第8章原子吸收光谱.doc

第九章 原子吸收光谱法
第一节 概述
一、原子吸收光谱法（原子吸收分光光度法）
它是利用待测元素所产生的基态原子对其特征谱线的吸收程度来进行定量分析的方法。
原子吸收分光光度计装置示意图

试液吸入喷射成雾状，撞击成小雾珠，与燃气助燃气混合进火焰，待测物质在火焰混合下，挥发并离解成原子蒸气。原子蒸气吸收从空心阴极灯发射的特征谱线分光，由于基态原子的吸收，使光强度减弱，光通过单色器把杂光分开，通过检测器、放大、记录系统测出特征谱线被吸收的程度，即可求得待测元素的含量。

由于原子能级是量子化的，因此原子对辐射的吸收也是有选择性的。由于各元素的原子结构和外层电子排布不同，不同元素的原子从基态跃迁至第一激发态时所吸收的能量也不同，因而各元素的共振吸收线具有不同的波长。其选择性是非常优秀的。

• 从上式可以看出，对同种元素，温度越高，Nj/N0值越大；温度一定时，电子跃迁的能级差越小的元素，形成的激发态原子越多，Nj/N0值越大。
四种元素共阵线的Nj/N0值
元素
共振线/nm
gj/g0
激发能/eV
Nj/N0
2000K
3000K
5000K
Cs
852.1
2
1.46
1.44×10-4
7.42×10-3
6.82×10-2
Na
589.0
2
2.014
9.86×10-6
5.83×10-4
1.51×10-2
Ca
422.7
3
2.932
1.22×10-7
3.55×10-5
3.33×10-3
Zn
213.9
3
5.159
7.45×10-15
5.50×10-10
4.32×10-4
应该指出,从表中可以看出,Nj/N0总是很小的,就是说,处于激发态的原子数与处于基态的原子数相比,可以忽略不计。所以,对于原子吸收来说,可以认为处于基态的原子数近似地等于所生成的总原子数N。
如果待测元素的原子化效率保持不变，则在一定浓度范围内基态原子数N0即与试样中待测元素的浓度c呈线性关系，即
• N0=Kc
• 激发态原子数受温度的影响大，而基态原子数受温度的影响小。
• 基态原子数远大于激发态原子数
• 在一定条件下,基态原子数N0正比于吸收曲线下面所包括的整个面积.
二、原子吸收光谱特点：
• 1.灵敏度高，不受温度影响
• Nj/N0是随温度升高而增大，原子化温度低于3000℃，此时Nj/N0远远小于1%。N0不随温度变化而变化，其浓度等于原子的总浓度。
2.光谱干扰少，特效性强
• 发射线数目Nem，即能级间的可能跃迁数目，与原子内能级数n之间的关系式为

原子从基态跃迁的吸收线数目Nabs与能级数n的关系是
• Nabs=n-1
得出

• 谱线重叠几率=谱线数目×线宽÷光谱区域
• 发射线的重叠几率为2.5%
• 吸收线的重叠几率为0.04%
3.测量范围广
• 元素的量
• 既可用于微量和超微量元素的分析，又可以用于常量的分析，可测量含量高达70%的组分。
• 元素的种类
• 直接可测定70多种元素，间接法可测定卤素、硫等非金属元素及有机化合物。
• 选激光作光源，可进行微区及薄膜分析。
4.不能进行多种元素的同时测定，测定不同的元素需要更换不同的锐线光源灯
• 使用电视摄像管作多元素分析鉴定器，与计算机配合，进行多元素测定。
• 对某些元素灵敏度低，如稀土、硼、钨、钍、锆、铌、铪、钽等
• 1.检出限低，10-10～10-14g；
• 2.准确度高，1%～5%；
• 3.选择性高，一般情况下共存元素不干扰；
• 4.分析速度快，一般分析时间不超过10ｓ；
• 5.应用广，可测定70多元素（各种样品中）；
这种方法目前广泛用于低含量元素的定量测定。

• 缺点：
难熔元素，非金属元素测定困难，不能进行多元素同时测定。
• 原子吸收光谱法是基于被测元素基态原子在蒸气状态对其原子共振辐射的吸收 进行元素定量分析的方法。
•
• 基态原子吸收其共振辐射,外层电子由基态跃迁至激发态而产生原子吸收光谱。原子吸收光谱位于光谱的紫外区和可见区。