第十二章原子吸收分光光法演示文稿

第十二章原子吸收分光光度法演示文稿現(xiàn)在是1頁\一共有51頁\編輯于星期五優(yōu)選第十二章原子吸收分光光度法現(xiàn)在是2頁\一共有51頁\編輯于星期五

第一節(jié)基本原理

原子吸收分光光度法又稱為原子吸收光譜分析法。它是基于元素所以產(chǎn)生的原子蒸氣對同種元素所發(fā)射的特征譜線的吸收作用來測定元素含量的一種分析方法。由于它在儀器結(jié)構(gòu)及操作上與紫外可見分光光度法有許多相似之處，故常稱為原子吸收分光光度法?，F(xiàn)在是3頁\一共有51頁\編輯于星期五

第一節(jié)基本原理

原子吸收分光光度法與紫外可見分光光度法都是基于物質(zhì)對紫外可見光的吸收作用而建立的分析方法，同屬吸收光譜法的范圍，但其差別在于：紫外可見分光光度法是研究溶液中的分子或離子對光的吸收，分子吸收譜帶較寬是帶狀光譜；原子吸收分光光度法中吸收光幅射的是氣態(tài)基態(tài)原子，原子吸收譜線較窄是線狀光譜。

現(xiàn)在是4頁\一共有51頁\編輯于星期五

第一節(jié)基本原理

表12-1原子吸收分光光度法與紫外可見分光光度法的比較

方法異同紫外-可見分光光度法原子吸收分光光度法相似之處分類均屬吸收光譜工作波段190~900nm儀器組成光源、單色器、吸收池、檢測器不同之處吸收機理分子吸收帶狀光譜原子吸收線狀光譜光源連續(xù)光源（鎢燈，氘燈）銳線光源（空心陰極燈）儀器排布光源-單色器-吸收池-檢測器光源-原子化器-單色器-檢測器現(xiàn)在是5頁\一共有51頁\編輯于星期五

第一節(jié)基本原理1.靈敏度高用火焰原子化器時，對大多數(shù)金屬元素可測到10-6g/ml；用非火焰原子化器時，一般可達到10-9～10-13g/ml。2.選擇性好不同元素由于其吸收的譜線不同，元素間干擾很小且較易克服，對大多數(shù)試樣可不經(jīng)分離直接測定。原子吸收分光光度法的特點如下：現(xiàn)在是6頁\一共有51頁\編輯于星期五

第一節(jié)基本原理

3.準確度較高一般情況下，火焰原子吸收法的相對誤差約1%。石墨爐原子吸收法的相對誤差約3%～5%。

4.操作簡單、分析速度快、應(yīng)用范圍廣儀器操作簡便，測定速度快且重現(xiàn)性較好，不僅可作痕量分析，也可作常量分析，既可測定金屬也可用間接原子吸收法測定非金屬和有機化合物，可測定元素達到70多種。

現(xiàn)在是7頁\一共有51頁\編輯于星期五

第一節(jié)基本原理一、共振線和吸收線原子吸收光譜的基礎(chǔ)是測量氣態(tài)基態(tài)原子對共振輻射的吸收。在一般情況下，原子處于能量最低狀態(tài)（最穩(wěn)定態(tài)），稱為基態(tài)（E0）。在高溫火焰中，氣態(tài)基態(tài)原子由于吸收外界能量，其最外層電子被激發(fā)，可躍遷到較高的不同能級上，這時原子的狀態(tài)稱為激發(fā)態(tài)。

現(xiàn)在是8頁\一共有51頁\編輯于星期五

第一節(jié)基本原理

處于激發(fā)態(tài)的電子很不穩(wěn)定，一般在極短的時間內(nèi)又可能躍回到低能級呈基態(tài)，此時，被激發(fā)的電子會輻射出一定頻率的光子，該輻射光子的頻率與其基態(tài)電子躍遷到激發(fā)態(tài)時所吸收輻射光子的頻率相同，各種元素的原子結(jié)構(gòu)和外層電子排布不同，不同元素的原子從基態(tài)躍遷至激發(fā)態(tài)(或由激發(fā)態(tài)躍遷返回基態(tài))時，吸收(或發(fā)射)的能量不同，因而各種元素的共振線不同而各有其特征性，是元素的特征譜線?，F(xiàn)在是9頁\一共有51頁\編輯于星期五

