第八章

原子吸收光譜分析法atomicabsorptionspectrometry,AAS2022/12/26第八章

原子吸收光譜分析法atomicabsorpti12022/12/262022/12/262§8-1概述原子吸收光譜法(也稱原子吸收分光光度法)P227基于原子蒸氣對其特定譜線〔特征譜線〕吸收作用進展定量分析的方法；2022/12/26§8-1概述原子吸收光譜法(也稱原子吸收分光光度法)P23

原子吸收光譜：從光源發出的被測元素的特征輻射通過元素的原子蒸氣時被其基態原子吸收，由輻射的減弱程度測定元素含量.原子吸收光譜法的特點：(1)靈敏度高,檢出限低(火焰：10-9g/ml，石墨爐：10-13g(2)選擇性好(3)準確度高(4)測定范圍廣(可直接測定70多種元素〕2022/12/26原子吸收光譜：原子吸收光譜法的特點：2022/12/24§8-2原子吸收光譜的原理

1、共振線、特征譜線外層電子從基態躍遷到第一激發態，吸收一定頻率的輻射能量,產生共振吸收線〔簡稱共振線〕〔1〕不同元素的原子構造和外層電子排布不同，共振線不同，共振線是元素的特征譜線?！?〕利用基態原子蒸氣對特征譜線〔共振線〕的吸收進展定量分析

2022/12/26§8-2原子吸收光譜的原理

1、共振線、特征譜線52、譜線輪廓與譜線變寬原子吸收線不是一條單一頻率的線，而是有一定的頻率范圍，即有一定寬度。譜線的輪廓是譜線強度隨頻率變化的曲線，一般用原子蒸氣對頻率為的光的吸收系數K隨頻率的變化來描述吸收線輪廓吸收線輪廓2022/12/262、譜線輪廓與譜線變寬原子吸收線不是一條單一頻率的6最大的吸收系數K0所對應頻率0稱為中心頻率K0/2處吸收線輪廓兩點間的距離稱為吸收線半寬度〔Δ，10-3nm〕表征吸收線輪廓的參數：

中心頻率0

吸收線半寬度：Δ吸收線輪廓2022/12/26最大的吸收系數K0所對應頻率0稱為中心頻率表征吸收線7吸收峰變寬原因：〔1〕自然寬度：譜線自身具有一定的寬度?！?〕多普勒變寬〔熱變寬〕：原子在空間做無規那么熱運動導致的〔3〕壓力變寬〔勞倫茲變寬，赫魯茲馬克變寬〕：原子吸收區氣體壓力變大時，相互碰撞引起的變寬。勞倫茲變寬：待測原子和其他原子碰撞。赫魯茲馬克變寬〔共振變寬〕：同種原子碰撞。在一般分析條件下吸收線的輪廓受多普勒變寬ΔD和勞倫茲變寬ΔL

的影響2022/12/26吸收峰變寬原因：〔1〕自然寬度：譜線自身具有一定的寬度。8鎢燈和氘燈光源，經光柵或棱鏡分光后，光譜通帶0.2mm。而原子吸收線半寬度：10-3nm。如圖：假設用一般光源照射時，吸收光的強度變化僅為0.5%。要測量光減弱的程度，靈敏度極差。

3、原子吸收光譜的測量〔積分吸收和峰值吸收〕2022/12/26鎢燈和氘燈光源，經光柵或棱鏡分光后，光譜通帶0.2m9〔1〕積分吸收：吸收線輪廓內吸收系數的積分，稱為積分吸收系數，簡稱積分吸收〔譜線下所圍面積)

如果測出積分吸收即可得到原子濃度。要測量半寬度只有10-3nm的積分吸收。需要分辨率很高的單色器，一般光譜儀達不到。N0為

單位體積的基態原子數2022/12/26〔1〕積分吸收：吸收線輪廓內吸收系數的積分，稱為積分吸10

1955年，瓦爾西提出在原子吸收分析中用銳線光源，測量譜線的峰值吸收銳線光源：發射線的Δν小于吸收線的Δν。2022/12/261955年，瓦爾西提出在原子吸收分析中用銳線光源，測量11

峰值吸收系數K0，簡稱峰值吸收峰值吸收與原子濃度成正比〔2〕峰值吸收采用銳線光源進展測量，那么Δνe?Δνa，在發射線寬度范圍內，Kν可近似認為不變，并近似等于峰值時的吸收系數K02022/12/26峰值吸收系數K0，簡稱峰值吸收峰值吸收與原子濃度成12

當使用銳線光源時，吸光度與原子蒸汽中待測元素的基態原子數成正比通過A和K0的關系，得出：2022/12/26當使用銳線光源時，吸光度與原子蒸汽中待測元素的基態13

