原子吸收光譜分析課件

1、了解原子吸收光譜分析的主要類型2、掌握原子吸收光譜分析的主要性能參數(shù)。3、掌握原子吸收制樣技術(shù)。4、掌握原子吸收光譜的定量分析方法。5、掌握原子吸收光譜分析法干擾的類型與抑制技術(shù)。

學(xué)習(xí)目標(biāo)1、了解原子吸收光譜分析的主要類型學(xué)習(xí)目標(biāo)1一、類型單光束、雙光束、多波道原子分光光度計三種類型及特點。一、類型單光束、雙光束、多波道原子分光光度計三種類型及特點。2二、制樣技術(shù)1．

取樣要有代表性，防止污染。樣品存放材質(zhì)實際案例。2．

樣品預(yù)處理：樣品溶解、樣品灰化、被測元素的分離與富集。樣品溶解首選去離子水，其次稀酸，若都不行，則熔融法。熔劑的選擇原則：酸用堿，堿用酸。常用的熔劑有硫酸氫鹽、偏硼酸鋰、四硼酸鋰等。二、制樣技術(shù)1．

取樣要有代表性，防止污染。3樣品灰化有干法消化和濕法消化兩種。干法消化：坩鍋加熱，先80～150℃除有機物（也可加少量鹽酸潤濕樣品），再450℃高溫灰化，冷卻后用強酸溶解，再轉(zhuǎn)移至容量瓶。不適于揮發(fā)性元素的測定。濕法消化：在樣品升溫時用合適的酸加以氧化。強酸或混合強酸消解。微波消解樣品灰化有干法消化和濕法消化兩種。4三、特征參數(shù)1.靈敏度

(1)靈敏度（S）——指在一定濃度時，測定值（吸光度）的增量（ΔA）與相應(yīng)的待測元素濃度（或質(zhì)量）的增量（Δc或Δm）的比值：

Sc=ΔA/Δc或Sm=ΔA/Δm也就是工作曲線的斜率。習(xí)慣上，我們常用特征濃度和特征質(zhì)量來表征靈敏度?；鹧嬖踊杏锰卣鳚舛龋皇珷t原子化中用特征質(zhì)量。三、特征參數(shù)1.靈敏度5

(2)特征濃度（cc)能產(chǎn)生1%吸收或0.0044吸光度值時溶液中待測元素的質(zhì)量濃度（μg·mL-1）.

cc=0.0044ρs/A單位：μg·mL-1/1%式中ρs為試液的質(zhì)量濃度（μg·mL-1）

，A為試液的吸光度

例：1μg·mL-1鎂溶液，測得其吸光度為0.55，則鎂的特征濃度為：

cc=0.0044ρs/A=0.0044×1μg·mL-1/0.55=8μg·mL-1/1%

(2)特征濃度（cc)6(3)特征質(zhì)量（mc)能產(chǎn)生1%吸收或0.0044吸光度值時溶液中待測元素的質(zhì)量（g/1%

）

mc=0.0044ρsv

/A單位：g/1%

式中ρs為試液的質(zhì)量濃度（μg·mL-1）

，V為試液進(jìn)樣體積（mL)，A為試液的吸光度(3)特征質(zhì)量（mc)能產(chǎn)生1%吸收或0.0044吸光度值時7例題：已知待測元素Fe的濃度為0.50μg/mL，測得吸光度為0.200，求該元素在1％吸收時的濃度。（0.01μg/mL）

例題：82.檢出限（D）

在適當(dāng)置信度下，指產(chǎn)生一個能夠確證在試樣中存在某元素的分析信號所需要的該元素的最小含量。用空白溶液，經(jīng)若干次（10-20次）重復(fù)測定所得吸光度的標(biāo)準(zhǔn)偏差σ的3倍求得。(1)相對檢出限單位：μgml-1(2)絕對檢出限