第一節(jié)基本原理共振發(fā)射線：原子外層電子由第一激發(fā)態(tài)直接躍遷至基態(tài)所輻射的譜線稱為共振發(fā)射線。共振吸收線：原子外層電子從基態(tài)躍遷至第一激發(fā)態(tài)所吸收的一定波長的譜線稱為共振吸收線；共振發(fā)射線和共振吸收線都簡稱為共振線。

現(xiàn)在是10頁\一共有51頁\編輯于星期五

第一節(jié)基本原理

原子吸收一定頻率的輻射后從基態(tài)到第一激發(fā)態(tài)的躍遷最容易發(fā)生，吸收最強。對大多數(shù)元素來說，共振線（特征譜線）是元素所有原子吸收譜線中最靈敏的譜線。因此，在原子吸收光譜分析中，常用元素最靈敏的第一共振吸收線作為分析線?，F(xiàn)在是11頁\一共有51頁\編輯于星期五

第一節(jié)基本原理

二、定量分析基礎(chǔ)每個元素的原子不僅可以發(fā)射一系列特征譜線，而且也可以吸收與發(fā)射波長相同的特征譜線。當光源發(fā)射的某一特征波長的光通過原子蒸氣時，原子中的外層電子將選擇性地吸收其同種元素所發(fā)射的特征譜線。現(xiàn)在是12頁\一共有51頁\編輯于星期五

第一節(jié)基本原理

在一定條件下，入射光被吸收而減弱的程度與樣品中待測元素的含量呈正相關(guān)，原子蒸氣對入射光吸收的程度符合朗伯-比爾定律。即：現(xiàn)在是13頁\一共有51頁\編輯于星期五

第一節(jié)基本原理

在原子吸收分光光度法中，通過采用火焰使試樣蒸發(fā)產(chǎn)生原子蒸氣。通常情況下，火焰中激發(fā)態(tài)的原子數(shù)和離子數(shù)可以忽略不計，可以用蒸氣中的基態(tài)原子數(shù)目代替吸收輻射的原子總數(shù)，與試樣中被測元素的濃度成正比?，F(xiàn)在是14頁\一共有51頁\編輯于星期五

第一節(jié)基本原理

因此在一定的濃度范圍和一定的火焰寬度下，有：

它表示在一定實驗條件下，通過測定基態(tài)原子的吸光度(A)，就可求得試樣中待測元素的濃度(A)。此式是原子吸收分光光度法的定量分析基礎(chǔ)。

現(xiàn)在是15頁\一共有51頁\編輯于星期五

第二節(jié)原子吸收分光光度計

一、原子吸收分光光度計的主要部件原子吸收分光光度計主要由光源、原子化器、分光系統(tǒng)和檢測系統(tǒng)等四大部分組成?，F(xiàn)在是16頁\一共有51頁\編輯于星期五

第二節(jié)原子吸收分光光度計

1.光源：光源的作用是發(fā)射出被測元素的特征譜線，目前應(yīng)用最廣泛的是空心陰極燈，其它還有蒸氣放電燈、高頻無極放電燈等。

空心陰極燈是由玻璃管制成的封閉著低壓氣體的放電管。其發(fā)射的光譜主要是陰極元素的光譜，因此用不同的待測元素作為陰極材料可以制成各種待測元素的空心陰極燈。

現(xiàn)在是17頁\一共有51頁\編輯于星期五

第二節(jié)原子吸收分光光度計

空心陰極燈的光強度與燈的工作電流有關(guān)，燈電流過小，放電不穩(wěn)定，光強輸出?。粺綦娏鬟^大，造成被氣體離子激發(fā)的金屬原子數(shù)增多，使發(fā)射線明顯變寬，導致靈敏度下降，燈壽命縮短。通常以空心陰極燈上標注的最大工作電流（約5～10mA）的40％～60％為宜?？招年帢O燈在使用前必須經(jīng)過10～15分鐘時間的預熱，以使燈的發(fā)射強度達到穩(wěn)定，從而得到較好的靈敏度和精確度。