當使用銳線光源時，A=kN0L=k’c〔比爾定律〕原子吸收定量根底

火焰溫度低于3000K時，可以用基態原子數代表待測元素的原子總數2022/12/26當使用銳線光源時，A=kN0L=14§8-3原子吸收分光光度計2022/12/26§8-3原子吸收分光光度計2022/12/26152022/12/262022/12/26162022/12/262022/12/26172022/12/262022/12/2618一、流程特點(1)采用銳線光源(2)單色器在火焰與檢測器之間單光束：光源強度變化而導致基線漂移雙光束：可以通過參比光束的作用抑制基線漂移2022/12/26一、流程特點單光束：光源強度變化而導致基線漂移2022/1219二、光源1.作用提供待測元素的特征光譜。獲得較高的靈敏度和準確度。光源應滿足如下要求；〔1〕能發射銳線；〔2〕能發射待測元素的共振線；有足夠強度〔3〕輻射光強度穩定。2022/12/26二、光源1.作用2022/12/26202.空心陰極燈

用不同待測元素作陰極材料，可制成相應空心陰極燈。

空心陰極燈的輻射強度與燈的工作電流有關。特點：〔1〕只有一個操作參數：工作電流〔2〕輻射光強度大，穩定，譜線窄，燈容易更換?！?〕每測一種元素需更換相應的燈。2022/12/262.空心陰極燈特點：2022/12/2621三、原子化系統1.作用

將試樣中待測元素轉變成原子蒸氣。2.原子化方法

火焰法無火焰法—石墨爐原子化器2022/12/26三、原子化系統1.作用2.原子化方法火焰法2022/12223.火焰原子化裝置包括霧化器和燃燒器，常用的為預混合型原子化器〔1〕霧化器作用：使試液霧化構造如下圖霧化效率10％2022/12/263.火焰原子化裝置包括霧化器和燃燒器，常用的為預混合型原23〔2〕燃燒器作用：產生火焰預混合型燃燒器：試液霧化后進入預混合室與燃氣混合，較大霧滴凝結在壁上，經廢液管排出，小的霧滴進入火焰。

2022/12/26〔2〕燃燒器2022/12/2624〔3〕火焰試樣霧滴在火焰中，經蒸發，枯燥，離解等過程產生大量基態原子?；鹧鏈囟鹊倪x擇：只要保證待測元素充別離解為基態原子就可以，超過所需溫度，使激發態原子增加；〔a〕確保待測元素充別離解為基態原子的前提下，選用低溫火焰〔b〕火焰溫度取決于燃氣與助燃氣類型。(表8-3)2022/12/26〔3〕火焰試樣霧滴在火焰中，經蒸發，枯燥，離解等過程252022/12/262022/12/2626常用的火焰類型空氣-乙炔、空氣-氫氣、氧化亞氮-乙炔按照燃氣與助燃氣的比例，火焰分為：〔1〕中性火焰〔2〕貧燃性火焰〔氧化性〕〔3〕富燃性火焰〔復原性〕2022/12/26常用的火焰類型2022/12/2627對于空氣—乙炔火焰：1、貧燃火焰氧化性氣氛，適用于不易氧化的元素和堿金屬測定。2、富燃火焰復原性火焰，燃燒不完全，測定較易形成難熔氧化物的元素Mo、Cr稀土等。3、化學計量火焰溫度高，干擾少，穩定，背景低，常用。日常分析中，通常選用中性火焰2022/12/26對于空氣—乙炔火焰：1、貧燃火焰2022/12/2628〔1〕工作原理：大電流通過石墨管產生高熱、高溫使試樣原子化4.石墨爐原子化裝置〔1〕石墨管長28mm內徑8mm有小孔加試樣，石墨管裝在爐體中〔2〕惰性氣體保護已經原子化的原子不再被氧化?！?〕夾層通冷卻水，確保石墨管完成樣品分析后迅速回到室溫2022/12/26〔1〕工作原理：大電流通過石墨管產生高熱、高溫使試樣原子化429〔2〕原子化過程原子化過程分為四個階段：枯燥、灰化、原子化、凈化。干燥溫度oC時間，t凈化原子化灰化干燥：去除溶劑，防樣品濺射；灰化：使易揮發的基體和有機物盡量除去；原子化：待測物化合物分解為基態原子凈化：樣品測定完成，高溫去殘渣，凈化石墨管。虛線：階梯升溫實線：斜坡升溫2022/12/26〔2〕原子化過程原子化過程分為四個階段：枯燥30〔3〕石墨管原子化器的優缺點優點：原子化程度高，試樣用量少缺點：背景干擾比火焰法大，精細度差〔自動進樣裝置〕2022/12/26〔3〕石墨管原子化器的優缺點優點：原子化程度高，試315.其他原子化方法〔1〕氫化物原子化方法主要應用于：As、Sb、Bi、Sn、Ge、Se、Pb、Te元素原理：在酸性介質中，與強復原劑NaBH4反響生成氣態氫化物例AsCl3+4NaBH4+HCl+8H2O=AsH3+4NaCl+4HBO2+13H2將氫化物送入原子化器中檢測。特點：靈敏度高〔對砷、硒可達10-9g〕；基體干擾和化學干擾??；2022/12/265.其他原子化方法〔1〕氫化物原子化方法原理：在酸性介質322022/12/262022/12/2633〔2〕冷原子化法主要應用于：Hg元素〔易形成蒸汽〕