單位：g2.檢出限（D）在適當(dāng)置信度下，指產(chǎn)生一個能夠確證在試9計算題1、以0.0500mg/L的Co標(biāo)準(zhǔn)溶液，在石墨爐原子化器的原子吸收分光光度計上，每次以5.00mL與去離子水交替連續(xù)測定，共測10次，測得吸光度如下表。計算該原子吸收分光光度計對Co的檢出限。測定次數(shù)12345吸光度0.1651.1700.1660.1650.168測定次數(shù)678910吸光度0.1670.1680.1660.1700.167

解題思路：求出吸光度平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差后，可代入檢出限計算公式解出。檢出限可以質(zhì)量表示，也可以濃度表示。

計算題1、以0.0500mg/L的Co標(biāo)準(zhǔn)溶液，在石墨爐原子10四、定量分析方法1.標(biāo)準(zhǔn)曲線法

配制一系列不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)試樣，以空白溶液調(diào)零，由低到高依次分析其吸光度值A(chǔ)，將獲得的吸光度A數(shù)據(jù)對應(yīng)于濃度c作標(biāo)準(zhǔn)曲線，在相同條件下測定試樣的吸光度A數(shù)據(jù)，在標(biāo)準(zhǔn)曲線上查出對應(yīng)的濃度值；

或由標(biāo)準(zhǔn)試樣數(shù)據(jù)獲得線性方程，將測定試樣的吸光度A數(shù)據(jù)帶入計算。注意在高濃度時，標(biāo)準(zhǔn)曲線易發(fā)生彎曲，壓力變寬影響所致；四、定量分析方法1.標(biāo)準(zhǔn)曲線法或由標(biāo)準(zhǔn)試樣數(shù)據(jù)獲得線性112.標(biāo)準(zhǔn)加入法

取若干份體積相同的試液（cX），依次按比例加入不同量cs的待測物的標(biāo)準(zhǔn)溶液（cO），定容后濃度依次為：

cX

，cX

+cO

，cX

+2cO

，cX

+3cO

，cX

+4cO

……分別測得吸光度為：AX，A1，A2，A3，A4……。以A對濃度cs做圖得一直線，直線反向延長，交于cs負(fù)軸于一點，圖中cX點即待測溶液濃度。該法可消除基體干擾；不能消除背景干擾；2.標(biāo)準(zhǔn)加入法取若干份體積相同的試液（cX），依次按比121、用如下操作測定某試樣中的鈷，取五份10.0mL的未知液分別放入五個50.0mL的容量瓶中，在加入不同量的12.2μg/mL鈷標(biāo)準(zhǔn)溶液于五個容量瓶中，最后稀釋到刻度。由下列數(shù)據(jù)計算試樣中鈷的質(zhì)量濃度。試樣未知溶液V/mL標(biāo)準(zhǔn)溶液V/mL吸光度A0.00.00.201B10.010.00.292C10.020.00.378D10.030.00.467E10.040.00.554

1、用如下操作測定某試樣中的鈷，取五份10.0mL的未知液分132、以原子吸收分光光度法測定某試樣中Pb2+的濃度，取5.00mL未知Pb2+試液，放入50mL容量瓶中，稀釋至刻度，測得吸光度為0.275，另取5.00mL未知液和2.00mL50.0×10－6mol/L的Pb2+標(biāo)準(zhǔn)溶液，也放入50mL容量瓶中稀釋至刻度，測得吸光度為0.650，未知液中Pb2+的濃度是多少？

解題思路：按標(biāo)準(zhǔn)加入法進(jìn)行計算，注意濃度的計算。

2、以原子吸收分光光度法測定某試樣中Pb2+的濃度，取5.0141、光譜干擾及抑制

2、物理干擾及抑制

3、化學(xué)干擾及抑制

4、電離干擾及抑制五、干擾及其抑制1、光譜干擾及抑制五、干擾及其抑制151、光譜干擾

待測元素的共振線與干擾物質(zhì)譜線分離不完全，這類干擾主要來自光源和原子化裝置。（一）與光源有關(guān)的光譜干擾主要有以下幾種：

1.在分析線附近有單色器不能分離的待測元素的鄰近線?？梢酝ㄟ^調(diào)小狹縫的方法來抑制這種干擾。

2.空心陰極燈內(nèi)有單色器不能分離的干擾元素的輻射。換用純度較高的單元素?zé)魷p小干擾。

3.燈的輻射中有連續(xù)背景輻射。用較小光譜通帶(W=D·S)或更換燈1、光譜干擾待測元素的共振線與干擾物質(zhì)譜線分離不完全16（二）與原子化器有關(guān)的干擾

