原子吸收光譜儀

原子吸收光譜儀1第一頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日原子吸收光譜的最初觀測(cè)?1802年

?Wollaston(沃拉斯頓)?狹縫和棱鏡

?太陽(yáng)光譜中的暗線

?原子吸收光譜的最初觀測(cè)。2第二頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日Fraunhofer

譜線*1814年德國(guó)夫瑯和費(fèi)光譜裝置觀察太陽(yáng)光*明亮彩色背景上576條狹細(xì)的暗線*最明顯的8條用A到H字母標(biāo)記3第三頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日Kirchhoff和Bunsen的實(shí)驗(yàn)4第四頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日克希何夫三大光譜定律（Kirchhoff’sthreelawsofspectroscopy）”：熾熱的固體會(huì)發(fā)出連續(xù)光譜熱且稀薄的氣體會(huì)放出特定波長(zhǎng)的光(現(xiàn)稱放射光譜emissionspectrum)熾熱的固體周圍若被比固體冷且稀薄的氣體包圍，會(huì)產(chǎn)生幾乎連續(xù)的光譜，不連續(xù)處會(huì)出現(xiàn)在特定波長(zhǎng)(現(xiàn)稱吸收光譜absorptionspectrum)5第五頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日克希何夫三大光譜定律（Kirchhoff’sthreelawsofspectroscopy）”：6第六頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日吸收和發(fā)射BaNaKFraunhofer吸收線發(fā)射線

元素定性分析&發(fā)現(xiàn)新元素190nm900nmCu7第七頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日電子能級(jí)躍遷EoE2E3E11234E4568第八頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日原子吸收過程EoE2E3E1太陽(yáng)外層大氣陽(yáng)光123412349第九頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日Pb的能級(jí)躍遷圖EoE2E3E1202.2E4217.0261.4283.3波長(zhǎng)/nm10第十頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日吸收能量圖

(每個(gè)元素的吸收線較少)abcdEo

基態(tài)激發(fā)態(tài)激發(fā)能量bac}E3E2E1E

離子化11第十一頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日發(fā)射能量圖

（每個(gè)元素有較多的發(fā)射線)abcdEo

基態(tài)激發(fā)態(tài)發(fā)射能量bac}E3E2E1E

離子化12第十二頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日吸收與濃度的關(guān)系13第十三頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日比耳－朗伯定律（Beer-Lambert）吸收計(jì)算A=log(

)=KlcIoItAA

=吸光度

K=吸收系數(shù)Io=初始光強(qiáng) l=樣品在光路中的強(qiáng)度It=透過光的強(qiáng)度 c=濃度

c1014第十四頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日透光率T(％)與吸光度(ABS)的關(guān)系

透光率/T

吸光度/A

100%010%11%20.1%315第十五頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日比耳－朗伯定律實(shí)際理論曲線吸收值(ABS)濃度A=Klc

KlcA火焰原子化分析曲線線性可達(dá)2個(gè)數(shù)量級(jí)而石墨爐則通常只有一個(gè)數(shù)量級(jí)吸收定律假設(shè):基態(tài)原子對(duì)光的吸收，無復(fù)雜的次級(jí)過程；在整個(gè)吸收層中吸收系數(shù)不變；激發(fā)處理關(guān)系式進(jìn)行了近似簡(jiǎn)化。16第十六頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日校正曲線彎曲的原因光吸收的最簡(jiǎn)式A=KC，只適用于均勻稀薄的蒸汽原子，隨著吸收層中原子濃度的增加則不成立；在高濃度下，分子不成比例地分解；有不被吸收的輻射、雜散光；光源的老化引起的空心燈譜線擴(kuò)寬；由于單色器狹縫太寬，則傳送到檢測(cè)器去的譜線會(huì)超過一條；17第十七頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日原子化原子化即產(chǎn)生自由基態(tài)原子以便進(jìn)行吸收測(cè)量的過程。原子吸收分析，必須要產(chǎn)生被分析元素的自由基態(tài)原子，并將之置于該元素的特征譜線中。原子吸收用于檢測(cè)元素的濃度，通常是以液態(tài)形式。原子吸收最適合于分析溶解或吸收后呈水溶液狀態(tài)樣品中元素的分析，或者用其它溶劑如有機(jī)溶劑稀釋處理的樣品。自原子吸收建立以來，已有數(shù)種原子化器問世。主要有三類：火焰、石墨爐和氫化物發(fā)生器。18第十八頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日火焰原子化

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)特性不世界變化，即是科研連續(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19第十九頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日第二十頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日通過大量實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，我們能夠知道哪種元素的分析采用哪種火焰比較合適，因火焰的類型可決定哪些元素能夠產(chǎn)生更多的自由基態(tài)原子。從該目的出發(fā)，我們可將元素按其分解的難易程度分為三大類。通常溶液制備成1％的鹽酸溶液，因鹽酸鹽較易揮發(fā)。

