第四章 原子吸收光谱法与原子荧光光谱法
原子发射光谱法_原子吸收光谱法_原子荧光光谱法的比较
TECHNOLOGY WIND ［摘要]通过三种方法的比较，可以得知不同的分析方法所适用的元素。
本文主要从基本原理，研究对象及温度三个方面进行比较。
［关键词原子发射光谱法；原子吸收光谱法；原子荧光光谱法原子发射光谱法、原子吸收光谱法、原子荧光光谱法的比较赫健（辽宁省有色地质局一0四队测试中心，辽宁营口115007）1基本原理三者从基本原理来看其相同点是：相应能级间的跃迁所得的3种光谱，波长或频率完全相同，而且发射强度、吸收强度、荧光强度与元素性质、谱线特征及外界条件间的依赖有关系基本类似。
因此，原子发射光谱法中的问题，在原子吸收和原子荧光法中也大多同样存在。
2研究对象三者之间也存在根本区别：从3种方法的研究对象来看是有区别的：原子发射光谱法是研究待测元素激发的辐射强度；原子吸收光谱法是研究待测原子蒸气对光源共振线的吸收强度，是属吸收光谱；原子荧光光谱法是研究待测元素受激发跃迁所发射的荧光强度，虽然激发主式与发射光谱法不同，但仍然是属发射光谱。
而原子荧光光谱法既具有发射光谱分析的特点，以与原子吸收法有许多相似之处，因此，介于两者之间，在某些方面兼具两者的优点。
谱线数目不同，复杂程度不同，光谱干扰程度也有很大差别：发射光谱谱线多，由谱线重叠引起的光谱干扰较严重。
由于基态原子密度较其他能级原子密度大，受激吸收机会占优势，因此原子吸收线多限于一些以基态为低能级的共振吸收线，其谱线数目远比发射线少，谱线重叠引起光谱干扰也较少。
由于只有产生受激吸收之后才能产生荧光，因此荧光谱线大多是强度较大的共振线，其谱线数目更少，相对光谱干扰也少。
3温度温度变化对原子发射强度、吸收强度、原子荧光强度的影响不同：激发态原子随温度变化是以指数形式变化，而基态原子数因温度变化引起的变化是很小的，实际上接近于恒定值。
这是由于参加跃迁的低能级的激发能一般很小（基态激发能等于零），玻尔慈曼因子近似等于1，因此原子吸收强度受原子化温度变化的影响，比发射光谱受激发温度影响小。
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一、选择题1．原子吸收分析中，发射线的宽度（）。
A．比吸收线的宽B．比吸收线的窄C．与吸收线一样宽窄【答案】B【解析】这是实现峰值吸收的基本条件之一。
2．在原子吸收光谱中，火焰的作用是（）。
A．提供能量使试样蒸发并离解成基态原子B．发射待测原子的特征谱线C．提供能量使试样蒸发，离解并进一步使被测原子激发D．提供连续光源【答案】A3．原子吸收光谱分析中，测量的是（）。
A．峰值吸收B．积分吸收C．分子吸收D．连续光谱4．原子吸收分析中，与火焰原子化法相比，无火焰原子化法的（）。
A．原子化效率高，灵敏度高B．原子化效率低，灵敏度高C．原子化效率高，灵敏度低D．原子化效率低，灵敏度低【答案】A5．由于原子无规则的热运动所引起的变宽是（）。
A．多普勒变宽B．劳伦兹变宽C．赫鲁茨马克变宽D．自然变宽【答案】B【解析】劳伦兹和赫鲁茨马克变宽是压力变宽，自然变宽是在无外界影响的情况下，谱带的自然宽度。
6．原子吸收分光光度法中，常在试液中加入KCl，是作为（）。
A．释放剂B．缓冲剂C．保护剂D．消电离剂【答案】D【解析】由于原子的电离而引起的干扰为电离干扰，常加入易电离元素作为消电离剂。
7．若a和b两组分的吸收光谱互相重叠，干扰组分b的吸收光谱仅有一个吸收峰。
测定a时，用（）。
A．解线性方程组法B．等吸收双波长消去法C．系数倍率法D．以上全部方法都可使用【答案】D【解析】解线性方程组法适合于光谱相互重叠的各种情况；因为干扰组分b的吸收光谱有一个吸收峰，可以找到等吸收的双波长，所以可以选用等吸收双波长消去法；干扰组分无论是否存在等吸收，都可以用系数倍率法消除干扰组分的干扰。
8．关于荧光，正确的叙述是（）。
A．受激分子从激发的各个振动能级返回至基态时所发射出的光为荧光B．荧光波长大于激发光波长C．磷光波长小于荧光波长D．温度升高，溶液中荧光物质的荧光强度增强【答案】B【解析】A项，受激分子从激发态的最低振动能级返回至基态时所发出的光为荧光。
原子荧光光谱和原子吸收光谱的区别
原子荧光光谱和原子吸收光谱的区别
原子荧光光谱和原子吸收光谱是两种常见的光谱分析方法，它们的区别主要在于测量原理和应用领域。
原子荧光光谱是通过激发原子内部能级，使得原子中的电子跃迁到较高的能级，然后再回到基态时放出光子，从而形成光谱。
这种光谱具有独特的谱线，每个谱线对应着原子中某个特定的能级跃迁所释放出的能量。
原子荧光光谱常用于分析金属、非金属元素和稀土元素等化学元素的含量和化学结构。
原子吸收光谱则是通过测量样品中的元素吸收特定波长的光线，来推断该元素的含量。
