原子吸收光谱法.pdf

1 概述概述一、原子吸收光谱法一、原子吸收光谱法（原子吸收分光光度法）（原子吸收分光光度法）它是利用待测元素所产生的它是利用待测元素所产生的气态基态原子气态基态原子对对其特征谱线其特征谱线的吸收程度来进行的吸收程度来进行定量分析定量分析的的方法。方法。第第4章 原子吸收光谱法章 原子吸收光谱法PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 原子吸收光谱法的分析过程原子吸收光谱法的分析过程（1）试样在原子化器中被）试样在原子化器中被蒸发蒸发、解离解离为气态基态原子；为气态基态原子；（2）用该元素的锐线光源发射出）用该元素的锐线光源发射出特征辐射特征辐射照射基态原子；照射基态原子；（3）部分光被蒸气中基态原子吸收，记录吸光度，从而进行元）部分光被蒸气中基态原子吸收，记录吸光度，从而进行元素的定量分析。素的定量分析。PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 光源光源原子化器原子化器分光系统分光系统检测系统检测系统二、原子吸收光谱法的实验装置二、原子吸收光谱法的实验装置提供提供待测元素的特征辐射待测元素的特征辐射提供能量使被测元素转变为气态基态原子提供能量使被测元素转变为气态基态原子将吸收线和非吸收线分离开将吸收线和非吸收线分离开接受要测量的光信号，并将光信号转变为接受要测量的光信号，并将光信号转变为电信号电信号光源的调制光源的调制PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 三三、原子吸收法、原子吸收法与紫外与紫外-可见可见分光光度法的分光光度法的比较比较相同点相同点1.都属于吸收光谱都属于吸收光谱2.遵守遵守A=KC3.仪器基本组成相同仪器基本组成相同光源单色器吸收池检测器光源单色器吸收池检测器光源光源4 测量过程基本相同测量过程基本相同不同点不同点1.吸收机理不同吸收机理不同2.光源不同光源不同3.仪器各部件排列顺序不同仪器各部件排列顺序不同原子化器单色器检测系统原子化器单色器检测系统PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 优点优点(1)灵敏度高灵敏度高,检出限低检出限低(2)精密度高精密度高,准确度高，准确度高，(3)选择性高选择性高(4)分析速度快，操作方便分析速度快，操作方便(5)应用范围广，可测定应用范围广，可测定70多个元素（各种样品中）；多个元素（各种样品中）；缺点缺点(1)大多数仪器都不能同时进行多元素的测定大多数仪器都不能同时进行多元素的测定(2)对有些元素，结果不能令人满意对有些元素，结果不能令人满意四四、原子吸收光谱分析的特、原子吸收光谱分析的特点点：火焰法火焰法10-810-10g/ml,非火焰法非火焰法 10-1010-14g火焰火焰AAS RSD 1%，石墨炉，石墨炉AAS RSD3%5%PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 2 原子吸收光谱法的基原子吸收光谱法的基本本原原理理一、原子吸收光谱的产生一、原子吸收光谱的产生当通过基态原子的当通过基态原子的光辐射的能量光辐射的能量 h 恰好等于原子由恰好等于原子由基态基态 激 激发态发态所含有的所含有的能量能量E时，时，E=h =hc/基态原子吸收光辐射基态原子吸收光辐射,产生原子吸收光谱（线）产生原子吸收光谱（线）由由基态基态跃迁至跃迁至第一第一激激发态发态所产生所产生的谱线称为的谱线称为第一第一共振共振线线或或主共振主共振线线或或共振共振线线基态E激发态E*吸收线是原子的特征谱线吸收线是原子的特征谱线。原子原子由由基态基态直直接接跃迁跃迁至至激激发态发态所产生的谱线所产生的谱线称称为为共振共振线线PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 二 基态原子数与原子化温度(relation of atomic amount in ground with temperature of atomization)原子吸收光谱是利用待测元素的原子蒸气中基态原子与特征谱线吸收之间的关系来测定的。需要考虑原子化过程中，原子蒸气中基态原子N0与待测元素原子总数N之间的定量关系。