原理：將試樣中的汞離子用SnCl2〔或鹽酸羥胺〕復原為金屬汞，用氣流將汞蒸氣帶入具有石英窗的氣體測量管中進展測定。特點：靈敏度高〔可達10-8g汞〕；2022/12/26〔2〕冷原子化法主要應用于：Hg元素〔易形成蒸汽34四、單色器P2461.作用將待測元素的共振線與鄰近線分開。2.組件色散元件〔棱鏡、光柵〕，反射鏡、狹縫等。單色器位于原子化器后，防止原子化器的輻射干擾進入檢測器

2022/12/26四、單色器P2461.作用將待測元素的共振線與35主要由檢測器、放大器、對數變換器、顯示記錄裝置組成。1.檢測器--------將單色器分出的光信號轉變成電信號。如：光電池、光電倍增管、光敏晶體管等。2.放大器------將光電倍增管輸出的較弱信號，經電子線路進一步放大。

3.對數變換器------光強度與吸光度之間的轉換。

4.顯示、記錄新儀器配置：原子吸收計算機工作站五、檢測系統2022/12/26主要由檢測器、放大器、對數變換器、顯示記錄裝置組成。五、檢測36§8-4定量分析方法1.標準曲線法配制一系列不同濃度的標準試樣，由低到高依次分析，將獲得的吸光度A數據對應于濃度作標準曲線，在一樣條件下測定試樣的吸光度A數據，在標準曲線上查出對應的濃度值；

或由標準試樣數據獲得線性方程，將測定試樣的吸光度A數據帶入計算。

2022/12/26§8-4定量分析方法1.標準曲線法或由標準試樣數據372.標準參加法取假設干份體積一樣的試液〔cX〕，依次按比例參加不同量的待測物的標準溶液〔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對參加量做圖得一直線，圖中cX點即待測溶液濃度。2022/12/262.標準參加法取假設干份體積一樣的試液〔cX〕，依次按38§8-5干擾及抑制原子吸收分析中的干擾按產生的原因分：光譜干擾、物理干擾、化學干擾2022/12/26§8-5干擾及抑制原子吸收分析中的干擾按產生的原因分：39一、光譜干擾1、光譜通帶內存在的非吸收線〔1〕與分析線相鄰的是待測元素的譜線?？梢酝ㄟ^調小狹縫的方法來抑制這種干擾。〔2〕與分析線相鄰的是非待測元素的譜線。換用純度較高的單元素燈減小干擾。2、吸收線重疊共存元素的吸收線和被測元素的分析線重疊，另選分析線2022/12/26一、光譜干擾1、光譜通帶內存在的非吸收線2022/12/26403、背景干擾(與原子化器有關)背景干擾主要是指原子化過程中所產生的光譜干擾，主要有分子吸收干擾和散射干擾，干擾嚴重時，不能進展測定。分子吸收：原子化過程中，存在或生成的分子對特征輻射產生的吸收。光散射：原子化過程中，存在或生成的微粒使光產生的散射現象。使吸光度偏高，產生正偏差，石墨爐原子化法比火焰法產生的背景干擾嚴重如何消除？2022/12/263、背景干擾(與原子化器有關)背景干擾主要是指原子41背景干擾校正方法氘燈背景校正旋轉斬光器交替使氘燈提供的連續光譜和空心陰極燈提供的共振線通過原子蒸汽；連續光譜通過時：測定的為背景吸收銳線光源通過時:測定原子吸收和背景吸收的總吸收；差值為被測元素的吸光度值〔目前生產的原子吸收光譜儀都配有氘燈背景校正器〕2022/12/26背景干擾校正方法氘燈背景校正旋轉斬光器交替使氘燈提供的連42二、物理干擾試樣在轉移、蒸發過程中由于試樣的物理特性變化引起的原子吸收信號下降的效應消除方法：(1)配制與試樣組成相近的標準溶液(2)標準參加法(3)如果試樣濃度過高，稀釋試液；2022/12/26二、物理干擾試樣在轉移、蒸發過程中由于試樣的物理特性43三、化學干擾指待測元素與其它組分之間的化學作用所引起的干擾效應,主要影響到待測元素的原子化效率，是主要干擾源。1.化學干擾的類型〔1〕待測元素與其共存物質作用生成難揮發的化合物，致使參與吸收的基態原子減少。