這類干擾主要來自原子化器的發(fā)射和背景吸收。1）.原子化器的發(fā)射

來自火焰本身或原子蒸氣中待測元素激發(fā)態(tài)原子的發(fā)射，儀器可采用調(diào)制方式進(jìn)行工作時，可避免這一影響。

（二）與原子化器有關(guān)的干擾這類干擾主要來自原子化器的發(fā)172）.背景吸收

背景干擾主要是指原子化過程中所產(chǎn)生的光譜干擾，主要有氣態(tài)分子對光的吸收干擾和高濃度鹽的固體微粒對光的散射干擾，干擾嚴(yán)重時，不能進(jìn)行測定。

（1）分子吸收與光散射

分子吸收：原子化過程中，存在或生成的分子對特征輻射產(chǎn)生的吸收。分子光譜是帶狀光譜，勢必在一定波長范圍內(nèi)產(chǎn)生干擾。

光散射：原子化過程中，存在或生成的微粒使光產(chǎn)生的散射現(xiàn)象。背景干擾往往產(chǎn)生正偏差。

如何消除？2）.背景吸收背景干擾主要是指原子化過程中所產(chǎn)生的光譜18（2）背景干擾校正方法

氘燈連續(xù)光譜背景校正（190～350nm)旋轉(zhuǎn)斬光器交替使氘燈提供的連續(xù)光譜和空心陰極燈提供的共振線通過火焰；氘燈連續(xù)光譜通過時：測定的為背景吸收AG(此時的共振線吸收相對于總吸收可忽略)；銳線光源通過時：測定總吸收AT；差值為有效吸收ΔA=AT-AG（2）背景干擾校正方法氘燈連續(xù)光譜背景校正（190～350192、物理干擾及抑制

是試樣與標(biāo)樣溶液物理性質(zhì)有差別而產(chǎn)生的干擾。如粘度、表面張力、密度等主要影響試樣噴入火焰的速度、霧化效率、霧滴大小、原子化效率等。消除辦法有：（1）可通過控制試液與標(biāo)準(zhǔn)溶液的組成盡量一致的方法來抑制。試樣組成不詳時，采用標(biāo)準(zhǔn)加入法；（2）盡可能避免使用粘度大的硫酸來處理樣品；采用稀釋的辦法。2、物理干擾及抑制是試樣與標(biāo)樣溶液物理性質(zhì)有差別而產(chǎn)203、化學(xué)干擾及抑制指待測元素與共存組分之間的化學(xué)反應(yīng)所引起的干擾效應(yīng),主要影響到待測元素的原子化效率，是主要干擾源。

1）類型

（1）待測元素與共存物質(zhì)作用生成難揮發(fā)或難解離的化合物，致使參與吸收的基態(tài)原子減少。

例：a、鋁、硅、硼、鈦、鈹在火焰中易生成難熔化合物b、硫酸鹽、硅酸鹽與鈣生成難揮發(fā)物質(zhì)。

（2）待測元素原子發(fā)生電離反應(yīng)，生成離子，不產(chǎn)生吸收，總吸收強度減弱，電離電位≤6eV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）。3、化學(xué)干擾及抑制指待測元素與共存組分之間的化學(xué)反應(yīng)所21化學(xué)干擾的抑制

通過在標(biāo)準(zhǔn)溶液和試液中加入某種試劑來抑制或減少化學(xué)干擾：（1）選擇合適的原子化方法—提高原子化溫度，可使難解離的化合物分解；采用還原性強的火焰與石墨爐原子化法，可使難解離的氧化物還原、分解。（2）釋放劑—與干擾元素生成更穩(wěn)定化合物使待測元素釋放出來。