热力学平衡时，两者符合Boltzmann分布定律：kTEiiieggNN=00PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 共振线/nmgi/g0激发能/eVNi/N0T=2000 KT=2500KT=3000 KCs 852.121.454.4410-42.3310-37.2410-3Na 589.022.1049.8610-61.1410-45.8310-4Sr 460.732.6904.9910-71.1310-69.0710-9Ca 422.732.9321.2210-73.6710-63.5510-5Fe 372.03.3322.9910-91.3110-6Ag 328.123.7786.0310-104.8410-98.9910-7Cu 324.823.8174.8210-104.0410-86.6510-7Mg 285.234.3463.3510-115.2010-91.5010-7Pb 283.334.3752.8310-114.5510-91.3410-7Zn 213.935.7957.4510-156.2210-125.5010-10表11.1 某些元素共振限的Ni/N0值在原子吸收分析条件下，在原子吸收分析条件下，N0NPDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 二、原子吸收谱线的二、原子吸收谱线的轮廓轮廓 原子吸收谱线尽管很窄，但不是严格的几何线，有原子吸收谱线尽管很窄，但不是严格的几何线，有一定的一定的宽宽度和度和轮廓轮廓 当强度为当强度为I0的不同频率的光，通过原子蒸气时，的不同频率的光，通过原子蒸气时，透透过光的过光的强强度度I与频率与频率 关系图关系图PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 K为吸收系数，随入射光频率变化为吸收系数，随入射光频率变化而变化。用而变化。用 K对对作作图得图得原子吸收原子吸收线的线的轮廓轮廓吸收线最高点对应的吸收系数吸收线最高点对应的吸收系数Ko叫叫峰值峰值吸收系吸收系数数或或中中心心吸收系吸收系数数最大吸收对应的频率叫最大吸收对应的频率叫中中心频率或心频率或特征特征频率频率o，极大吸收系数一半极大吸收系数一半Ko/2处的宽度叫处的宽度叫半宽半宽度度用用表示。表示。0及及可表征吸收线的总体轮廓可表征吸收线的总体轮廓,是表征吸收线轮廓的两个是表征吸收线轮廓的两个重重要要参参数数 吸收线的吸收线的轮廓轮廓与与变变宽宽原子吸收线的宽度约为10-3-10-2nm(0.0010.005nm)KK0oKo2PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 繊 谱线变谱线变宽宽的的因因素素吸收线的宽度受多种因素影响，一类是由吸收线的宽度受多种因素影响，一类是由原子原子性性质质所决所决定，另一类是定，另一类是外外界因界因素素1.自然宽自然宽度度 无外界因素影响时，谱线固有的宽度叫自然宽度。无外界因素影响时，谱线固有的宽度叫自然宽度。用用N(或或N)表示表示.自然宽度与激发态原子的平均寿命有关自然宽度与激发态原子的平均寿命有关 寿命越短，谱线宽度越大。自然宽度一般约寿命越短，谱线宽度越大。自然宽度一般约10-5 nm。自然宽自然宽度度不不是谱线变是谱线变宽宽的的主主要原要原因因。原子吸收线的宽度约为10-3-10-2nmPDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 这这是是由于由于原子在原子在空间空间作作无规则热运动无规则热运动所所导致导致的，的，故又称故又称热热变变宽宽。MTvv07D10162.7=对对于大多数于大多数元素来元素来说说，多多普勒普勒变变宽约宽约为为103nm数数量量级级。原子吸收线的原子吸收线的宽宽度度约约为为10-3-10-2nm多多普勒普勒变变宽宽是谱线变是谱线变宽宽的的主主要要因因素。素。0（2）多多普勒普勒变变宽宽（热热变变宽宽）0+d 0-d 0+d 0-d PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 P 3.碰撞碰撞变变宽宽由于由于吸光原子吸光原子与与蒸气中原子蒸气中原子或或分子分子相相互互碰撞碰撞而而引起引起的谱线变的谱线变宽宽。共振共振变变宽宽洛伦兹洛伦兹变变宽宽(赫鲁兹马克（Holtsmark）变宽)是指和是指和同种同种原子原子碰撞所引起的变宽碰撞所引起的变宽不不是是原子吸收线变宽的主要原因原子吸收线变宽的主要原因是由吸光原子与是由吸光原子与其它其它外外来来粒粒子子(原子、分子、离子、电原子、分子、离子、电子子)相互碰撞时产生的相互碰撞时产生的洛伦兹洛伦兹变变宽宽与与多多普勒普勒变变宽宽变宽具有相同的数量级，也可变宽具有相同的数量级，也可达达103nm,(压力压力变变宽宽)洛伦兹洛伦兹变变宽宽也是原子吸收线变宽的也是原子吸收线变宽的主主要要原因原因PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 其它变宽其它变宽 自自吸变吸变宽宽场致变宽主要是指在磁场或电场存在下，会使场致变宽主要是指在磁场或电场存在下，会使谱线变宽的现象。