〔2〕高溫下，待測原子發生電離反響，生成離子，使基態原子數減少，吸收度減弱2022/12/26三、化學干擾指待測元素與其它組分之間的化學作用所引起的44

2.化學干擾的抑制通過在標準溶液和試液中參加某種光譜化學緩沖劑來抑制或減少化學干擾：〔1〕釋放劑—與干擾元素生成更穩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。〔2〕保護劑—與待測元素形成穩定的絡合物，防止干擾物質與其作用。例：參加EDTA生成EDTA-Ca，在火焰中易于原子化，防止磷酸根與鈣作用。2022/12/262.化學干擾的抑制通過在標準溶液和試液中參加某種光譜45〔3〕緩沖劑—參加足夠的干擾元素，使干擾趨于穩定。例：用N2O—C2H2火焰測鈦時，在試樣和標準溶液中參加300mgL-1以上的鋁鹽，使鋁對鈦的干擾趨于穩定〔4〕消電離劑—參加大量易電離的一種緩沖劑以抑制待測元素的電離。例：參加足量的銫鹽，抑制待測元素的電離。2022/12/26〔3〕緩沖劑—參加足夠的干擾元素，使干擾趨于穩定。2022/46§8-6測定條件的選擇1．分析線

一般選待測元素的共振線作為分析線，被測元素濃度較高時，也可選次靈敏線2022/12/26§8-6測定條件的選擇1．分析線2022/12/26472．空心陰極燈電流在保證有穩定和足夠的輻射光通量的情況下，盡量選較低的電流?？招年帢O燈一般預熱10~30min3．原子化條件火焰原子化〔1〕據不同試樣元素選擇不同火焰類型以及適宜的燃助比〔2〕調節觀測高度〔燃燒器高度〕，可使光束通過自由原子濃度最大的火焰區。石墨爐原子化：合理選擇枯燥、灰化、原子化、凈化的溫度及時間

2022/12/262．空心陰極燈電流2022/12/2648§8-7應用應用廣泛的微量金屬元素的首選測定方法(1)頭發中微量元素的測定—微量元素與安康關系；(2)水中微量元素的測定—環境中重金屬污染分布規律；(3)水果、蔬菜、食品中微量元素的測定；(4)礦物、合金及各種材料中微量元素的測定；(5)各種生物試樣中微量元素的測定。2022/12/26§8-7應用應用廣泛的微量金屬元素的首選測定方法(3)492022/12/262022/12/2650§8-8原子熒光光譜1．原子熒光光譜的產生過程過程：當氣態原子受到強特征輻射時，由基態躍遷到激發態，再由激發態躍遷回到基態，輻射出與吸收光波長一樣或不同的熒光；

2.特點〔1〕屬光致發光,二次發光；激發光源停頓后，熒光立即消失；〔2〕不同元素的熒光波長不同；〔3〕發射的熒光強度與照射的光強有關；濃度很低時，強度與蒸氣中該元素的密度成正比，定量依據(適用于微量或痕量分析)；

2022/12/26§8-8原子熒光光譜1．原子熒光光譜的產生過程2.特51〔4〕檢出限低、靈敏度高Cd：10-12g·cm-3；Zn：10-11g·cm-3；20種元素優于AAS〔5〕譜線簡單、干擾小(6)線性范圍寬〔可達3～5個數量級〕(7)易實現多元素同時測定〔產生的熒光向各個方向發射〕2.缺點存在熒光淬滅效應、散射光干擾等問題；2022/12/262022/12/2652