原子吸收光谱要求样品经过化学处理，使得其中的元素以单质或者化合物的形式存在，并且必须具有一定的浓度。
在测量过程中，光源会发射特定波长的光线，这些光线会穿过样品，被吸收掉一部分，未被吸收的光线会被检测器测量。
吸收光线的强度与样品中元素的含量成正比，因此可以通过测量吸收光线的强度来推断样品中元素的含量。
原子吸收光谱常用于分析金属、非金属元素以及汞、铅等有毒元素的含量。
总之，原子荧光光谱和原子吸收光谱各有优缺点，应根据具体需要选择合适的方法进行分析。
- 1 -。
原子吸收光谱法和原子荧光光谱法
的谱线宽度，它是由单色器的狭缝宽度（S） 和倒色 散率（D）决定。当倒色散率（D）一定时，可通过 选择狭缝宽度（S）来确定：
W=DS
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五、检测系统
主要由检测器、放大器、对数变换器、显示记录 装置组成。
作用：将待测光信号转换成电信号，经过检波放大、 数据处理后显示结果。
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三、电离干扰
来源：
高温导致原子电离，从而使基态原子数减少， 吸光度下降。
消除：
加入消电离剂（主要为碱金属元素），产生大
量电子，从而抑制待测原子的电离。如大量KCl 的
加入可抑制Ca的电离，
K Ca++ e
K+e Ca
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四、光谱干扰
主要有谱线干扰和背景干扰两种 1、谱线干扰和抑制
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二、化学干扰
来源：待测元素与共存元素发生化学反应生成难挥发的化合物所 引起的干扰，主要影响原子化效率，使待测元素的吸光度降低。
消除：
1. 加入释放剂：SO42-、PO43-对Ca2+的干扰----加入La(III)、
Sr(II) ----释放Ca2+； 2. 加入保护剂（配合剂）:
• PO43-对Ca2+的干扰---加入EDTA----CaY（稳定但易破坏） • 含氧酸中Mg 和Al 形成MgAl2O4---使A急剧下降-----加8-羟
基喹啉作保护剂。
3. 加入缓冲剂或基体改进剂：主要对GFAAS。例如加入EDTA可 使Cd的原子化温度降低。 4. 化学分离：溶剂萃取、离子交换、沉淀分离等。
激发态基态，发射出一定频率的辐射。
原子吸收光谱法和原子荧光光谱法介绍及应用
4.2.1.2 光学系统
➢ 单光束光学系统
原子吸收光谱法与原子荧光光谱法 介绍和应用
原子吸收光谱法与 原子荧光光谱法介绍和应用
原子吸收光谱法与原子荧光光谱法 介绍和应用
Alan Walsh
(1916-1998) 和他的原子吸 收光谱仪在一 起
原子吸收光谱法与原子荧光光谱法 介绍和应用
4.1 原子吸收光谱法
➢原子吸收光谱法（AAS）是基于气态的基态原 子外层电子对紫外光和可见光范围的相对应 原子共振辐射线的吸收强度来定量被测元素 含量为基础的分析方法。
原子吸收光谱法与原子荧光光谱法 介绍和应用
4.2 原子吸收分光光度计
原子吸收光谱法与原子荧光光谱法 介绍和应用
4.2.1 仪器结构与工作原理
原子吸收光谱法与原子荧光光谱法 介绍和应用
4.2.1.1 空心阴极灯
➢ 空心阴极灯(Hollow Cathode Lamp，HCL) ➢ 由待测元素的金属或合金制成空心阴极圈和钨或其
各个量子化能级上的分布遵循Boltzmann分布 定律：
Ni
gi
ΔEi
e kT
N0 g0
原子吸收光谱法与原子荧光光谱法 介绍和应用
4.1.1 原子吸收光谱的产生
➢处于基态原子核外层电子，如果外界所提供 特定能量(E)的光辐射恰好等于核外层电子基 态与某一激发态(i)之间的能量差(ΔEi)时，核 外层电子将吸收特征能量的光辐射由基态跃 迁到相应激发态，从而产生原子吸收光谱。
➢ 选择性好：谱线比原子发射少，谱线重叠概率小 。 ➢ 灵敏度高：适用于微量和痕量的金属与类金属元素
定量分析。 ➢ 精密度(RSD%)高：一般都能控制在5%左右。 ➢ 操作方便和快速： 无需显色反应。 ➢ 应用范围广。 ➢ 局限性：不适用于多元素混合物的定性分析；对于
《分析化学》PPT课件
积分吸收与峰值吸收
• 锐线光源： 所发射谱线与原子化器中待测元素所吸收谱线中心频率（ν0）
一致，而发射谱线半宽度（ΔνE）远小于吸收谱线的半宽度 （ ΔνA ）。
原子吸收光谱法的特点
选择性好：空心阴极灯作锐线光源，光 谱干扰小。
灵敏度高：适应于微量与痕量金属与 类金属分析。石墨炉原子化法，10-10～10-14水平。
精密度高。操作方便和快速。 应用范围广：分析不同含量、不同性质、不 同状态的元素。 局限性：不适于多元素混合物的定性分析， 难以原子化的元素分析灵敏度低。