谱线变宽的现象。塞曼塞曼(Zeeman)变变宽宽斯塔克斯塔克(Stark)变变宽宽由自吸现象而引起的谱线变宽称为自吸变宽由自吸现象而引起的谱线变宽称为自吸变宽洛伦兹洛伦兹变变宽宽和和多多普勒普勒变变宽宽是原子吸收线变宽的是原子吸收线变宽的主主要要原因原因 场场致致变变宽宽PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 1 积积分吸收测量法分吸收测量法在吸收轮廓的频率范围内，吸在吸收轮廓的频率范围内，吸收系数收系数K对于频率的积分对于频率的积分,称为称为积积分吸收系分吸收系数数，简称，简称积积分吸收分吸收.三三、原子吸收光谱的测量、原子吸收光谱的测量在一定条件下，为常数，用在一定条件下，为常数，用K表示表示N0=NkNdK=积积分吸收分吸收与与原子原子总总数成数成正正比比，只要测出积分吸收，即可求得，只要测出积分吸收，即可求得待测元素的浓度待测元素的浓度PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 5310510500=R在实在实际工际工作作中，要测量出中，要测量出半宽半宽度度仅仅为为103 nm数数量量级级的的原子吸收线的原子吸收线的积积分吸收，分吸收，如如果果谱线的谱线的波长波长为为500 nm,需需要要仪仪器的分器的分辨辨率率为为多多少少?PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 2.峰值吸收测量法因为当采用锐线光源进行测量，则ea，由图可见，在辐射线宽度范围内，峰值吸收与积分吸收非常接近，可用峰值吸收代替积分吸收。吸收线中心频率处的吸收系数吸收线中心频率处的吸收系数K0为峰值吸收系数，简称为峰值吸收系数，简称峰值峰值吸收吸收。1955年沃尔什提出采用年沃尔什提出采用锐线光源锐线光源（能发射谱线半宽度很（能发射谱线半宽度很窄的发射线的光源），窄的发射线的光源），峰值峰值吸收吸收与火焰中被测元素的原子与火焰中被测元素的原子浓浓度度也也成成正正比比。kNK0D02ln2=PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 n用峰值吸收代替积分吸收用峰值吸收代替积分吸收的必要条件的必要条件1.发射线的中发射线的中心频率心频率0发发与与吸收线的中吸收线的中心频率心频率0吸吸相同相同2.发发 吸吸ae,0,0=PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 一强度为强度为I0的某一波长的辐射通过均匀的原子蒸气时，若原的某一波长的辐射通过均匀的原子蒸气时，若原子蒸气层的厚度为子蒸气层的厚度为l，则根据吸收定律，则根据吸收定律，前前提提条条件件：（1）ea；（2）发射线与吸收线的中心频率一致。）发射线与吸收线的中心频率一致。3 实实际际测量测量IIA0lg=dII,000=dII=0PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 LKeII=,0deIdIILK=,000deIdIIIALK=00000lglgdIedIKoL0000lg=fNmCeKD0202ln2=lKLKeeo0,lg1lg=LK043.0=PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 fLNmCeLKAD0202ln243.043.0=NN=0aCN=fLaCmCeAD=22ln243.0KCA=原子吸收测量的基原子吸收测量的基本本关关系系式式PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 駿 3 原子吸收光谱法的仪器由由光源、原子化器、分光系统和检测系统光源、原子化器、分光系统和检测系统四大部件组成。四大部件组成。PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 一、光源一、光源发射发射待测元素待测元素吸收的吸收的特征谱线特征谱线1.光源应满足如下要求；（1）能发射待测元素的）能发射待测元素的共振共振线；线；（2）能发射锐线；）能发射锐线；（3）辐射光）辐射光强强度度大大，(4)稳稳定定性好性好。要求：要求：1.发射的谱线宽度小于吸收线的宽度发射的谱线宽度小于吸收线的宽度发发吸，吸，0发发与与0吸吸相同相同。常用的有常用的有空心空心阴阴极极灯灯4-3 原子吸收光谱仪PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 它是一个封闭的气体放电管。用它是一个封闭的气体放电管。用被测元素被测元素纯金纯金属属或或合金合金制成制成圆柱形圆柱形空心空心阴阴极极，用钨、钛或锆做成阳极。