2.原子熒光的產生類型兩種類型：共振熒光和非共振熒光〔1〕共振熒光共振熒光：氣態原子吸收共振線被激發后，激發態原子再發射出與共振線波長一樣的熒光；見圖A、C；熱共振熒光：假設原子受熱激發處于壓穩態，再吸收輻射進一步激發，然后再發射出一樣波長的共振熒光；見圖B、D；所有類型中，共振熒光強度最大，最為有用。2022/12/262.原子熒光的產生類型兩種類型：共振熒光和非共53〔2〕非共振熒光當熒光與激發光的波長不一樣時，產生非共振熒光；分為：直躍線熒光、階躍線熒光、anti-Stokes熒光三種；直躍線熒光〔Stokes熒光〕：躍回到高于基態的亞穩態時所發射的熒光；熒光波長大于激發線波長〔熒光能量間隔小于激發線能量間隔〕；abcd2022/12/26〔2〕非共振熒光當熒光與激發光的波長不一樣時，產生非共振54直躍線熒光〔Stokes熒光〕Pb原子：吸收線283.13nm；熒光線407.78nm；同時存在兩種形式：鉈原子：吸收線337.6nm；共振熒光線337.6nm；直躍線熒光535.0nm；abcd2022/12/26直躍線熒光〔Stokes熒光〕Pb原子：吸收線283.1355階躍線熒光：光照激發，非輻射方式釋放局部能量后，再發射熒光返回基態；熒光波長小于激發線波長〔熒光能量間隔大于激發線能量間隔〕；非輻射方式釋放能量：碰撞，放熱；光照激發，再熱激發，返至高于基態的能級，發射熒光，圖(c)B、D；

Cr原子：吸收線359.35nm；再熱激發，熒光發射線357.87nm，圖(c)B、Dabcd2022/12/26階躍線熒光：光照激發，非輻射方式釋放局部能量后，再發563、原子熒光光度計〔1〕儀器類型單通道：每次分析一個元素；多通道：每次可分析多個元素；色散型：帶分光系統；非色散型：采用濾光器別離分析線和鄰近線；特點：光源與檢測器成一定角度；

2022/12/263、原子熒光光度計〔1〕儀器類型特點：2022/12/2657〔2〕主要部件光源：高強度空心陰極燈、無極放電燈、可調頻激光器；可調頻激光器：高光強、窄譜線；原子化裝置：與原子吸收法一樣；色散系統：光柵、濾光器；檢測系統：

2022/12/26〔2〕主要部件光源：高強度空心陰極燈、無極放電燈、可調頻激光58第八章

原子吸收光譜分析法atomicabsorptionspectrometry,AAS2022/12/26第八章

原子吸收光譜分析法atomicabsorpti592022/12/262022/12/2660§8-1概述原子吸收光譜法(也稱原子吸收分光光度法)P227基于原子蒸氣對其特定譜線〔特征譜線〕吸收作用進展定量分析的方法；2022/12/26§8-1概述原子吸收光譜法(也稱原子吸收分光光度法)P261

原子吸收光譜：從光源發出的被測元素的特征輻射通過元素的原子蒸氣時被其基態原子吸收，由輻射的減弱程度測定元素含量.原子吸收光譜法的特點：(1)靈敏度高,檢出限低(火焰：10-9g/ml，石墨爐：10-13g(2)選擇性好(3)準確度高(4)測定范圍廣(可直接測定70多種元素〕2022/12/26原子吸收光譜：原子吸收光譜法的特點：2022/12/262§8-2原子吸收光譜的原理

1、共振線、特征譜線外層電子從基態躍遷到第一激發態，吸收一定頻率的輻射能量,產生共振吸收線〔簡稱共振線〕〔1〕不同元素的原子構造和外層電子排布不同，共振線不同，共振線是元素的特征譜線?！?〕利用基態原子蒸氣對特征譜線〔共振線〕的吸收進展定量分析

2022/12/26§8-2原子吸收光譜的原理

1、共振線、特征譜線632、譜線輪廓與譜線變寬原子吸收線不是一條單一頻率的線，而是有一定的頻率范圍，即有一定寬度。譜線的輪廓是譜線強度隨頻率變化的曲線，一般用原子蒸氣對頻率為的光的吸收系數K隨頻率的變化來描述吸收線輪廓吸收線輪廓2022/12/262、譜線輪廓與譜線變寬原子吸收線不是一條單一頻率的64最大的吸收系數K0所對應頻率0稱為中心頻率K0/2處吸收線輪廓兩點間的距離稱為吸收線半寬度〔Δ，10-3nm〕表征吸收線輪廓的參數：

中心頻率0

吸收線半寬度：Δ吸收線輪廓2022/12/26最大的吸收系數K0所對應頻率0稱為中心頻率表征吸收線65吸收峰變寬原因：〔1〕自然寬度：譜線自身具有一定的寬度?！?〕多普勒變寬〔熱變寬〕：原子在空間做無規那么熱運動導致的〔3〕壓力變寬〔勞倫茲變寬，赫魯茲馬克變寬〕：原子吸收區氣體壓力變大時，相互碰撞引起的變寬。勞倫茲變寬：待測原子和其他原子碰撞。赫魯茲馬克變寬〔共振變寬〕：同種原子碰撞。在一般分析條件下吸收線的輪廓受多普勒變寬ΔD和勞倫茲變寬ΔL