在原子光谱中的带光谱和连续光谱
• 当获得原子的线光谱时，除观察到线光谱外，还会出现带光谱和连 续辐射。
• 连续辐射来源于原子化介质中的热微粒物质产生的热辐射。等离子 体，电弧，火花也会产生带光谱和连续辐射。
原子吸收分光光度计
仪器结构与工作原理 原子化系统 原子吸收分光光度计的性能指标
仪器结构与工作原理
锐线光源 原子化器
单色器 检测器 计算机工作站
空心阴极灯（HLC）
火焰原子化器（FAAS） 石墨炉原子化器（GFAAS） 氢化物原子化器（HGAAS） 平面衍射光栅 中阶梯光栅二维色散系统
光电倍增管（PMT）
包括雾粒的脱溶剂、蒸发、解离等阶段。 大部分分子解离为气态原子。
火焰原子化
火焰原子化器 火焰的类型 火焰的构造及其温度分布 自由原子在火焰中的空间分布 燃气和助燃气的比例
火焰的类型
• 当空气作为助燃气时，由不同燃气获得的火焰温度在1 700～2 400 ℃。仅仅能够原子化那些易分解的试样。
• 对难熔的试样，必须采用氧或氮氧化合物作为助燃气进行原子化。
光源的调制也可用稳定的直流电供给空心 阴极灯，在空心阴极灯和火焰之间插入一个切 光器，进行机械调制。
原子吸收光谱,原子发射光谱,原子荧光光谱
原子吸收光谱,原子发射光谱,原子荧光光谱
原子吸收光谱（Atomic Absorption Spectroscopy，AAS）：
原子吸收光谱是一种分析技术，用于测量样品中特定金属元素的浓度。
这种技术基于原子在特定波长的光线下吸收能量的原理。
在原子吸收光谱中，样品首先被转化为气态原子，然后通过将样品暴露在特定波长的光下，测量吸收的光强度来确定金属元素的浓度。
该技术常用于环境、食品、生物、地质等领域的元素分析。
原子发射光谱（Atomic Emission Spectroscopy，AES）：
原子发射光谱是一种分析技术，用于测量样品中特定金属元素的浓度。
在原子发射光谱中，样品首先被转化为气态原子，然后通过将样品激发至高能级，测量由于电子跃迁而释放的特定波长的光来确定金属元素的浓度。
原子发射光谱可用于元素分析，其应用广泛，包括金属工业、环境监测、地质研究等领域。
原子荧光光谱（Atomic Fluorescence Spectroscopy，AFS）：
原子荧光光谱是一种分析技术，也用于测量样品中的金属元素浓度。
在原子荧光光谱中，样品首先被转化为气态原子，然后通过特定波长的激发光将原子激发至高能级，然后测量由于电子跃迁而释放的荧光来确定金属元素的浓度。
原子荧光光谱常用于分析痕量金属元素，如汞、砷等，其敏感性高，适用于环境、生物等领域的分析。
仪器分析第04章 原子吸收(荧光)光谱
N
1 2 k
（K 为激发态寿命或电子在高能 级上停留的时间，10-7-10-8 s）
原子在基态和激发态的寿命是有限的。电子在基态停留的时间长， 在激发态则很短。由海森堡测不准（Heisenberg Uncertainty principle） 原理，这种情况将导致激发态能量具有不确定的量，该不确定量使谱线 具有一定的宽度N (10-5nm)，即自然宽度。 该宽度比光谱仪本身产生的宽度要小得多，只有极高分辨率的仪器 才能测出，故可勿略不计。
K d
e 2
mc
N0 f
式中，e为电子电荷；m为电子质量；f为振子强度，它是受到激发的每个原 子的平均电子数，与吸收几率成正比。
此式说明，在一定条件下，“积分吸收”只与基态原子数N0成正比 而与频率及产生吸收线的轮廓无关。只要测得积分吸收值，即可求出基 态原子数或浓度。因此 AAS 法是一种不需要标准比较的绝对分析方法。 积分吸收就是将原子吸收线轮廓所包含的吸收系数进行积分（即吸 收曲线下的总面积）。
因此，尽管原子吸收现象早在18世纪就被发现，但一直未用 于分析。直到1955年，Alan Walsh 提出以“峰值吸收”来代替“ 积分吸收”。从此，积分吸收难于测量的困难得以“间接”地解 决。
25
2. 峰值吸收 1955年，Walsh 指出，在温度不太高时，当发射线和吸收线满足以 下两个条件，即: 带宽 e a ; e a 中心波长一致 当e a时，发射线很窄，发射线的轮廓可认为是一个矩形，则 在发射线的范围内各波长的吸收系数近似相等，即K＝K0（K ，积分吸 收系数；K0 ，峰值吸收系数），因此可以“峰值吸收”代替“积分吸收 ”:
同样频率的光辐射，其对应的谱线称为共振发射线。
第四章 原子吸收光谱法与原子荧光光谱法