，用钨、钛或锆做成阳极。灯内充灯内充少少量量Ne或或Ar惰惰性性气气体体，压力为数百帕。发射线，压力为数百帕。发射线波长在波长在370.0nm以下的用以下的用石石英英窗口，窗口，370.0nm以上的用以上的用光学光学玻璃玻璃窗口。窗口。2.空心阴极灯空心阴极灯PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 3 空心空心阴阴极极灯灯的原的原理理施加适施加适当电当电压压时时，电电子子将从将从空心空心阴阴极极内壁流向内壁流向阳阳极极;与与充充入入的的惰惰性性气气体体碰撞碰撞而使而使之之电电离离，产生，产生正正电电荷荷，其在，其在电电场场作作用用下下，向向阴阴极极内壁猛烈轰击内壁猛烈轰击;使使阴阴极表极表面面的的金金属属原子原子溅溅射射出来，出来，溅溅射出来的射出来的金金属属原子原子再再与与电电子、子、惰惰性性气气体体原子原子及及离子发生离子发生撞碰撞碰而而被被激激发发，于于是是阴阴极极内内辉辉光中光中便便出出现现了了阴阴极极物物质质和和内充惰内充惰性性气气体体的光谱。的光谱。用用不同不同待测元素待测元素作作阴阴极极材料材料，可制成相应可制成相应空心空心阴阴极极灯灯。空心空心阴阴极极灯灯的的辐射辐射强强度度与与灯灯的的工工作作电电流流有有关关。PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 空心阴极灯的结构中有空心阴极灯的结构中有两两个个关关键键的部分：的部分：一是一是阴阴极极圆圆筒筒内层内层的的材料材料，二是灯内充有低压二是灯内充有低压惰惰性性气气体体，其作用是其作用是一方一方面面被被电电离为离为正正离子离子，才能，才能引起引起阴阴极极的的溅溅射射另另一方一方面面是是传递传递能量，使被能量，使被溅溅射出的原子射出的原子激激发发，才能发射该，才能发射该元素的元素的特征特征共振共振线线，PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 空心阴极灯的特点空心阴极灯的特点:1 强强度度大大 2 半宽半宽度度小小,发射待测元素的特征谱线发射待测元素的特征谱线较较窄窄灯内惰性气体灯内惰性气体压力小压力小，一般只有，一般只有133.3-266.6 Pa，产生产生压力压力变变宽宽小小，小小灯灯温温度度低低，产生产生热热变变宽宽小小,D小小PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 采用调制光源原因有两方面：原因有两方面：在原子化器中在原子化器中被测元素的原子被测元素的原子受到热、光受到热、光激激发发后，会再发后，会再发生共振辐射，表现出使吸收线减弱，干扰了吸收的测量；生共振辐射，表现出使吸收线减弱，干扰了吸收的测量；在原子化器火焰中，存在着在原子化器火焰中，存在着其它其它组组分分，如分子或自由基：，如分子或自由基：CH、CO、O2、CN、OH、C2H2等等，这些粒子在等等，这些粒子在300500nm区域中有区域中有带状带状辐射辐射，同样影响吸收的测量。，同样影响吸收的测量。调制调制方方式：式：电调制电调制机机械械调制调制PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 二、原子化器二、原子化器要要求求：1.原子化效率要高原子化效率要高2.稳定性要好。雾化后的液滴要均匀、粒细；稳定性要好。雾化后的液滴要均匀、粒细；3.低的干扰水平。背景小，噪声低；低的干扰水平。背景小，噪声低；4.安全、耐用，操作方便安全、耐用，操作方便原子化器原子化器火焰火焰原子化器原子化器非非火焰火焰原子化器原子化器石墨炉石墨炉原子化器原子化器低低温温原子化器原子化器将试样中的将试样中的待测元素待测元素转化为转化为气态的基态原子气态的基态原子PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 1.火焰原子化系统火焰原子化系统预混合式火焰原子化系统预混合式火焰原子化系统由由喷雾喷雾器、器、雾雾化化室室与与燃烧燃烧器器三部分组成三部分组成由由化化学学火焰火焰的的热热能提供能量能提供能量，使被测元素原子化。，使被测元素原子化。PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 喷雾喷雾器器作用作用:将将试样试样溶液雾溶液雾化化，供给细小的雾滴，供给细小的雾滴。PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 雾 雾化化室室 雾化室的作用雾化室的作用1 使使雾雾粒粒与燃气、助燃气充分均匀混合，形成与燃气、助燃气充分均匀混合，形成气气溶胶溶胶2 使使较大较大雾雾粒粒沉降沉降、凝聚从废液口排出凝聚从废液口排出3“缓冲缓冲”稳稳定定混混合合气气气气压压，产生稳定火焰产生稳定火焰记记忆效忆效应应（残留效应）（残留效应）它是指将试液喷雾停止后，立即用蒸馏水喷雾，仪器读它是指将试液喷雾停止后，立即用蒸馏水喷雾，仪器读数返回至零点或基线的时间数返回至零点或基线的时间.PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 燃烧 燃烧器器作用作用:产生火焰，使进入火焰的气溶胶蒸发和原子化产生火焰，使进入火焰的气溶胶蒸发和原子化要要求求:火焰稳定火焰稳定原子化效率高原子化效率高吸收光程长吸收光程长噪声小噪声小背景低背景低PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 类类型型化化学学计计量量火焰火焰富燃富燃火焰火焰贫燃贫燃火焰火焰火焰火焰使待测物质分解为基态自由原子使待测物质分解为基态自由原子正常燃烧的火焰结构由正常燃烧的火焰结构由预预热热区区、第一、第一反反应应区区、中、中间间薄薄层层区区和第二和第二反反应应区区组成，试样原子化主要在第一反应区和中间组成，试样原子化主要在第一反应区和中间薄层区进行。中间薄层区的温度达到最高点，是原子吸收薄层区进行。中间薄层区的温度达到最高点，是原子吸收分析的主要应用区分析的主要应用区(对于易原子化、干扰效应小的碱金属分对于易原子化、干扰效应小的碱金属分析，可以在第一反应区进行析，可以在第一反应区进行)。PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 化化学学计计量量火焰火焰（正常正常焰焰、中、中性焰性焰）燃气与助燃气的比例与它们之间的化学计量关系燃气与助燃气的比例与它们之间的化学计量关系相相近近。特点：燃烧完全、温度高、稳定、干扰小、背景低特点：燃烧完全、温度高、稳定、干扰小、背景低富燃富燃焰焰（还还原原焰焰）燃气与助燃气的比例燃气与助燃气的比例大于大于它们之间的化学计量关系它们之间的化学计量关系特点：燃烧不完全、温度较低，特点：燃烧不完全、温度较低，还还原原性性强。强。适用于分析容易形成难离解化合物的许多元素的分析适用于分析容易形成难离解化合物的许多元素的分析贫燃贫燃火焰火焰燃气与助燃气的比例燃气与助燃气的比例小小于于它们之间的化学计量关系它们之间的化学计量关系温度低温度低,燃烧完全燃烧完全适用于易解离、易电离、不易氧化的元素分析适用于易解离、易电离、不易氧化的元素分析适用于许多元素的分析适用于许多元素的分析氧氧化化性性较强，较强，PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 火焰火焰的的选择选择：1 火焰火焰温温度度保证保证待测元素待测元素充充分离解分离解为基态原子的为基态原子的前前提提下下，尽尽量量采采用用低低温温火焰火焰；2 火焰火焰对光的吸收对光的吸收PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 优点优点：结构简单，操作方便，应用较广；结构简单，操作方便，应用较广；火焰稳定，重现性及精密度较好；火焰稳定，重现性及精密度较好；基体效应及记忆效应较小。基体效应及记忆效应较小。缺点缺点：雾化效率低，原子化效率低雾化效率低，原子化效率低(一般低于一般低于30%)，不能直接分析固体试样。不能直接分析固体试样。火焰火焰原子化器的特原子化器的特点点PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 2 非非火焰火焰原子化器原子化器 用用电电加加热热、等等离子离子体体、激激光光等等方法方法使试样变成基态原子使试样变成基态原子（1）石墨炉石墨炉原子化器原子化器结结构构石墨炉原子化器由石墨炉原子化器由电电源、源、石墨石墨管管、炉炉体体三部分组成三部分组成PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 （2）操作操作系统系统干燥干燥、灰灰化、原子化和化、原子化和净净化化干燥干燥 主要是主要是除去溶剂除去溶剂灰灰化化 尽可能尽可能除去易挥除去易挥发的基发的基体体和和有机有机物物原子化原子化 使试样转变成使试样转变成基态原子蒸基态原子蒸汽汽净净化化 它是在一个样品测定结束后，把温度提高，并保持一段它是在一个样品测定结束后，把温度提高，并保持一段时间，以除去石墨管中的残留物，净化石墨管，消除因样品残时间，以除去石墨管中的残留物，净化石墨管，消除因样品残留所产生的留所产生的记记忆效忆效应应。PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 石墨炉石墨炉原子化器的特原子化器的特点点灵敏度高，检测限低。灵敏度高，检测限低。原子化温度高。原子化温度高。