的影響2022/12/26吸收峰變寬原因：〔1〕自然寬度：譜線自身具有一定的寬度。66鎢燈和氘燈光源，經光柵或棱鏡分光后，光譜通帶0.2mm。而原子吸收線半寬度：10-3nm。如圖：假設用一般光源照射時，吸收光的強度變化僅為0.5%。要測量光減弱的程度，靈敏度極差。

3、原子吸收光譜的測量〔積分吸收和峰值吸收〕2022/12/26鎢燈和氘燈光源，經光柵或棱鏡分光后，光譜通帶0.2m67〔1〕積分吸收：吸收線輪廓內吸收系數的積分，稱為積分吸收系數，簡稱積分吸收〔譜線下所圍面積)

如果測出積分吸收即可得到原子濃度。要測量半寬度只有10-3nm的積分吸收。需要分辨率很高的單色器，一般光譜儀達不到。N0為

單位體積的基態原子數2022/12/26〔1〕積分吸收：吸收線輪廓內吸收系數的積分，稱為積分吸68

1955年，瓦爾西提出在原子吸收分析中用銳線光源，測量譜線的峰值吸收銳線光源：發射線的Δν小于吸收線的Δν。2022/12/261955年，瓦爾西提出在原子吸收分析中用銳線光源，測量69

峰值吸收系數K0，簡稱峰值吸收峰值吸收與原子濃度成正比〔2〕峰值吸收采用銳線光源進展測量，那么Δνe?Δνa，在發射線寬度范圍內，Kν可近似認為不變，并近似等于峰值時的吸收系數K02022/12/26峰值吸收系數K0，簡稱峰值吸收峰值吸收與原子濃度成70

當使用銳線光源時，吸光度與原子蒸汽中待測元素的基態原子數成正比通過A和K0的關系，得出：2022/12/26當使用銳線光源時，吸光度與原子蒸汽中待測元素的基態71

當使用銳線光源時，A=kN0L=k’c〔比爾定律〕原子吸收定量根底

火焰溫度低于3000K時，可以用基態原子數代表待測元素的原子總數2022/12/26當使用銳線光源時，A=kN0L=72§8-3原子吸收分光光度計2022/12/26§8-3原子吸收分光光度計2022/12/26732022/12/262022/12/26742022/12/262022/12/26752022/12/262022/12/2676一、流程特點(1)采用銳線光源(2)單色器在火焰與檢測器之間單光束：光源強度變化而導致基線漂移雙光束：可以通過參比光束的作用抑制基線漂移2022/12/26一、流程特點單光束：光源強度變化而導致基線漂移2022/1277二、光源1.作用提供待測元素的特征光譜。獲得較高的靈敏度和準確度。光源應滿足如下要求；〔1〕能發射銳線；〔2〕能發射待測元素的共振線；有足夠強度〔3〕輻射光強度穩定。2022/12/26二、光源1.作用2022/12/26782.空心陰極燈

用不同待測元素作陰極材料，可制成相應空心陰極燈。

空心陰極燈的輻射強度與燈的工作電流有關。特點：〔1〕只有一個操作參數：工作電流〔2〕輻射光強度大，穩定，譜線窄，燈容易更換?！?〕每測一種元素需更換相應的燈。2022/12/262.空心陰極燈特點：2022/12/2679三、原子化系統1.作用

將試樣中待測元素轉變成原子蒸氣。2.原子化方法

火焰法無火焰法—石墨爐原子化器2022/12/26三、原子化系統1.作用2.原子化方法火焰法2022/12803.火焰原子化裝置包括霧化器和燃燒器，常用的為預混合型原子化器〔1〕霧化器作用：使試液霧化構造如下圖霧化效率10％2022/12/263.火焰原子化裝置包括霧化器和燃燒器，常用的為預混合型原81〔2〕燃燒器作用：產生火焰預混合型燃燒器：試液霧化后進入預混合室與燃氣混合，較大霧滴凝結在壁上，經廢液管排出，小的霧滴進入火焰。