例：鍶和鑭可有效消除磷酸根對鈣的干擾。（3）保護(hù)劑—與待測元素形成穩(wěn)定的絡(luò)合物，防止干擾物質(zhì)與其作用。

例：加入EDTA生成EDTA-Ca，避免磷酸根與鈣作用?；瘜W(xué)干擾的抑制通過在標(biāo)準(zhǔn)溶液和試液中加入某種試劑來抑制22（4）加入基體改進(jìn)劑—石墨爐原子化法，在試樣中加入基體改進(jìn)劑，使其在干燥或灰化階段與試樣發(fā)生化學(xué)變化，其結(jié)果可能增加基體的揮發(fā)性或改變被測元素的揮發(fā)性，以消除干擾。

例：測定海水中Cd的，為了使Cd在背景信號出現(xiàn)前原子化，可加入EDTA來降低原子化溫度，消除干擾。（5）化學(xué)分離法—當(dāng)以上方法都不能消除化學(xué)干擾時，只好采用化學(xué)方法將待測元素與干擾元素分離。常用的化學(xué)分離方法有溶劑萃取、離子交換和沉淀分離等方法。（4）加入基體改進(jìn)劑—石墨爐原子化法，在試樣中加入基體改進(jìn)劑234、電離干擾與其抑制控制原子化溫度消電離劑—加入大量易電離的一種緩沖劑以抑制待測元素的電離。

例：加入足量的銫鹽，抑制K、Na的電離。

4、電離干擾與其抑制241、了解原子吸收光譜分析的主要類型2、掌握原子吸收光譜分析的主要性能參數(shù)。3、掌握原子吸收制樣技術(shù)。4、掌握原子吸收光譜的定量分析方法。5、掌握原子吸收光譜分析法干擾的類型與抑制技術(shù)。

學(xué)習(xí)目標(biāo)1、了解原子吸收光譜分析的主要類型學(xué)習(xí)目標(biāo)25一、類型單光束、雙光束、多波道原子分光光度計三種類型及特點。一、類型單光束、雙光束、多波道原子分光光度計三種類型及特點。26二、制樣技術(shù)1．

取樣要有代表性，防止污染。樣品存放材質(zhì)實際案例。2．

樣品預(yù)處理：樣品溶解、樣品灰化、被測元素的分離與富集。樣品溶解首選去離子水，其次稀酸，若都不行，則熔融法。熔劑的選擇原則：酸用堿，堿用酸。常用的熔劑有硫酸氫鹽、偏硼酸鋰、四硼酸鋰等。二、制樣技術(shù)1．

取樣要有代表性，防止污染。27樣品灰化有干法消化和濕法消化兩種。干法消化：坩鍋加熱，先80～150℃除有機物（也可加少量鹽酸潤濕樣品），再450℃高溫灰化，冷卻后用強酸溶解，再轉(zhuǎn)移至容量瓶。不適于揮發(fā)性元素的測定。濕法消化：在樣品升溫時用合適的酸加以氧化。強酸或混合強酸消解。微波消解樣品灰化有干法消化和濕法消化兩種。28三、特征參數(shù)1.靈敏度

(1)靈敏度（S）——指在一定濃度時，測定值（吸光度）的增量（ΔA）與相應(yīng)的待測元素濃度（或質(zhì)量）的增量（Δc或Δm）的比值：

Sc=ΔA/Δc或Sm=ΔA/Δm也就是工作曲線的斜率。習(xí)慣上，我們常用特征濃度和特征質(zhì)量來表征靈敏度?；鹧嬖踊杏锰卣鳚舛龋皇珷t原子化中用特征質(zhì)量。三、特征參數(shù)1.靈敏度29

(2)特征濃度（cc)能產(chǎn)生1%吸收或0.0044吸光度值時溶液中待測元素的質(zhì)量濃度（μg·mL-1）.