原子化原子化效效率率高高，几乎达，几乎达100%，进样量少。溶液试样量仅为进样量少。溶液试样量仅为150 l，固体试样量仅为几，固体试样量仅为几mg。精密度较差。重现性、准确度不如火焰原子化器精密度较差。重现性、准确度不如火焰原子化器基体效应、化学干扰较严重，有时记忆效应及背景较强；基体效应、化学干扰较严重，有时记忆效应及背景较强；仪器装置较复杂，价格较高贵仪器装置较复杂，价格较高贵PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 火焰火焰原子化法原子化法与石墨炉与石墨炉原子化法原子化法比较比较方法原子化方法原子化热源热源原子化原子化温度温度原子化原子化效率效率进样进样体积体积检出限重现性基体效应检出限重现性基体效应火焰化学火焰火焰化学火焰能能相对较低相对较低(一般一般3000)较低较低(90%)较少较少(150l)低低Cd：0.002ng/ml Al：1.0ng/ml较差较差RSD为为1.55%较大较大PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 3.低低温温原子化法原子化法常用的有常用的有氢氢化化物物原子化法原子化法和和汞汞低低温温原子化法原子化法。氢氢化化物物原子化法原子化法主要应用于：主要应用于：As、Sb、Bi、Sn、Ge、Se、Pb、Te等元素等元素原原理理：在在酸酸性性介介质质中，中，与与强强还还原原剂剂硼氢硼氢化化钠钠反反应应生生成成气态气态氢氢化化物物。AsCl3+4NaBH4+HCl+8H2O=AsH3+4NaCl+4HBO2+13HPDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 （2）汞汞低低温温原子化法原子化法汞汞在在室温室温下下，有较大有较大的蒸的蒸汽汽压压，沸沸点点仅仅为为375。只只要对要对试样进行试样进行适适当当的化的化学学预预处处理理,将试样中的将试样中的汞汞离子离子用用强强还还原原剂剂（SnCl2或或盐酸羟胺盐酸羟胺）完全完全还还原为原为金金属属汞汞后后，用，用载载气气(Ar或或N2,也也可可用用空空气气)将将汞汞蒸气蒸气带带入具入具有石有石英窗英窗的的吸收吸收池池内内进行吸光度进行吸光度测量。测量。PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 三、单色器三、单色器单色单色器的器的作作用用将将待测元素的分析线待测元素的分析线与与其它谱线分开其它谱线分开W=DS光谱光谱通通带带是指单色器出射光束是指单色器出射光束波长波长区区间间的的宽宽度度。单单位位 W为光谱通带为光谱通带(nm),D为倒色散率为倒色散率(nm mm-1),S为狭缝宽度为狭缝宽度(mm)12W=2-1PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 P 例 一台原子吸收光谱仪，其倒线色散率例 一台原子吸收光谱仪，其倒线色散率D2.0nm mm-1.要要检测检测Co的灵敏线的灵敏线240.73 nm，而，而Co 240.63nm干扰，求光谱干扰，求光谱通带通带W和狭缝和狭缝S.解解:W=240.73-240.63=0.1nmS=W/D=0.1 nm/2.0=0.05 mm12PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 P 四四、检测系统、检测系统主主要要由由检测器、检测器、放放大大器、器、显显示示记录记录装置装置组成组成。1.检测器检测器-将将单色单色器分出的光信器分出的光信号号转变转变成电成电信信号号。常用的光电转换器是常用的光电转换器是光光电电倍增倍增管管，既具有，既具有光光电电转转换换作用，作用，又有又有放放大大作用。作用。2.放放大大器器-将光将光电电倍增倍增管管输输出的出的较较弱弱信信号号，经经电电子线子线路路进一进一步步放放大大。3.显显示示、记录、记录原子吸收原子吸收计计算算机机工工作作站站PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 五五 仪仪器器类类型型按按通通道道按按入入射光射光束束单单光光束束原子吸收分光光度原子吸收分光光度计计双双光光束束原子吸收分光光度原子吸收分光光度计计单单道道原子吸收分光光度原子吸收分光光度计计双道双道原子吸收分光光度原子吸收分光光度计计多多道道原子吸收分光光度原子吸收分光光度计计PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 双双光光束束分光光度分光光度计计优点优点：能能够够消除光源波动带来的影响消除光源波动带来的影响。