現(xiàn)在是18頁\一共有51頁\編輯于星期五

第二節(jié)原子吸收分光光度計

2.原子化系統(tǒng)：原子化系統(tǒng)的功能是提供能量，使試樣干燥、蒸發(fā)和原子化。入射光束在這里被基態(tài)原子吸收，因此也可把它視為“吸收池”。由于樣品的原子化是原子吸收分光光度法的關(guān)鍵，直接影響元素測定的靈敏度、準確度和測定的重復性，所以原子化系統(tǒng)是原子吸收分光光度計中的重要部件。

現(xiàn)在是19頁\一共有51頁\編輯于星期五

第二節(jié)原子吸收分光光度計

原子吸收分光光度計的主要部件有哪些？各部分的主要作用是什么？

課堂活動現(xiàn)在是20頁\一共有51頁\編輯于星期五

第二節(jié)原子吸收分光光度計

原子化的方法可分為火焰原子化法和非火焰原子化法。其中前者應(yīng)用較普遍。1．火焰原子化器火焰原子化器是通過可燃性氣體燃燒的高溫使試樣發(fā)生解離、被測元素原子化的裝置?？煞譃槿男秃皖A混合型兩類。

現(xiàn)在是21頁\一共有51頁\編輯于星期五

第二節(jié)原子吸收分光光度計

全消耗型原子化器是將試液直接噴入火焰內(nèi)，結(jié)構(gòu)簡單，常用于試樣溶劑具有可燃性的樣品分析。

預混合型原子化器由霧化器，霧化室和燃燒器三部分構(gòu)成。它是將試液經(jīng)霧化器霧化后在霧化室與燃料氣混合，然后在燃燒器上燃燒，使細霧被火焰蒸發(fā)并熱分解成蒸氣狀態(tài)的基態(tài)原子。

現(xiàn)在是22頁\一共有51頁\編輯于星期五

第二節(jié)原子吸收分光光度計

火焰是原子蒸氣吸收光的介質(zhì)，分析不同的元素，需要不同的火焰溫度?；鹧娴臏囟热Q于所用的燃料及助燃氣體的種類和混合比。在原子吸收分光光度法中，要求火焰的溫度能夠使被測元素的化合物離解成原子，最常用的火焰是空氣－乙炔火焰，最高溫度2600K，能測30多種元素?，F(xiàn)在是23頁\一共有51頁\編輯于星期五

第二節(jié)原子吸收分光光度計

2．非火焰原子化器目前廣泛應(yīng)用的非火焰原子化器是石墨爐原子化器。石墨爐原子化法的過程是將試樣注入石墨管中間位置，用大電流通過石墨管以產(chǎn)生高達2000~3000℃的高溫使試樣經(jīng)過干燥、蒸發(fā)和原子化。現(xiàn)在是24頁\一共有51頁\編輯于星期五

第二節(jié)原子吸收分光光度計

現(xiàn)在是25頁\一共有51頁\編輯于星期五

第二節(jié)原子吸收分光光度計

其特點有：①原子化效率高，幾乎可達到100%；②試樣用量少，固體幾毫克，液體幾微升；③可直接分析懸浮液、乳狀液、粘稠的液體及固體試樣；④操作在封閉體系中進行，適合于有毒物質(zhì)分析。

現(xiàn)在是26頁\一共有51頁\編輯于星期五

第二節(jié)原子吸收分光光度計

非火焰原子化器與火焰原子化器相比靈敏度高但精密度差，重現(xiàn)性差，干擾較大，測定速度慢，操作不夠簡便，裝置復雜。現(xiàn)在是27頁\一共有51頁\編輯于星期五

第二節(jié)原子吸收分光光度計

3.分光系統(tǒng)：原子吸收分光光度計的分光系統(tǒng)又稱單色器。有光珊單色器和棱鏡單色器兩種。單色器的作用是將被測元素的共振線與其它譜線分開。單色器位于原子化器之后。

現(xiàn)在是28頁\一共有51頁\編輯于星期五

第二節(jié)原子吸收分光光度計

4.檢測系統(tǒng)：檢測系統(tǒng)主要由檢測器、放大器、對數(shù)變換器和顯示器組成。(1)檢測器---將單色器分出的光信號轉(zhuǎn)變成電信號。(2)放大器---將光電倍增管輸出的較弱信號，經(jīng)電子線路進一步放大。(3)對數(shù)變換器---光強度與吸光度之間的轉(zhuǎn)換。(4)顯示器---顯示和輸出實驗結(jié)果現(xiàn)在是29頁\一共有51頁\編輯于星期五