cc=0.0044ρs/A單位：μg·mL-1/1%式中ρs為試液的質(zhì)量濃度（μg·mL-1）

，A為試液的吸光度

例：1μg·mL-1鎂溶液，測得其吸光度為0.55，則鎂的特征濃度為：

cc=0.0044ρs/A=0.0044×1μg·mL-1/0.55=8μg·mL-1/1%

(2)特征濃度（cc)30(3)特征質(zhì)量（mc)能產(chǎn)生1%吸收或0.0044吸光度值時溶液中待測元素的質(zhì)量（g/1%

）

mc=0.0044ρsv

/A單位：g/1%

式中ρs為試液的質(zhì)量濃度（μg·mL-1）

，V為試液進(jìn)樣體積（mL)，A為試液的吸光度(3)特征質(zhì)量（mc)能產(chǎn)生1%吸收或0.0044吸光度值時31例題：已知待測元素Fe的濃度為0.50μg/mL，測得吸光度為0.200，求該元素在1％吸收時的濃度。（0.01μg/mL）

例題：322.檢出限（D）

在適當(dāng)置信度下，指產(chǎn)生一個能夠確證在試樣中存在某元素的分析信號所需要的該元素的最小含量。用空白溶液，經(jīng)若干次（10-20次）重復(fù)測定所得吸光度的標(biāo)準(zhǔn)偏差σ的3倍求得。(1)相對檢出限單位：μgml-1(2)絕對檢出限

單位：g2.檢出限（D）在適當(dāng)置信度下，指產(chǎn)生一個能夠確證在試33計算題1、以0.0500mg/L的Co標(biāo)準(zhǔn)溶液，在石墨爐原子化器的原子吸收分光光度計上，每次以5.00mL與去離子水交替連續(xù)測定，共測10次，測得吸光度如下表。計算該原子吸收分光光度計對Co的檢出限。測定次數(shù)12345吸光度0.1651.1700.1660.1650.168測定次數(shù)678910吸光度0.1670.1680.1660.1700.167

解題思路：求出吸光度平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差后，可代入檢出限計算公式解出。檢出限可以質(zhì)量表示，也可以濃度表示。

計算題1、以0.0500mg/L的Co標(biāo)準(zhǔn)溶液，在石墨爐原子34四、定量分析方法1.標(biāo)準(zhǔn)曲線法

配制一系列不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)試樣，以空白溶液調(diào)零，由低到高依次分析其吸光度值A(chǔ)，將獲得的吸光度A數(shù)據(jù)對應(yīng)于濃度c作標(biāo)準(zhǔn)曲線，在相同條件下測定試樣的吸光度A數(shù)據(jù)，在標(biāo)準(zhǔn)曲線上查出對應(yīng)的濃度值；

或由標(biāo)準(zhǔn)試樣數(shù)據(jù)獲得線性方程，將測定試樣的吸光度A數(shù)據(jù)帶入計算。注意在高濃度時，標(biāo)準(zhǔn)曲線易發(fā)生彎曲，壓力變寬影響所致；四、定量分析方法1.標(biāo)準(zhǔn)曲線法或由標(biāo)準(zhǔn)試樣數(shù)據(jù)獲得線性352.標(biāo)準(zhǔn)加入法

取若干份體積相同的試液（cX），依次按比例加入不同量cs的待測物的標(biāo)準(zhǔn)溶液（cO），定容后濃度依次為：

cX

，cX

+cO

，cX

+2cO

，cX

+3cO

，cX

+4cO

……分別測得吸光度為：AX，A1，A2，A3，A4……。以A對濃度cs做圖得一直線，直線反向延長，交于cs負(fù)軸于一點，圖中cX點即待測溶液濃度。該法可消除基體干擾；不能消除背景干擾；2.標(biāo)準(zhǔn)加入法取若干份體積相同的試液（cX），依次按比361、用如下操作測定某試樣中的鈷，取五份10.0mL的未知液分別放入五個50.0mL的容量瓶中，在加入不同量的12.2μg/mL鈷標(biāo)準(zhǔn)溶液于五個容量瓶中，最后稀釋到刻度。由下列數(shù)據(jù)計算試樣中鈷的質(zhì)量濃度。試樣未知溶液V/mL標(biāo)準(zhǔn)溶液V/mL吸光度A0.00.00.201B10.010.00.292C10.020.00.378D10.030.00.467E10.040.00.554

