原子吸收光谱分析4
第四章 原子吸收分光光度法
优点：温度高，且可控；试样用量少（μg 或μl级），可直接测固体样； 原子化效率高；灵敏度高。 缺点：精度差，分析速度慢，共存化合物分子吸收，干扰较大。
低温原子化法
汞蒸汽原子化（测汞仪） 试样中汞化合物用还原剂（SnCl2）还原为汞蒸汽，并通过Ar 或N2 将其带入 吸收池进行测定。 Hg2++Sn2+ 氢化物原子化 AsCl3+4NaBH4+HCl+8H2O = AsH3+4NaCl+4HBO2+13H2 主要用于As、Bi、Ge、Sb、Se、Te的测定。 特点： 可将待测物从大量基体中分离出来，检测限比火焰法低1-3个数量级，选 择性好，且干扰小。 Sn4++Hg
3）该法可消除基体效应带来的影响，但不能消除背景吸收。
4）加入标准溶液的浓度应适当，曲线斜率太大或太小都会引起较大误差。
1. 原子吸收光谱法测定元素M，由未知试样溶液得到的吸光度为 0.435，而在9mL 未知液中加入1mL溶液为100mg/L的M标准溶液后，混合溶液在相同条件下测得的 吸光度为0.835。计算未知试样溶液中M的浓度？ 2. 采用原子吸收分光光度法分析尿样中的铜，测定结果见下表。试计算样品中铜的含 量？
操作简便、分析速度快 准确度高：火焰法误差<1% ，石墨炉法3%-5％
第二节 原子吸收分光光度法基本原理
一、基本概念
共振吸收线：原子外层电子从基态跃迁至能量最低的激发态所产生的吸收谱线 第一共振线：元素最灵敏线，通常用作元素分析线
二、基态与激发态原子分配
Ni gi e N0 g0
Ax Cx As Ax Cs
2）作图法
1
原子吸收光谱参考答案
第四章、原子吸收光谱分析法1 选择题1-1 原子吸收光谱是 ( A)A. 基态原子吸收特征辐射后跃迁到激发态所产生的B. 基态原子吸收了特征辐射跃迁到激发态后又回到基态时所产生的C. 分子的电子吸收特征辐射后跃迁到激发态所产生的D. 分子的振动、转动能级跃迁时对光的选择吸收产生的1-2 原子发射光谱与原子吸收光谱产生的共同点在于.( D)A. 基态原子对共振线的吸收B. 激发态原子产生的辐射C. 辐射能使气态原子内层电子产生跃迁D. 辐射能使气态原子外层电子产生跃迁1-3 在原子吸收分光光度计中，目前常用的光源是 ( C)A. 火焰B. 氙灯C. 空心阴极灯D. 交流电弧1-4 空心阴极灯内充的气体是 ( D )A. 大量的空气B. 少量的空气C. 大量的氖或氩等惰性气体D. 少量的氖或氩等惰性气体1-5 空心阴极灯的主要操作参数是 ( C )A. 内充气体的压力B. 阴极温度C. 灯电流D. 灯电压1-6 在原子吸收光谱中，用峰值吸收代替积分吸收的条件是（ B ）A 发射线半宽度比吸收线的半宽度小B 发射线半宽度比吸收线的半宽度小，且中心频率相同C 发射线半宽度比吸收线的半宽度大，且中心频率相同D 发射线频率和吸收线的频率相同1-6. 原子吸收测定时，调节燃烧器高度的目的是 ( D ) (A) 控制燃烧速度 (B) 增加燃气和助燃气预混时间(C) 提高试样雾化效率 (D) 选择合适的吸收区域1-7 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 ( A )(A) 愈严重 (B) 愈不严重 (C) 基本不变 (D) 不变1-8在原子吸收分析中, 采用标准加入法可以消除 ( A )(A)基体效应的影响 (B)光谱背景的影响 (C)其它谱线的干扰 (D) 电离效应1-9为了消除火焰原子化器中待测元素的发射光谱干扰应采用下列哪种措施( B )(A) 直流放大 (B) 交流放大 (C) 扣除背景 (D) 减小灯电流1-10与火焰原子吸收法相比, 无火焰原子吸收法的重要优点为 ( B )(A)谱线干扰小 (B)试样用量少 (C)背景干扰小 (D)重现性好2 填空题2-1 使电子从基态跃迁到第一激发态所产生的吸收线，称为共振（吸收）线。
仪器分析 第四章
Walsh的贡献：
1）AAS的理论基础—峰值吸收理论 2）发明并使用了锐线光源—HCL
1961年沃尔夫（原苏联）开始了无火焰AAS工作 1965年T.B.Willis 威尼斯开始N2O—C2H2 3000oC N2O—C2H2 的使用使测定元素30种—70多种
近代的发展：
1）背景校正，如Zeeman效应校正 2）自动化 自动进样、自动测定、微机贮存 FI—AAS
用于测量少数易解离的元素
中间薄层区——温度最高，是主要的观察区 第二燃烧区——温度在2500 oC 4CO + 2H2 + 3O2 = 4CO2 + 2H2O 总反应 2C2H2 + 5O2 = 4CO2 + 2H2O