第四章原子吸收光谱法与原子荧光光谱法4-1 . Mg原子的核外层电子31S0→31P1跃迁时吸收共振线的波长为285.21nm,计算在2500K 时其激发态和基态原子数之比.解:Mg原子的电子跃迁由31S0→31P1 ,则g i／g0=3跃迁时共振吸收波长λ=285.21nmΔEi=h×c／λ=（6.63×10-34）×（3×108）÷（285.31×10-9）=6.97×10-19J激发态和基态原子数之比：Ni／N0＝（g i／g0）×e-ΔEi／kT其中:g i／g0=3ΔEi／kT=-6.97×10-19÷〔1.38×10-23×2500〕代入上式得：Ni／N0＝5.0×10-94-2 .子吸收分光光度计单色器的倒线色散率为1.6nm／mm，欲测定Si251.61nm的吸收值，为了消除多重线Si251.43nm和Si251.92nm的干扰，应采取什么措施？答：因为: S1 =W1/D= (251.61-251.43)/1.6= 0.11mmS2 =W2/D=（251.92-251.61）/1.6=0.19mmS1＜S2所以应采用0.11mm的狭缝.4-3 .原子吸收光谱产生原理，并比较与原子发射光谱有何不同。
答：原子吸收光谱的产生：处于基态原子核外层电子，如果外界所提供特定能量（E）的光辐射恰好等于核外层电子基态与某一激发态（i）之间的能量差（ΔEi）时，核外层电子将吸收特征能量的光辐射有基态跃迁到相应激发态，从而产生原子吸收光谱。
原子吸收光谱与原子发射光谱的不同在于：原子吸收光谱是处于基态原子核外层电子吸收特定的能量，而原子发射光谱是基态原子通过电、热或光致激光等激光光源作用获得能量；原子吸收光谱是电子从基态跃迁至激发态时所吸收的谱线，而原子发射光谱是电子从基态激发到激发态，再由激发态向基态跃迁所发射的谱线。
原子荧光光谱法和原子吸收光谱法的异同点
原子荧光光光谱（AFS）和原子吸收光谱（AAS）是用于确定各种样品中的痕量金属离子的两种重要分析技术。
尽管两者在基于原子过渡原理和使用原子蒸汽作为样本方面有相似之处，但两种方法之间还是有一些不同之处。
AFS和AAS的主要区别之一是检测原则。
在AFS中，分析原子通过一级辐射源被激发到更高的能量水平，然后在返回地面状态时释放出特性荧光辐射。
然后测量这种辐射，以确定分析仪的浓度。
另在AAS 中，analyte原子吸收了光的特征波长，然后通过量测来测定analyte 的浓度。
另一个关键区别在于这两种技术的敏感性。
AFS一般比AAS更敏感，因此它是在复杂矩阵中确定痕量金属离子的首选方法。
这是因为与AAS的吸收信号相比，AFS的排放量受到背景干扰的强度更大，影响较小。
当分析物的浓度非常低或当样品基质的干扰引起关注时，常使用AFS。
美国战地服务团和澳大利亚战地服务团的样本编制可能有所不同。
在AFS中，样本一般被原子化，并被引入到石英细胞中使用火焰，等离子体或其他原子化源的兴奋状态。
这一过程导致特异性荧光辐射的排放，然后加以测量。
相比之下，AAS往往涉及在加热的石墨炉或火焰内对样品进行原子化，然后测量光的吸收。
美国战地服务团和澳大利亚战地服务团所使用的仪器也可能有所不同。
美国战地服务团通常使用荧光光谱仪和单色仪进行波长选择和光倍数管检测。
相比之下，AAS使用火焰或石墨炉的原子分解系统加上光源、单色器和光检测器来测量吸收。
尽管有这些差异，美国战地服务团和澳大利亚战地服务团都有各自的优势和应用。
AAS由于其简便和坚固性，在环境，临床和工业样品中广泛用于金属的常规分析。
另美国战地服务团在分析水和生物样品等高度敏感和选择性金属的痕量分析方面特别有用。
虽然美国战地服务团和AAS共同的原则是利用原子过渡来确定痕量金属离子，但它们在探测原则，灵敏度，样品制备和仪器化方面却有所不同。
了解这些差异对于选择具体分析任务的最适当技术至关重要。
原子吸收光谱法与原子荧光光谱法
原子吸收光谱法与原子荧光光谱法1．试比较原子吸收分光光度法与紫外-可见分光光度法有哪些异同点？2．试比较原子发射光谱法、原子吸收光谱法、原子荧光光谱法有哪些异同点？3.原子吸收光谱是由下列那种粒子产生的？（）A.固体物质中原子的外层电子B.气态物质中基态原子的外层电子C.气态物质中激发态原子的外层电子D.气态物质中基态原子的内层电子4. 在原子吸收法中, 由于吸收线半宽度很窄, 因此测量 _ 有困难, 所以用测量来代替.5. 原子吸收是如何进行测量的？为什么要使用锐线光源？6 原子吸收光谱法对光源的要求是；, 符合这种要求的光源目前有__。
7. 在原子吸收分析的理论中, 用峰值吸收代替积分吸收的基本条件之一是( )(1)光源发射线的半宽度要比吸收线的半宽度小得多(2)光源发射线的半宽度要与吸收线的半宽度相当(3)吸收线的半宽度要比光源发射线的半宽度小得多(4)单色器能分辨出发射谱线, 即单色器必须有很高的分辨率8. 原子吸收法测量时, 要求发射线与吸收线的一致,且发射线与吸收线相比, 要窄得多. 产生这种发射线的光源, 通常是。
9. 在原子吸收法中, 提高空心阴极灯的灯电流可增加 ,但若灯电流过大,则. 随之增大, 同时会使发射线。
