數(shù)使用后記憶效應(yīng)會加劇。n3.低溫原子化法低溫原子化法 低溫原子化法又稱化學(xué)原子化法化學(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。a. a. 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，沸點為357 C 。只要對試樣進(jìn)行化學(xué)預(yù)處理還原出汞原子，由載氣（Ar或N2）將汞蒸氣送入吸收池內(nèi)測定。b.b.氫化物原子化法氫化物原子化法 適用于Ge、Sn、Pb、As、

56、Sb、Bi、Se和Te等元素。在一定的酸度下，將被測元素還原成極易揮發(fā)與分解的氫化物，如AsH3 、SnH4 、BiH3等。這些氫化物經(jīng)載氣送入石英管后，進(jìn)行原子化與測定。n4.4.原子捕集技術(shù)原子捕集技術(shù)n一種在火焰中預(yù)富集被測元素以提高火焰原子吸收光一種在火焰中預(yù)富集被測元素以提高火焰原子吸收光譜分析靈敏度的技術(shù)。譜分析靈敏度的技術(shù)。n冷凝管捕集法冷凝管捕集法n縫管捕集法縫管捕集法nA.A.冷凝管捕集法冷凝管捕集法n將一根石英或金屬捕集管置于預(yù)混合型火焰原子化器將一根石英或金屬捕集管置于預(yù)混合型火焰原子化器的火焰中，管內(nèi)通冷卻水，當(dāng)由霧化器噴入試液時，的火焰中，管內(nèi)通冷卻水，當(dāng)由霧化器噴入

57、試液時，待分析物被冷凝在捕集管的外表面。排出捕集管內(nèi)的待分析物被冷凝在捕集管的外表面。排出捕集管內(nèi)的冷卻水，捕集管升溫，使凝聚在管外表面的分析物迅冷卻水，捕集管升溫，使凝聚在管外表面的分析物迅速蒸發(fā)、原子化，在捕集管的上方提供很高的原子密速蒸發(fā)、原子化，在捕集管的上方提供很高的原子密度，產(chǎn)生高的吸光度，從而達(dá)到提高測定靈敏度的目度，產(chǎn)生高的吸光度，從而達(dá)到提高測定靈敏度的目的。的。nB.B.縫管捕集法縫管捕集法n是一種延長試樣在火焰中停留的時間來提高靈敏度的是一種延長試樣在火焰中停留的時間來提高靈敏度的技術(shù)。將一個具有狹縫的石英管狹縫向下置于火焰中，技術(shù)。將一個具有狹縫的石英管狹縫向下置于火焰

58、中，原子蒸氣由狹縫進(jìn)入石英管，光束通過石英管內(nèi)的原原子蒸氣由狹縫進(jìn)入石英管，光束通過石英管內(nèi)的原子蒸氣進(jìn)行測定。由于自由原子在石英管內(nèi)停留的時子蒸氣進(jìn)行測定。由于自由原子在石英管內(nèi)停留的時間較長，又有較長的吸收光程，因此，可提高靈敏度。間較長，又有較長的吸收光程，因此，可提高靈敏度。n第三節(jié)第三節(jié) 原子吸收光譜法的定量方法原子吸收光譜法的定量方法n一、定量分析方法一、定量分析方法n1.1.樣品前處理的一般方法樣品前處理的一般方法n消化（干法、濕法）消化（干法、濕法）n2.2.樣品液的測定及計算樣品液的測定及計算na.a. 標(biāo)準(zhǔn)曲線法：標(biāo)準(zhǔn)曲線法：n其缺點是基體影響比較大，只適合組成簡單的試其缺

59、點是基體影響比較大，只適合組成簡單的試樣分析，在高濃度處常出現(xiàn)彎曲。樣分析，在高濃度處常出現(xiàn)彎曲。nb.b. 標(biāo)準(zhǔn)加入法：標(biāo)準(zhǔn)加入法：n當(dāng)試樣基體復(fù)雜，難于配置與試樣組成相似的標(biāo)當(dāng)試樣基體復(fù)雜，難于配置與試樣組成相似的標(biāo)準(zhǔn)溶液時，利用外推法求樣品中元素含量。準(zhǔn)溶液時，利用外推法求樣品中元素含量。n步驟：步驟：n將待測樣品分成四等份將待測樣品分成四等份 n 分別加入已知濃度為分別加入已知濃度為C C 的溶液的溶液 0 0、V V、2V2V、3Vml3Vmln然后稀釋到一定體積然后稀釋到一定體積 n 測定測定A A值并作值并作C CA A圖圖 n 將曲線外推，外推線與橫軸交點將曲線外推，外推線與橫

60、軸交點C CX X即為樣品濃度即為樣品濃度n特點特點: :na.a. 能消除分析中的基體干擾，但只有干擾因素對能消除分析中的基體干擾，但只有干擾因素對不同濃度的元素影響一致才有效。不同濃度的元素影響一致才有效。nb.b. 該法不能扣除背景干擾該法不能扣除背景干擾nc.c. 所加標(biāo)液應(yīng)與被測樣品中元素濃度盡量一致，所加標(biāo)液應(yīng)與被測樣品中元素濃度盡量一致，nd.d. 吸收值盡可能在線性范圍和適宜的讀數(shù)范圍吸收值盡可能在線性范圍和適宜的讀數(shù)范圍內(nèi)內(nèi)n二、測量條件的選擇二、測量條件的選擇n1.1. 空心陰極燈電流：空心陰極燈電流：n空心陰極燈的空心陰極燈的發(fā)射特性發(fā)射特性取決于工作電流。取決于工作電流