第二節(jié)原子吸收分光光度計

二、原子吸收分光光度計的類型從類型上來講，原子吸收分光光度計可分為單光束原子吸收分光光度計和雙光束原子吸收分光光度計。雙光束原子吸收分光光度計可以消除由于光源不穩(wěn)定以及背景吸收而對測定結(jié)果造成的影響。另外，為了適應(yīng)同時測定多種元素的需要，市場上還有多道多檢測器原子吸收分光光度計，可同時測定多種元素。

現(xiàn)在是30頁\一共有51頁\編輯于星期五

第二節(jié)原子吸收分光光度計

1.單光束原子吸收分光光度計光路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，共振線在傳播過程中輻射能量損失較少，單色器能獲得較大的能量，故靈敏度較高、價格低廉、操作簡便，易于維護。為獲得穩(wěn)定的光源輻射，元素燈要充分的預熱?，F(xiàn)在是31頁\一共有51頁\編輯于星期五

第二節(jié)原子吸收分光光度計

2.

雙光束原子分光光度計由切光器將同一光源發(fā)出的光切為兩束光：一束通過火焰，另一束不通過火焰直接經(jīng)單色器。光源和檢測器的任何變動，都由參比光束得到校正，可消除光源強度變化及檢測器靈敏度變動的影響?，F(xiàn)在是32頁\一共有51頁\編輯于星期五

第二節(jié)原子吸收分光光度計

3.雙波道或多波道原子分光光度計使用兩種或多種空心陰極燈，使光輻射同時通過原子蒸氣而被吸收，然后再分別引到不同分光和檢測系統(tǒng)，測定各元素的吸光度值。此類儀器準確度高，可同時測定兩種以上元素。但裝置復雜，儀器價格昂貴。現(xiàn)在是33頁\一共有51頁\編輯于星期五

第二節(jié)原子吸收分光光度計

原子吸收分光光度計的類型有哪些?課堂活動現(xiàn)在是34頁\一共有51頁\編輯于星期五

第三節(jié)定量分析方法

原子吸收分光光度法的定量分析方法主要有標準曲線法、標準加入法、內(nèi)比法等。本章主要介紹的標準曲線法、標準加入法都是以試樣中待測元素的濃度與吸光度之間呈線性函數(shù)的關(guān)系，由標準溶液的濃度換算出樣品溶液的濃度。

現(xiàn)在是35頁\一共有51頁\編輯于星期五

第三節(jié)定量分析方法

一、標準曲線法標準曲線最重要的是繪制一條標準曲線，它與紫外－可見分光光度法中的標準曲線法類似。在儀器推薦的濃度范圍內(nèi)，制備一組含待測元素的標準溶液，同時以相應(yīng)試劑制備空白對照溶液。將儀器按規(guī)定啟動后，依次測定空白對照溶液和各濃度對照品溶液的吸光度A，記錄讀數(shù)。以每一濃度的吸光度讀數(shù)為縱坐標、相應(yīng)濃度C為橫坐標，繪制標準曲線。現(xiàn)在是36頁\一共有51頁\編輯于星期五

第三節(jié)定量分析方法

在完全相同的條件下，使待測元素的估計濃度在標準曲線濃度范圍內(nèi)，測定吸光度，從標準曲線上查得相應(yīng)的濃度，計算元素的含量。也可由標準試樣數(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?，F(xiàn)在是37頁\一共有51頁\編輯于星期五

第三節(jié)定量分析方法

當待測元素濃度較高時，標準曲線易發(fā)生彎曲，此外一些干擾因素也會導致標準曲線彎曲。為了提高標準曲線法分析數(shù)據(jù)的精密度和準確度，要求標準溶液的組成應(yīng)與試樣盡可能相近，分析過程中，操作條件應(yīng)保持恒定，同時應(yīng)使試液的吸光度值落在標準曲線的線性范圍內(nèi)。

現(xiàn)在是38頁\一共有51頁\編輯于星期五

第三節(jié)定量分析方法

二、標準加入法若樣品中被測元素成分很少或樣品的基體組成復雜，且對測定有明顯影響或難以配制與樣品組成相似的標準溶液時，可采用標準加入法?，F(xiàn)在是39頁\一共有51頁\編輯于星期五