10. 原子吸收分析中光源的作用是 ( )A.提供试样蒸发和激发所需的能量B.产生紫外光C.发射待测元素的特征谱线D.产生足够浓度的散射光11.空心阴极灯中对发射线宽度影响最大的因素是 ( )A.阴极材料B.阳极材料C.填充气体D.灯电流12. 原子吸收分光光度法所用仪器有哪几部分组成，每个主要部分的作用是什么？13. 单道单光束火焰原子吸收分光光度计主要有四大部件组成, 它们依次为和 .14. 原子吸收分析常用的火焰原子化器是由组成的.15. 非火焰原子吸收法的主要优点 ( )A.谱线干扰少B.稳定性好C.背景低D.试样用量少16. 原子吸收光谱分析过程中，被测元素的相对原子质量愈小，温度愈高，则谱线的热变宽将是( )(1) 愈严重 (2) 愈不严重 (3) 基本不变(4) 不变17. 原子吸收光谱仪与原子发射光谱仪在结构上的不同之处是( )(1)透镜 (2)单色器 (3)光电倍增管(4)原子化器18．在原子吸收分析中为什么要使用空心阴极灯光源？为什么光源要进行调制？19. 原子吸收光谱线为什么是有一定宽度的谱线而不是波长准确等于某一值的无限窄谱线，试分析分析谱线宽度变宽的原因。
原子发射光谱法、原子吸收光谱法、原子荧光光谱法的比较
原子发射光谱法、原子吸收光谱法、原子荧光光谱法的比较原子发射光谱法、原子吸收光谱法和原子荧光光谱法都是用于分析原子化学成分的重要方法。
这些方法都基于原子的能级结构和电子跃迁现象，但它们之间有几个重要的区别。
原子发射光谱法 (AES) 是一种能够确定元素种类和测量元素浓度的方法，该方法利用激发原子发出特定波长的光来分析样品。
具体来说，AES使用能够将样品中的原子激发到高能级状态的能量源，例如电弧或激光。
一旦被激发，原子会发出能量差等于跃迁能量的光，这些光被收集并分析以确定样品中存在的元素和它们的浓度。
原子吸收光谱法 (AAS) 也是一种测量元素浓度的方法，但它通过测量样品中原子吸收特定波长的光来分析元素。
具体来说，AAS使用一个光源，发射出特定波长的光通过样品，如果存在原子吸收了这些光，那么就会观察到减少的光强度。
这个减少的光强度与样品中元素的浓度成正比，因此可以用来测量元素浓度。
原子荧光光谱法 (AFS) 利用荧光现象来分析样品中的元素。
具体来说，AFS使用一个光源激发样品中的原子，当原子回到低能级时会发出荧光。
这个荧光可以被收集并分析以确定样品中存在的元素和它们的浓度。
这些方法各自有其优点和缺点。
AES具有高分辨率和广泛的元素应用范围。
AAS对低浓度的元素具有高灵敏度。
AFS对某些元素具有更高的选择性和灵敏度。
因此，根据不同的应用场景和需要，可以选择不同的方法来进行分析。
原子吸收和原子荧光光谱分析法
一、共振线
基态 第一激发态,吸收一定频率的辐射能量。
产生共振吸收线〔简称共振线〕
吸收光谱
激发态 基态
发射出一定频率的辐射。
产生共振吸收线〔也简称共振线〕
发射光谱
1〕各种元素的原子构造和外层电子排布不同， 基态 第一激发态: 跃迁吸收能量不同——具有特征性。
2〕各种元素的基态 第一激发态 最易发生，吸收最强，最灵敏线。特征谱线。
〔1〕待测元素与其共存物质作用生成难挥发的化合物， 致使参与吸收的基态原子减少。
例：a、钴、硅、硼、钛、铍在火焰中易生成难熔化合物
b、硫酸盐、硅酸盐与铝生成难挥发物。
〔2〕待测离子发生电离反响，生成离子，不产生吸收， 总吸收强度减弱，电离电位≤6eV的元素易发生电离，火焰 温度越高，干扰越严重，〔如碱及碱土元素〕。
由于原子互相碰撞使能量发生略微变化。
劳伦兹变宽：待测原子和其他原子碰撞。 赫鲁兹马克变宽：同种原子碰撞。
在一般分析条件下ΔVo为主
。
mm。而原子吸收线的半宽度：10-3mm。
假设用一般光源照射时，吸收 光的强度变化仅为0.5%。灵敏 度极差
假设将原子蒸气吸收的全部能 量，即谱线下所围面积测量出 〔积分吸收〕。那么是一种绝 对测量方法，如今的分光装置 无法实现。
ccc/ΔA 单位： μg(mol 1%)-1 3．特征质量
〔二〕检出极限
在适当置信度下，能检测出的待测元素的最小浓度或最
小量。用接近于空白的溶液，经假设干次〔10-20次〕重复
测定所得吸光度的标准偏向的3倍求得。
1．火焰法
cDL=3Sb/Sc
单位：μg ml-1
2．石墨炉法
mDL=3Sb/Sm
Sb：标准偏向
原子吸收光谱法 与 原子荧光光谱法 区别
原子吸收光谱法与原子荧光光谱法区别在分析化学中，原子吸收光谱法和原子荧光光谱法是两种常用的方法，它们在分析物质中的微量金属元素时非常有用。
这两种方法都是基于原子能级的不同特性来进行分析，但是它们之间有很大的区别。
原子吸收光谱法是利用原子吸收特定波长的光线来分析物质中
的金属元素。
当特定波长的光线通过物质时，物质中的金属元素会吸收这些能量，并跃迁到高能级。
然后，仪器会测量金属元素从高能级返回到低能级时所放出的能量，从而确定物质中的金属元素浓度。