1、用如下操作測定某試樣中的鈷，取五份10.0mL的未知液分372、以原子吸收分光光度法測定某試樣中Pb2+的濃度，取5.00mL未知Pb2+試液，放入50mL容量瓶中，稀釋至刻度，測得吸光度為0.275，另取5.00mL未知液和2.00mL50.0×10－6mol/L的Pb2+標(biāo)準(zhǔn)溶液，也放入50mL容量瓶中稀釋至刻度，測得吸光度為0.650，未知液中Pb2+的濃度是多少？

解題思路：按標(biāo)準(zhǔn)加入法進(jìn)行計算，注意濃度的計算。

2、以原子吸收分光光度法測定某試樣中Pb2+的濃度，取5.0381、光譜干擾及抑制

2、物理干擾及抑制

3、化學(xué)干擾及抑制

4、電離干擾及抑制五、干擾及其抑制1、光譜干擾及抑制五、干擾及其抑制391、光譜干擾

待測元素的共振線與干擾物質(zhì)譜線分離不完全，這類干擾主要來自光源和原子化裝置。（一）與光源有關(guān)的光譜干擾主要有以下幾種：

1.在分析線附近有單色器不能分離的待測元素的鄰近線。可以通過調(diào)小狹縫的方法來抑制這種干擾。

2.空心陰極燈內(nèi)有單色器不能分離的干擾元素的輻射。換用純度較高的單元素?zé)魷p小干擾。

3.燈的輻射中有連續(xù)背景輻射。用較小光譜通帶(W=D·S)或更換燈1、光譜干擾待測元素的共振線與干擾物質(zhì)譜線分離不完全40（二）與原子化器有關(guān)的干擾

這類干擾主要來自原子化器的發(fā)射和背景吸收。1）.原子化器的發(fā)射

來自火焰本身或原子蒸氣中待測元素激發(fā)態(tài)原子的發(fā)射，儀器可采用調(diào)制方式進(jìn)行工作時，可避免這一影響。

（二）與原子化器有關(guān)的干擾這類干擾主要來自原子化器的發(fā)412）.背景吸收

背景干擾主要是指原子化過程中所產(chǎn)生的光譜干擾，主要有氣態(tài)分子對光的吸收干擾和高濃度鹽的固體微粒對光的散射干擾，干擾嚴(yán)重時，不能進(jìn)行測定。

（1）分子吸收與光散射

分子吸收：原子化過程中，存在或生成的分子對特征輻射產(chǎn)生的吸收。分子光譜是帶狀光譜，勢必在一定波長范圍內(nèi)產(chǎn)生干擾。

光散射：原子化過程中，存在或生成的微粒使光產(chǎn)生的散射現(xiàn)象。背景干擾往往產(chǎn)生正偏差。

如何消除？2）.背景吸收背景干擾主要是指原子化過程中所產(chǎn)生的光譜42（2）背景干擾校正方法

氘燈連續(xù)光譜背景校正（190～350nm)旋轉(zhuǎn)斬光器交替使氘燈提供的連續(xù)光譜和空心陰極燈提供的共振線通過火焰；氘燈連續(xù)光譜通過時：測定的為背景吸收AG(此時的共振線吸收相對于總吸收可忽略)；銳線光源通過時：測定總吸收AT；差值為有效吸收ΔA=AT-AG（2）背景干擾校正方法氘燈連續(xù)光譜背景校正（190～350432、物理干擾及抑制

是試樣與標(biāo)樣溶液物理性質(zhì)有差別而產(chǎn)生的干擾。如粘度、表面張力、密度等主要影響試樣噴入火焰的速度、霧化效率、霧滴大小、原子化效率等。消除辦法有：（1）可通過控制試液與標(biāo)準(zhǔn)溶液的組成盡量一致