第三節(jié)定量分析方法

取同體積相同的試液（cx）若干份（例如4份），分別置4個同體積的容量瓶中，除(1)號量瓶外，依次按比例加入不同量的待測元素的標準溶液（c0），分別用去離子水稀釋至刻度，定容后濃度依次為：cx

，cx+c0

，cx+2c0

，cx+3c0

，制成從零開始遞增的一系列溶液。按上述標準曲線法自“將儀器按規(guī)定啟動后”操作，分別測得吸光度為：Ax，A1，A2，A3，記錄讀數(shù)；

現(xiàn)在是40頁\一共有51頁\編輯于星期五

第三節(jié)定量分析方法

將吸光度A與相應(yīng)的濃度作圖，延長此直線至與濃度軸的延長線相交，圖中cx點即待測溶液濃度。再以此計算試樣中待測元素的含量。如果試樣不含被測元素，則曲線通過原點?，F(xiàn)在是41頁\一共有51頁\編輯于星期五

第三節(jié)定量分析方法

使用標準加入法應(yīng)注意以下幾點：（1）標準加入法的基礎(chǔ)是待測元素濃度與其吸光度成正比，因此待測元素的濃度應(yīng)在此線性范圍內(nèi)。（2）為了得到較為準確的外推結(jié)果，最少應(yīng)采用4個點來作校準曲線。加入標準溶液的量應(yīng)適當，以保證曲線的斜率適宜，太大或太小的斜率，會引起較大的誤差?，F(xiàn)在是42頁\一共有51頁\編輯于星期五

第三節(jié)定量分析方法

（3）此法能消除物理干擾，但不能消除背景吸收的干擾。如存在背景吸收，必須予以扣除，否則將得到偏高的結(jié)果?，F(xiàn)在是43頁\一共有51頁\編輯于星期五

第三節(jié)定量分析方法原子吸收分光光度法在醫(yī)學檢驗中的應(yīng)用原子吸收分光光度法的特點是簡便快速，靈敏度高，干擾小，可分析多種生物試樣，如體液、組織、毛發(fā)、指甲等。在分析血液中一些常見元素時，1ml的量幾乎就能解決問題。對體液中含量較高的K、Na、Ca、Mg、Fe、Cu、Zn等元素，可通過稀釋直接用火焰法測定；對試樣量少、含量以低的元素，如Ni、Cr、Cd和Co等可用無火焰原子化法加以分析。如在測定血清鈣和鎂時，可直接在空氣－乙炔火焰中分析經(jīng)1:20至1:50稀釋過的樣品中。為抑制磷酸根的干擾，在試樣和標準溶液中均添加了1%的EDTA溶液、0.5%的鑭溶液或0.25%的鍶溶液。

化學與醫(yī)學現(xiàn)在是44頁\一共有51頁\編輯于星期五

達標測評

一、單項選擇題：

1．原子吸收分光光度法適宜于()。

A．元素定性分析B．痕量定量分析

C．常量定量分析D．常量定性分析

E．半定量分析

2．在原子吸收分光光度計中，目前常用的光源是()。

A．火焰B．空心陰極燈C．氙燈

D．交流電弧E．蒸氣放電燈現(xiàn)在是45頁\一共有51頁\編輯于星期五達標測評

3．原子吸收分析中光源的作用是（）

A．供試樣蒸發(fā)和激發(fā)所需的能量B．發(fā)射待測元素的特征譜線C．產(chǎn)生紫外線D．產(chǎn)生具有足夠濃度的散射光E．在廣泛的光譜區(qū)域內(nèi)發(fā)射連續(xù)光譜

4．在火焰原子化過程中，伴隨著產(chǎn)生一系列的化學反應(yīng)，下列哪些反應(yīng)是可能發(fā)生的（）

A．電離B．化合C．還原D．聚合E．縮合現(xiàn)在是46頁\一共有51頁\編輯于星期五達標測評

5．在原子吸收分析中，測定元素的靈敏度、準確度在很大程度上取決于（）

A．空心陰極燈B．火焰C．原子化系統(tǒng)

D．分光系統(tǒng)E．檢測系統(tǒng)6．原子化器的主要作用是（）。

A．將試樣中待測元素轉(zhuǎn)化為基態(tài)原子