这种方法可以分析多种金属元素，并且可以测量非常低的浓度。
相反，原子荧光光谱法则是利用原子在受到能量激发后，重新释放能量的特性来进行分析。
当物质中的金属元素受到能量激发时，它们会释放出能量，产生独特的荧光光谱。
仪器会测量这些光谱来确定金属元素的浓度。
原子荧光光谱法比原子吸收光谱法更加灵敏，可以检测到更低的金属元素浓度。
总之，原子吸收光谱法和原子荧光光谱法在分析金属元素方面是非常有用的。
它们之间的区别在于原子能级的不同特性，分析原理和灵敏度也有所差异。
根据不同的分析需求，可以选择使用适合的方法来进行分析。
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元素分析仪测定原理
元素分析仪测定原理一、原子吸收光谱法（AAS）原子吸收光谱法是利用物质中特定元素的原子对特定波长的光的吸收来测定其浓度。
其基本原理是根据每种元素的特定原子能级和波长的光线，通过原子在基态和激发态之间的吸收来测定元素的浓度。
该方法通过将待测样品中的元素转化为基态原子，并通过特定波长的光线进行测定，根据所吸收的光强度可以确定元素的浓度。
二、原子荧光光谱法（XRF）原子荧光光谱法是一种通过将样品与高能量的X射线作用后，发射特定波长的荧光光线来测定样品中元素组成的方法。
该方法通过样品中元素的内壳层电子与X射线作用后所产生的荧光光线，来确定样品中元素的成分和浓度。
原子荧光光谱法具有高分辨率、多元素分析能力强等优点。
三、原子发射光谱法（AES）原子发射光谱法是利用样品中各种元素的原子或离子在高温的电弧或火焰中可以被激发到激发态，然后跃迁到基态时的辐射而测定元素浓度的方法。
该方法通过通过在电弧或火焰中将样品加热，将样品中的元素激发到激发态，然后测定从激发态跃迁到基态时所发射的特定波长的光线来确定元素的浓度。
原子发射光谱法适用于测定金属材料以及溶液等样品中的元素成分和浓度。
四、原子荧光光谱法（AFS）原子荧光光谱法是一种利用原子荧光光谱技术进行元素分析的方法。
它的基本原理与原子吸收光谱法类似，不同之处在于测定方法的不同。
原子吸收光谱法是测定样品中特定波长的吸收光线的强度来确定元素浓度，而原子荧光光谱法是测定样品中特定波长的荧光光线的强度来确定元素浓度。
原子荧光光谱法具有高灵敏度、多元素分析能力强等优点。
总结起来，元素分析仪的测定原理根据化学分析原理，通过使用不同的光谱技术来检测样品中元素的组成和浓度。
这些方法包括原子吸收光谱法、原子荧光光谱法和原子发射光谱法等。
这些方法的原理基本相同，都是通过样品中元素与特定波长的光线的相互作用，来测定元素的浓度。
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第四章原子吸收光谱法与原子荧光光谱法41 、Mg原子得核外层电子31S0→31P1跃迁时吸收共振线得波长为285、21nm,计算在2500K 时其激发态与基态原子数之比、解:Mg原子得电子跃迁由31S0→31P1 ,则g i／g0=3跃迁时共振吸收波长λ=285、21nmΔEi=h×c／λ=(6、63×1034)×(3×108)÷(285、31×109)=6、97×1019J激发态与基态原子数之比:Ni／N0＝(g i／g0)×eΔEi／kT其中:g i／g0=3ΔEi／kT=6、97×1019÷〔1、38×1023×2500〕代入上式得:Ni／N0＝5、0×10942 、子吸收分光光度计单色器得倒线色散率为1、6nm／mm,欲测定Si251、61nm得吸收值,为了消除多重线Si251、43nm与Si251、92nm得干扰,应采取什么措施？答:因为: S1 =W1/D= (251、61251、43)/1、6= 0、11mmS2 =W2/D=(251、92251、61)/1、6=0、19mmS1＜S2所以应采用0、11mm得狭缝、43 、原子吸收光谱产生原理,并比较与原子发射光谱有何不同。
答:原子吸收光谱得产生:处于基态原子核外层电子,如果外界所提供特定能量(E)得光辐射恰好等于核外层电子基态与某一激发态(i)之间得能量差(ΔEi)时,核外层电子将吸收特征能量得光辐射有基态跃迁到相应激发态,从而产生原子吸收光谱。
原子吸收光谱与原子发射光谱得不同在于:原子吸收光谱就是处于基态原子核外层电子吸收特定得能量,而原子发射光谱就是基态原子通过电、热或光致激光等激光光源作用获得能量;原子吸收光谱就是电子从基态跃迁至激发态时所吸收得谱线,而原子发射光谱就是电子从基态激发到激发态,再由激发态向基态跃迁所发射得谱线。
44.简述原子吸收法定量分析得依据及其定量分析得特点。
答:原子吸收法定量分析得依据就是A=Kc、定量分析特点选择性好,灵敏度高,精密度高,操作方便与快速应用范围广,有局限性。