21第二十一頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日采用空氣－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)這些元素來說，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攝氏度）。干擾可忽略，火焰中的化學(xué)環(huán)境（如氧化、燃燒比等）不是主要因素。然而，空氣乙炔火焰卻不足以將難熔元素分解。22第二十二頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日采用乙炔－氧化亞氮火焰進(jìn)行分析的元素第二類元素是那些用空氣－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攝氏度。如Al、Si、W等。23第二十三頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日火焰溫度并不是所要考慮的唯一元素，燃燒比也同樣重要?！氀妗泻胰擦枯^少，且均被氧化。這類火焰對(duì)那些受氧化作用影響較強(qiáng)的元素來說，將不能產(chǎn)生足夠的自由基態(tài)原子。但如果火焰中含乙炔量較多，即在‘富焰’中，因其中含較多的炭、氫，因而可打破被分析元素較強(qiáng)的氧化鏈，形成自由原子。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，可通過調(diào)節(jié)火焰的燃燒比來仔細(xì)調(diào)整。第二十四頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日最后需要考慮的是原子化過程中其它的因素。例如，磷會(huì)對(duì)數(shù)種元素包括鈣，產(chǎn)生較大

的負(fù)面影響。在此情況下，應(yīng)在樣品中加入‘釋放劑’，如鑭鹽。鑭與磷結(jié)合從而釋放出鈣。

第二十五頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日可用這兩種火焰進(jìn)行分析的元素有些元素，如As,Ca,Cr,Mg,Mo,Os,Se和Sr既可用空氣－乙炔，也可用氧化亞氮－乙炔火焰來進(jìn)行測(cè)量。26第二十六頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日火焰原子化的特點(diǎn)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27第二十七頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日火焰原子化的特點(diǎn)缺點(diǎn)：樣品量需要較多霧化效率低：一般5～10％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，因而靈敏度受到限制28第二十八頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日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)樣量少重要的問題：分析速度慢（一般每次分析2～3分鐘）精度差（一般1～5％，正常吸光度）原子化機(jī)理復(fù)雜，導(dǎo)致背景問題石墨爐：29第二十九頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日火焰和石墨爐原子吸收AAS標(biāo)準(zhǔn) 火焰

石墨爐元素

67 48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 無自動(dòng)化可行性 是

是(不用人監(jiān)視）操作費(fèi)用 低 中等30第三十頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日火焰與石墨爐的靈敏度比較Absorbance100g/LPb@217.0nm0.9360.004火焰吸收的信號(hào)石墨爐吸收（10L進(jìn)樣）31第三十一頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日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 0.035 As 450 0.25 Bi 50 0.45 Cd 3 0.01 Cr 9 0.075 Pb 15 0.2 Zn 1.5 0.0075*采用20L進(jìn)樣，D2

扣背景，峰高測(cè)量.32第三十二頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日吸收分光光度計(jì)光源單色器信號(hào)處理外光路系統(tǒng)原子化系統(tǒng)分光系統(tǒng)光電倍增管顯示系統(tǒng)原子吸收光譜儀又稱原子吸收分光光度計(jì)。33第三十三頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日光源:作用是發(fā)射被測(cè)元素的特征光譜對(duì)光源的基本要求是:發(fā)射的共振輻射的半寬度要明顯小于吸收線的半寬度；輻射的強(qiáng)度大;輻射光源穩(wěn)定;使用壽命長(zhǎng)?？招年帢O燈是符合上述要求的理想的銳線光源.34第三十四頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日玻璃屏蔽陽(yáng)極空心陰極Ne或Ar267~1333P＆石英或玻璃窗口空心陰極燈示意圖第三十五頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日原子化器功能是提供能量,使試液干燥,蒸發(fā)和原子化入射光束在這里被基態(tài)原子吸收,同此也可把它視為“吸收池”?；疽笫?-必須有足夠高的原子化效率;-必須具有良好的穩(wěn)定性和重現(xiàn)性;-操作簡(jiǎn)便及低的干擾水平等.常用的原子化器:火焰原子化器和非火焰原子化器.36第三十六頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日火焰原子化器結(jié)構(gòu)示意圖霧化器毛細(xì)管助燃?xì)庾矒羟蚧鹧嫒紵鲾_流器霧化室廢液試樣溶液第三十七頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日單色器作用:把待測(cè)元素的共振線(實(shí)際上是分析線)與其它譜線分離開來,只讓待測(cè)元素的共振線能通過主要由色散元件(常用的是光柵),入射和出射狹縫,反射鏡等組成.38第三十八頁(yè)，共四十一頁(yè)，2022年，8月28日檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)系統(tǒng)主要有檢測(cè)器,放大器和讀數(shù)及記錄系統(tǒng)所組成.原子吸收光譜法中用光電倍增管作光電轉(zhuǎn)換.其作用是將經(jīng)過原子蒸氣吸收和單色器分光后的微弱光能轉(zhuǎn)換為電信號(hào),并有不同的