缺点缺点：不不能能消消除除原子化原子化不不稳稳定和定和背景背景吸收的吸收的影响影响1 单单道道单单光光束束型型单单光光束束分光光度分光光度计计缺点缺点：不能消除光源波动带来的影响不能消除光源波动带来的影响。2 单单道双道双光光束束型型PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 一、测定一、测定条条件件的的选择选择1分析线分析线一一般般选选待测元素的待测元素的共振共振线线作作为分析线，测量为分析线，测量高高浓浓度度时时，也也可可选选次次灵敏灵敏线线2狭缝宽度狭缝宽度以排除光谱干扰和具有一定透光强度为原则以排除光谱干扰和具有一定透光强度为原则3灯电流灯电流在在保证保证有有稳稳定和定和足够足够的辐射光的辐射光通通量的量的情况情况下下，尽尽量量选较低选较低的的电电流流。4 实验实验技术技术和实验方法和实验方法共振共振线线I0邻邻近近线线I1共振共振线线I0邻邻近近线线I1PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 P 4原子化条件原子化条件火焰火焰原子化法原子化法对于对于低低温温、中、中温温火焰中易原子化的元素，可使用火焰中易原子化的元素，可使用乙炔乙炔-空空气气火焰；火焰；在火焰中易生成在火焰中易生成难难解离的化解离的化合合物物及及难难熔熔氧氧化化物物的元素，的元素，宜使用宜使用乙炔乙炔-一一氧氧化二化二氮氮高温火焰；高温火焰；分析线在分析线在220nm以下的元素，可选用以下的元素，可选用氢氢气气-空空气气火焰。火焰。燃烧器高度燃烧器高度调节燃烧器高度，可使入射特征谱线通过调节燃烧器高度，可使入射特征谱线通过基态原子基态原子密密度度最最大大的火焰区，灵敏度高，观测稳定性好。的火焰区，灵敏度高，观测稳定性好。石墨炉石墨炉原子化法原子化法原子化程序要经过干燥、灰化、原子化和除残四个阶段，原子化程序要经过干燥、灰化、原子化和除残四个阶段，要通过实验选择各阶段的温度及持续时间要通过实验选择各阶段的温度及持续时间5进样量进样量PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 7 二、二、定量分析方法定量分析方法1.标准曲线法标准曲线法配配制制一系一系列不同列不同浓浓度度的的标标准准试样，试样，以以空空白白溶液溶液调调零零，由低由低到到高高依次依次分析其吸光度分析其吸光度值值A，将，将获获得得的吸光度的吸光度A数数据据对对应于应于浓浓度度c作作标标准准曲曲线，在线，在相同相同条条件件下下测定试样的吸光度测定试样的吸光度A数数据据，在，在标标准准曲曲线线上上查查出出对对应应的的浓浓度度值值；标标准准曲曲线法线法需需要要注注意意的的问题问题尽尽可可能使能使各各溶液溶液吸光度在吸光度在0.15-0.70之之间间标标准准溶液溶液和样和样品品溶液溶液的的组成应组成应尽尽可可能一能一致致每次每次测定要检测定要检查查或或制作制作标标准准曲曲线线PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 2.标标准准加加入入法法取取若若干干份份体体积积相同相同的试的试液液（cX），），依次按依次按比比例例加加入入不同不同量量cs的待测的待测物物的的标标准准溶液溶液（cO），定），定容后容后浓浓度度依次依次为为：cX，cX+c1，cX+c2，cX+c3，cX+c4分分别别测测得得吸光度为吸光度为：AX，A1，A2，A3，A4。以以A对对浓浓度度ci做做图得图得一一直直线，线，直直线线反反向向延延长长，交交于于cs负负轴轴于于一一点点，图图中中cX点点即即待测待测溶液溶液浓浓度。度。A=kcA=k(cx+ci)A=0时，cx=ciPDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 单单标标准准加加入入法法取两分相同量的被测试液，其中取两分相同量的被测试液，其中一分一分加加入入一定量的一定量的标标准准溶液溶液，稀释稀释到到相同相同体体积积后后测定吸光度。测定吸光度。根据吸收定律，可得根据吸收定律，可得Ax=k CxAx+s=k(Cx+Cs)解得解得sxsxxxCAAAC=+注注意意1 标标准准曲曲线是线是通通过原过原点点的的直直线线,浓浓度度应应在线在线性范围性范围内内2 直直线线外外推推时时,至至少少有有4个点制作外个点制作外推曲推曲线线3 可可消消除除基基体体干扰干扰；不不能能消消除背景干扰除背景干扰；sxCCAA002=PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 5 灵敏灵敏度度与与检出检出限限一一.灵敏度灵敏度灵敏度（灵敏度（S）指在一定浓度时，测定值（吸光度）的指在一定浓度时，测定值（吸光度）的增量（增量（A）与相应的待测元素浓度（或质量）的增量（）与相应的待测元素浓度（或质量）的增量（c或或m）的比值：）的比值：Sc=A/c或Sm=A/m也就是工工作作曲曲线的线的斜斜率率。ACACPDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 1 特征特征浓浓度（度（0)指指能产生能产生1%吸收吸收或或0.0044吸光度吸光度值值时时溶液溶液中待测元素中待测元素的的质质量量浓浓度（度（gmL-1）或或质质量分量分数数（gg-1）.溶液的溶液的质质量量浓浓度为度为（gmL-1）时，）时，溶液溶液吸光度为吸光度为A，0/0.0044=/A0=0.0044/A单单位位：gmL-1/1%例例：1gmL-1镁镁溶液溶液，测，测得得其吸光度为其吸光度为0.55，求求镁镁的特征的特征浓浓度。度。0=0.0044/A=0.0044 1gmL-1/0.55=8 gmL-1/1%PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 2 特征特征质质量（量（m0)指指能产生能产生1%吸收吸收或或0.0044吸光度吸光度值值时时溶液溶液中待测中待测元素的元素的质质量（量（g/1%）m0=0.0044 v/A 单单位位：g/1%式中 为试液的质量浓度式中 为试液的质量浓度gmL-1），V为试液进样体积（为试液进样体积（mL),A为试液的吸光度为试液的吸光度PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 二二.检出检出限限在在适适当当置信度置信度下下，指指产生一产生一个个能能够够确确证证在试样中在试样中存存在在某某元元素的素的分析信分析信号号，所所需需要的该元素的要的该元素的最最小小量量或最或最小浓小浓度度。bbLKSAA+=bA式式中是用中是用空空白白溶液溶液(也也可可为为固体固体、气、气体体)按按同同样测定分析样测定分析方法方法多多次次测定的测定的平均值平均值，Sb是是空空白白溶液溶液多多次次测量的测量的标标准准偏差偏差，K是是由由置信置信水水平决平决定的系定的系数数。IUPAC推荐推荐K=3.由由上式上式可可看看出，出，可可测量的测量的最最小小分析信分析信号号为为空空白白溶液溶液多多次次测量测量平均值平均值与与3倍倍空空白白溶液溶液测量的测量的标标准准偏差偏差之之和和IUPAC规规定，对定，对各种各种光光学学分析方法分析方法，可可测量的测量的最最小小分分析信析信号由号由下下式式确确定定LAPDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 式中式中S为灵敏度，即分析校准曲线的斜率。为灵敏度，即分析校准曲线的斜率。dmdAS=灵敏灵敏度定度定义义SdAdm=最最小小检出量检出量SAAqbLL=SSb3=SAACbLL=SSb3=bbLKSAA=LqSSqbL3=SSCbL3=PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 6干扰效干扰效应应及及其其消消除除方法方法 一、一、干扰效干扰效应应 按干扰的性质和产生原因分为按干扰的性质和产生原因分为物物理理干扰干扰化化学学干扰干扰电电离离干扰干扰光谱光谱干扰干扰PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 1 物物理理干扰干扰是试样与标样溶液是试样与标样溶液物物理性理性质质有有差别差别而产生的干扰。而产生的干扰。消消除除办办法法：（1）可通过控制）可通过控制试试液液与与标标准准溶液溶液的的组成组成尽尽量一量一致致的方法来抑制的方法来抑制。试样组成不详时，采用试样组成不详时，采用标标准准加加入入法法（2）采用）采用稀释稀释的办法的办法PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 指指待测元素待测元素与与共共存存组组分分之之间间的的化化学学反反应应所所引起引起的的干扰效干扰效应应.主主要要影响影响到到待测元素的待测元素的原子化原子化效效率率待测元素待测元素与与共共存存物物质质作作用用生生成成难挥难挥发发或或难难解离的化解离的化合合物物，致致使使参参与与吸收的吸收的基态原子基态原子减减少少。是是主主要要干扰干扰源源。如如:2 化化学学干扰干扰Ca2Mg2PO43-Ca2P2O7 Mg2P2O7难离解、难原子化难离解、难原子化Ca2Mg2Al33CaO 5 Al2O3MgO Al2O3热稳定性高、难离解、难原子化热稳定性高、难离解、难原子化高温高温高温高温PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 P 消消除除化化学学干扰干扰常常用方法用方法1 加入加入抑抑制制剂剂抑制剂有抑制剂有释释放放剂剂、保保护护剂剂和和缓冲剂缓冲剂三种。三种