45.原子谱线变宽得主要因素有哪些？对原子吸收光谱分析有什么影响？答:变宽因素有自然变宽、多普勒变宽、碰撞变宽、场致变宽、与自吸变宽其中主要因素有Doppler 变宽、Lorentz 变宽自然变宽与劳伦兹变宽在1500~3000K 得原子化器中数量级都约为103nm,要对半宽度约为103nm 得吸收谱线进行积分,需要极高分辨率得光学系统与极高灵敏度得检测器,目前还难以做到。
谱线变宽后就无法进行积分吸收难以用与分析中而只能采用峰值吸收。
46.画出原子吸收分光光度计得结构图,并简要叙述原子吸收分光光度计得工作原理。
工作原理:锐线光源发射出待测元素特征谱线被原子化器中待测元素原子核外层电子吸收后,经光谱系统中得单色器,将特征谱线与原子化器在原子化过程中产生得复合光谱色散分离后,检测系统将特征谱线强度信号转换成电信号,通过摸/数转化器转化成数字信号;计算机光谱工作站对数字信号进行采集处理与显示,并对分光光度计个系统进行自动控制。
47.子吸收分光光度计有哪些主要性能指标?这些性能指标对原子吸收光谱定量分析有什么影响?答1、光学系统得波长显示值误差;进行光谱分析时,待仪器稳定后,调节波长控制装置,达到最强光辐射能量时光学系统显示波长与理论波长误差小于正负0、2mm 、2光学系统分辨率;光学系统分辨率就是单色器时对共振吸收线与其她干扰谱线分辨率能力得一项重要指标、3基线得稳定性4吸收灵敏度;灵敏度定义为产生1﹪吸收(T=99﹪,A=0、0044)时所对应得元素含量、 5精密度;精密度用相对标准(RSD)表示,在仪器最佳工作状态下,对一定浓度得溶液进行多次重复测量(n>10)、火焰原子化得RSD 必须小于3﹪,石墨炉原子法采用自动化进样器进样,RSD 必须小于5﹪6检出限; 检出限(0、L)得定义为吸收信号相当于3倍噪声水平得标准差时所对应得元素含量、48. 火焰原子化法与石墨原子化法得工作原理,特点及其注意事项;为什么石墨炉原子化法比火焰原子化法具有更高得灵敏度与更低得检出限?火焰原子化得过程:由燃气(化学燃料)与助燃气(氧化剂)之间得燃烧反应形成化学火焰,燃烧过程中雾化得气溶胶进行下列各种物理变化与化学反应过程:干燥与蒸发:MmNn(l)=MmNn(s)=MmNn(g)解离与原子化反应: MmNn(g)=M(m+)+N(n_)=M+N原子吸收与发射过程:M+NM*+N*M+N电子与离子发射过程:M+N==M(m+)+N(n+) M(m+)*+N(n+)* M(m+)+N(n+) 火焰原子化得特点与局限性: 适用范围广,分析操作简单,分析速度快与分析成本低,然而,同轴气动雾化器得雾化效率低(约为5%10%),所需试样溶液体积大(ml),火焰原子化效率低并伴随着复杂得火焰反应,原子蒸汽在光程中滞留时间短与燃气与助燃气稀释作用,限制了方法检出限得减低,而且只能分析液体试样、石墨原子化法得升温程序: 石墨原子化法必须选择适宜得干燥,灰化,原子化与除残升温速率,并保持时间程序及内保护气得控制程序、1干燥得升温速率与保持时间2灰化升温速率与保持时间、3原子化升温速率与保持时间、4除残升温程序、石墨炉原子化法得特点:采用直接进样与程序升温方式,原子化温度曲线就是一条具有峰值得曲线,主要特点就是:可达3500摄氏度高温,且升温速度快,绝对灵敏度高,一般元素得可达1091012g,可分析70多种金属与类金属元素,所用试样量少,但就是石墨炉原子化法得分析速度慢,分析成本高,背景吸收,光辐射与基体干扰比较大、49. 原子法存在哪些主要得干扰?如何减少或消除这些干扰?答:原子吸收光谱法分析中得干扰主要包括物理干扰,化学干扰,电离干扰与光谱干扰、1减少或消除物理干扰得办法:A最常用得方法就是配置与待测液试样溶液基体相一致得标准溶液、B当配制与待测液试样溶液基体相一致得标准溶液有困难时,采用标准加入法、C被测试样溶液中元素得浓度较高时,采用稀释方法来减少或消除物理干扰、2减少或消除化学干扰得办法、改变火焰类型,改变火焰特征,加入释放剂,加入保护剂,加入缓冲剂,采用标准加入法、3减少或消除电离干扰得方法、最常用得方法就是加入电离能较低得消电离剂,利用强还原性富燃火焰也可抑制电离干扰,标准加入法也可在某些程度上减少或消除电离干扰,提高金属元素总浓度也就是减少或消除电离干扰得基本方法、4光谱干扰及其消除方法:A减少或消除吸收线重叠干扰方法:选用较小得光谱通带,选用被测元素得其她分析线,预先分离干扰元素、B减少或消除直流发射光谱干扰方法:采用锐线光源得电源调制技术、C减少或消除非吸收光谱干扰方法:选用较小得光谱通带,选用较小HCL灯电流、410简述氘灯校正背景校正技术得工作原理及特点答:(1)工作原理就是:在垂直于锐线光源与原子化器之间增加了氘灯光源与切光器,氘灯在发射连续光谱,通过切光器得频率,让锐线光源所发射得特征谱线与一定光谱通带氘灯所发射得谱线分时通过原子化器,当特征谱线进入原子化器时,原子化器中得基态原子核外层电子对它进行吸收,同时