2022/12/26〔2〕燃燒器2022/12/2682〔3〕火焰試樣霧滴在火焰中，經蒸發，枯燥，離解等過程產生大量基態原子。火焰溫度的選擇：只要保證待測元素充別離解為基態原子就可以，超過所需溫度，使激發態原子增加；〔a〕確保待測元素充別離解為基態原子的前提下，選用低溫火焰〔b〕火焰溫度取決于燃氣與助燃氣類型。(表8-3)2022/12/26〔3〕火焰試樣霧滴在火焰中，經蒸發，枯燥，離解等過程832022/12/262022/12/2684常用的火焰類型空氣-乙炔、空氣-氫氣、氧化亞氮-乙炔按照燃氣與助燃氣的比例，火焰分為：〔1〕中性火焰〔2〕貧燃性火焰〔氧化性〕〔3〕富燃性火焰〔復原性〕2022/12/26常用的火焰類型2022/12/2685對于空氣—乙炔火焰：1、貧燃火焰氧化性氣氛，適用于不易氧化的元素和堿金屬測定。2、富燃火焰復原性火焰，燃燒不完全，測定較易形成難熔氧化物的元素Mo、Cr稀土等。3、化學計量火焰溫度高，干擾少，穩定，背景低，常用。日常分析中，通常選用中性火焰2022/12/26對于空氣—乙炔火焰：1、貧燃火焰2022/12/2686〔1〕工作原理：大電流通過石墨管產生高熱、高溫使試樣原子化4.石墨爐原子化裝置〔1〕石墨管長28mm內徑8mm有小孔加試樣，石墨管裝在爐體中〔2〕惰性氣體保護已經原子化的原子不再被氧化?！?〕夾層通冷卻水，確保石墨管完成樣品分析后迅速回到室溫2022/12/26〔1〕工作原理：大電流通過石墨管產生高熱、高溫使試樣原子化487〔2〕原子化過程原子化過程分為四個階段：枯燥、灰化、原子化、凈化。干燥溫度oC時間，t凈化原子化灰化干燥：去除溶劑，防樣品濺射；灰化：使易揮發的基體和有機物盡量除去；原子化：待測物化合物分解為基態原子凈化：樣品測定完成，高溫去殘渣，凈化石墨管。虛線：階梯升溫實線：斜坡升溫2022/12/26〔2〕原子化過程原子化過程分為四個階段：枯燥88〔3〕石墨管原子化器的優缺點優點：原子化程度高，試樣用量少缺點：背景干擾比火焰法大，精細度差〔自動進樣裝置〕2022/12/26〔3〕石墨管原子化器的優缺點優點：原子化程度高，試895.其他原子化方法〔1〕氫化物原子化方法主要應用于：As、Sb、Bi、Sn、Ge、Se、Pb、Te元素原理：在酸性介質中，與強復原劑NaBH4反響生成氣態氫化物例AsCl3+4NaBH4+HCl+8H2O=AsH3+4NaCl+4HBO2+13H2將氫化物送入原子化器中檢測。特點：靈敏度高〔對砷、硒可達10-9g〕；基體干擾和化學干擾小；2022/12/265.其他原子化方法〔1〕氫化物原子化方法原理：在酸性介質902022/12/262022/12/2691〔2〕冷原子化法主要應用于：Hg元素〔易形成蒸汽〕

原理：將試樣中的汞離子用SnCl2〔或鹽酸羥胺〕復原為金屬汞，用氣流將汞蒸氣帶入具有石英窗的氣體測量管中進展測定。特點：靈敏度高〔可達10-8g汞〕；2022/12/26〔2〕冷原子化法主要應用于：Hg元素〔易形成蒸汽92四、單色器P2461.作用將待測元素的共振線與鄰近線分開。2.組件色散元件〔棱鏡、光柵〕，反射鏡、狹縫等。單色器位于原子化器后，防止原子化器的輻射干擾進入檢測器

2022/12/26四、單色器P2461.作用將待測元素的共振線與93主要由檢測器、放大器、對數變換器、顯示記錄裝置組成。1.檢測器--------將單色器分出的光信號轉變成電信號。如：光電池、光電倍增管、光敏晶體管等。2.放大器------將光電倍增管輸出的較弱信號，經電子線路進一步放大。

3.對數變換器------光強度與吸光度之間的轉換。

4.顯示、記錄新儀器配置：原子吸收計算機工作站五、檢測系統2022/12/26主要由檢測器、放大器、對數變換器、顯示記錄裝置組成。五、檢測94§8-4定量分析方法1.標準曲線法配制一系列不同濃度的標準試樣，由低到高依次分析，將獲得的吸光度A數據對應于濃度作標準曲線，在一樣條件下測定試樣的吸光度A數據，在標準曲線上查出對應的濃度值；