也产生分子吸收与光散射背景吸收,检测得到原子吸收(A1)与背景吸收(A2)得总吸收(A),A=A1+A2、当氘灯所发射得谱线进入原子化器后,宽带背景吸收要比窄带原子吸收大许多倍,此时原子吸收可忽略不计,检测只获得背景吸收(A2)、根据光吸定律加与性,两束谱线吸收结果差:A1=AA2,T得到扣除背景吸收以后得原子吸收(A1)、(2)特点:它就是火焰原子化法、石墨炉原子化法与低温原子化法都可以采用得背景校正技术,且灵敏度高,动态线性范围宽,但仅对紫外光谱区(<350nm)有效、411、简述Zeeman效应背景校正技术得工作原理及其特点答:(1)工作原理:利用锐线光源所发射得特征谱线被偏振成垂直于磁场得特征偏振谱线、通过在石墨炉原子化器上施加恒定强度电磁场,使待测元素原子核外层电子得吸收谱线裂分为π与σ+,σ、当通过垂直于磁场得σ+与σ时,检测器检测到背景吸收(A2),当通过平行于磁场得π时,检测器检测到原子吸收(A1)与背景吸收(A2)得总吸收(A),两种吸收结果得差:A1=AA2,就得到扣除背景吸收以后得原子吸收、(2)特点:因石墨炉原子化器得背景吸收比火焰原子化法更严重,它就是石墨炉原子化法必须采用得背景吸收校正技术之一、412.简述标准曲线法与标准加入法得特点与使用注意事项、答:(1)标准曲线法需绘制吸光度对标准溶液浓度得曲线,其注意事项:分析前用标准溶液校正系统;分析过程中保持操作条件不变;标准系列与被分析样品溶液得组成尽量一致;标准与试样溶液得吸光度应试在0、15~0、70之间、(2)标准加入法就是建立在吸光度与浓度成正比及吸光度得加与性得基础上、该法可消除基体效应得影响,但不能扣除背景、它又分为单点加入法与作图法、其注意事项:对于作图法适合对三份以上等体积得实测溶液中成比例地加入标准溶液,分别测定吸光度、413.简要回答以下问题:(1) 在测定血清中钾时,先用纯水将试样稀释40倍,再加入钠盐至800μg/ml、试解释这些实验操作得理由、并简述此定量分析得标准曲线法系列标准溶液应如何配制、(2) 硒得共振吸收线为196、0nm、若分析头发中硒元素得含量,应选用何种火焰类型并说明理由、(3) 分析矿石中锆元素含量,应选用何种火焰类型并说明理由、答:(1)稀释就是为了减少基体效应;加入钠盐可抑制电离效应,减少电离干扰、为了使基体匹配,标准溶液应使用标准加入法配制、(2)应选用空气氢气火焰、原因: 196、0nm处位于真空紫外区,空气氢气火焰就是氧化火焰适用于其共振线在短波区得元素分析、(3)氧化亚氮乙炔火焰因为在矿石中燃烧时形成了耐高温得氧化物,而此火焰具有还原性,可产生耐高温火焰,利于锆氧化物得融化与分解、414. 焰原子吸收光谱法分析某试样中微量Cu得含量,称取试样0、500g,溶解后定容到100ml容量瓶中作为试样溶液、分析溶液得配制及测量得吸光度如下表所示(用0、1mol/L 得HNO3定容),计算试样中Cu得质量分数(%)解:设2号,3号溶液配制好得浓度分别为C2,C3(mg/L)、试样Cu得摩尔浓度为C mg/L,扣除1号溶液未加入试样溶液吸光度得干扰、得:0、1500、010=KC20、3750、010=KC3又因为:C2=5C÷25 C3=(5C+1、0×5、00)÷25联立解得C=0、62mg/L则Cu得质量分数为(0、62mg/L×0、1L)÷(0、500×103mg)＝0、0124%415、子吸收光谱法测定水样中Co离子得含量,分取V水样(ml)得水样于6个50、00ml得容量瓶中,加入V标准溶液(ml)得60、00μg/ml,Co标准溶液,然后稀释至刻度,计算水样中Co得质量分数(μg/ml )、1 2 3 4 5 6V水样/ml 0 10、0V标准溶液/ml 0 0 1、0 2、0 3、0 4、0定容体积/ml 50、0吸光度(A) 0、042 0、201 0、292 0、318 0、467 0、554答案:由题意知背景吸收为0、042,所以要扣除背景吸收,扣除背景吸收后列表如下:V标准溶液/ml 0 1、0 2、0 3、0 4、0吸光度(A) 0、159 0、250 0、336 0、425 0、512作V标准溶液—A吸光度曲线,其与X轴交点即为标准溶液与待测物质物质得量相等得点0.000.050.100.150.200.250.300.350.400.450.500.550.60吸光度v标准溶液/mlB1.732由图知V标准溶液=1、73mlC标准溶液×V标准溶液=C x×VCx=(C标×V标)／V=(60×1、73)／10=10、9μg/ml416、原子荧光光谱就是怎样产生得？有几种类型？答:原子荧光光谱得产生:气态与基态原子核外层电子吸收了特征频率得光辐射后被激发至第一激发态或较高激发态,在瞬间又跃迁回或较低得能态,若跃迁过程以光辐射得形式发射出与所吸收得特征频率相同或不相同得光辐射即产生原子荧光。