或由標準試樣數據獲得線性方程，將測定試樣的吸光度A數據帶入計算。

2022/12/26§8-4定量分析方法1.標準曲線法或由標準試樣數據952.標準參加法取假設干份體積一樣的試液〔cX〕，依次按比例參加不同量的待測物的標準溶液〔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對參加量做圖得一直線，圖中cX點即待測溶液濃度。2022/12/262.標準參加法取假設干份體積一樣的試液〔cX〕，依次按96§8-5干擾及抑制原子吸收分析中的干擾按產生的原因分：光譜干擾、物理干擾、化學干擾2022/12/26§8-5干擾及抑制原子吸收分析中的干擾按產生的原因分：97一、光譜干擾1、光譜通帶內存在的非吸收線〔1〕與分析線相鄰的是待測元素的譜線?？梢酝ㄟ^調小狹縫的方法來抑制這種干擾?！?〕與分析線相鄰的是非待測元素的譜線。換用純度較高的單元素燈減小干擾。2、吸收線重疊共存元素的吸收線和被測元素的分析線重疊，另選分析線2022/12/26一、光譜干擾1、光譜通帶內存在的非吸收線2022/12/26983、背景干擾(與原子化器有關)背景干擾主要是指原子化過程中所產生的光譜干擾，主要有分子吸收干擾和散射干擾，干擾嚴重時，不能進展測定。分子吸收：原子化過程中，存在或生成的分子對特征輻射產生的吸收。光散射：原子化過程中，存在或生成的微粒使光產生的散射現象。使吸光度偏高，產生正偏差，石墨爐原子化法比火焰法產生的背景干擾嚴重如何消除？2022/12/263、背景干擾(與原子化器有關)背景干擾主要是指原子99背景干擾校正方法氘燈背景校正旋轉斬光器交替使氘燈提供的連續光譜和空心陰極燈提供的共振線通過原子蒸汽；連續光譜通過時：測定的為背景吸收銳線光源通過時:測定原子吸收和背景吸收的總吸收；差值為被測元素的吸光度值〔目前生產的原子吸收光譜儀都配有氘燈背景校正器〕2022/12/26背景干擾校正方法氘燈背景校正旋轉斬光器交替使氘燈提供的連100二、物理干擾試樣在轉移、蒸發過程中由于試樣的物理特性變化引起的原子吸收信號下降的效應消除方法：(1)配制與試樣組成相近的標準溶液(2)標準參加法(3)如果試樣濃度過高，稀釋試液；2022/12/26二、物理干擾試樣在轉移、蒸發過程中由于試樣的物理特性101三、化學干擾指待測元素與其它組分之間的化學作用所引起的干擾效應,主要影響到待測元素的原子化效率，是主要干擾源。1.化學干擾的類型〔1〕待測元素與其共存物質作用生成難揮發的化合物，致使參與吸收的基態原子減少。

〔2〕高溫下，待測原子發生電離反響，生成離子，使基態原子數減少，吸收度減弱2022/12/26三、化學干擾指待測元素與其它組分之間的化學作用所引起的102

2.化學干擾的抑制通過在標準溶液和試液中參加某種光譜化學緩沖劑來抑制或減少化學干擾：〔1〕釋放劑—與干擾元素生成更穩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?！?〕保護劑—與待測元素形成穩定的絡合物，防止干擾物質與其作用。例：參加EDTA生成EDTA-Ca，在火焰中易于原子化，防止磷酸根與鈣作用。2022/12/262.化學干擾的抑制通過在標準溶液和試液中參加某種光譜103〔3〕緩沖劑—參加足夠的干擾元素，使干擾趨于穩定。例：用N2O—C2H2火焰測鈦時，在試樣和標準溶液中參加300mgL-1以上的鋁鹽，使鋁對鈦的干擾趨于穩定〔4〕消電離劑—參加大量易電離的一種緩沖劑以抑制待測元素的電離。例：參加足量的銫鹽，抑制待測元素的電離。2022/12/26〔3〕緩沖劑—參加足夠的干擾元素，使干擾趨于穩定。2022/104§8-6測定條件的選擇1．分析線

一般選待測元素的共振線作為分析線，被測元素濃度較高時，也可選次靈敏線2022/12/26§8-6測定條件的選擇1．分析線2022/12/261052．空心陰極燈電流在保證有穩定和足夠的輻射光通量的情況下，盡量選較低的電流。空心陰極燈一般預熱10~30min3．原子化條件火焰原子化〔1〕據不同試樣元素選擇不同火焰類型以及適宜的燃助比〔2〕調節觀測高度〔燃燒器高度〕，可使光束通過自由原子濃度最大的火焰區。石墨爐原子化：合理選擇枯燥、灰化、原子化、凈化的溫度及時間

2022/12/262．空心陰極燈電流2022/12/26106§8-7應用應用廣泛的微量金屬元素的首選測定方法(1)頭發中微量元素的測定—微量元素與安康關系；(2)水中微量元素的測定—環境中重金屬污染分布規律；(3)水果、蔬菜、食品中微量元素的測定；(4)礦物、合金及各種材料中微量元素的測定；(5)