2） 高温火焰 常用火焰C2H2-Air 用于测定： Ag、Au、Pt、Pd、Cu、Zn、Cd、Na、 K、Li、Fe、 Co、Ni、Ga、In。 高温火焰C2H2-N2O 用于测定：Al 5N2O = 5N2 + 5/2O2 2 C2H2 + 5O2 = 4CO2 + 2H2O Si Cr Mo △H= -101.5Kcal △H= -300.1Kcal
的碳粒。较强的还原能力，有利于阻碍对氧亲和
力大的元素的氧化，或者能使耐高温的氧化物易 于还原。
2 . 燃烧器
可燃气体在引燃之后在燃烧器的顶端燃烧。 三种类型：园形网孔型 单缝型 三缝型 AAS的标准部件：单缝型燃烧器 100×0.5mm 三缝型燃烧器 长110mm ,宽0.4-0.6mm 二侧起屏蔽作用。 使用：连续使用的时间不宜过长，使用结束后继续水。 原因：燃烧器来不及散热，温度过高，噪声变大， 并产生辐射，火焰产生黄色，并不断跳动， 严重时甚至发生回火。——冷却后消失 3．原子化器的组成：雾化器、雾室、燃烧器
第四章 原子吸收光谱法测定条件的选择
第四章原子吸收光谱法测定条件的选择1.空心阴极灯测量条件的选择1.1 吸收线选择为获得较高的灵敏度、稳定性、宽的线性范围和无干扰测定 , 须选择合适的吸收线。
选择谱线的一般原则:a)灵敏度一般选择最灵敏的共振吸收线, 测定高含量元素时 , 可选用次灵敏线。
例如在测定高浓度钠时，不选择最灵敏线（589.0nm），而选择次灵敏线（330.2 nm）。
具体可参考Z-5000分析软件中提供各元素的谱线信息。
b)干扰谱线干扰当分析线附近有其他非吸收线存在时 , 将使灵敏度降低和工作曲线弯曲 , 应当尽量避免干扰。
例如 ,Ni230.Om 附近有 Ni231.98nm 、 Ni232.14 nm 、 Ni231.6nm 非吸收线干扰，因此，可选择灵敏度稍低的吸收线（341.48 nm）作为分析线。
而测定铷时，为了消除钾、钠的电离干扰，可用798.4nm代替780.0nm。
c)仪器条件大多数原子吸收分光光度计的波长范围是190 900 nm,并且一般采用光电倍增管作为检测器,它在紫外区和可见区具有较高的灵敏度.因此,对于那些共振线在这些区域附近或以外的元素,常选用次灵敏线作为分析波长。
例如测定铅时，为了克服短波区域的背景吸收和吸收和噪声，一般不使用217.0nm灵敏线而用283.3nm谱线。
1.2 电流的选择选择合适的空心阴极灯灯电流 , 可得到较高的灵敏度与稳定性，图4-1为Cd 灵敏对水灯电流变化的曲线。
从灵敏度考虑 , 灯电流宜用小 , 因为谱线变宽及自吸效应小 , 发射线窄 , 灵敏度增高。
但灯电流太小 , 灯放电不稳定，光输出稳定性差，为保证必要的信号输出，势必增加狭缝宽度或提高检测器的负高压，这样就会引起噪声增加，使谱线的信噪比降低，导致精密度降低。
从稳定性考虑 , 灯电流要大 , 谱线强度高 , 负高压低 , 读数稳定 , 特别对于常量与高含量元素分析 ,灯电流宜大些。
灯电流的选择原则是：保证稳定放电和合适的光强输出的前提下，尽可能选用较低的工作电流。
原子吸收光谱分析-
谱线宽度得表示
吸收线在中心频率0 两侧具有一定得宽度 用半宽度Δ表征
I0为入射光强 I为透射光强 ν0为中心频率
I为透射光强 ν0为中心频率 Kν为吸收系数
吸收线Δ: 10-3～10-2nm 发射线Δ: 5×10-4～2×10-3nm
大家学习辛苦了, 还是要坚持 继续保持安静
吸收系数Kν将随光源得辐射频率ν而改变,这就是由
§8-2 原子吸收光谱法基本原理
一、原子吸收光谱得产生
正常情况下,原子处于基态。
当有辐射通过自由原子蒸气时,若辐射得频率等于 原子中得电子从基态跃迁到激发态所需要得能量频率 时,原子将从辐射场吸收能量,产生共振吸收,电子由基 态跃迁到激发态,同时使辐射减弱产生原子吸收光谱。
各种元素得原子结构不同,不同元素得原子从基态 激发至第一激发态时,吸收得能量也不同,所以各元素 得共振线都不相同,而具有自身得特征性。
提高原子化温度,减小化学干扰、使用高温火焰或提 高石墨炉原子化温度,可使难离解得化合物分解。
2)在同一温度下,电子跃迁得能级Ej越小,共振线波长 越长, Nj/N0值也愈大
常用得火焰温度一般低于3000K,元素激发能
一般低于10ev,大多数共振线得波长小于600nm,因
此对大多数元素来说, Nj/N0得数值均很小(<1％), 即火焰中得激发态原子数远小于基态原子数,也就
就是说火焰中99％以上得原子处于基态。
k
cxVx Vx
csVs Vs
0.670
k
cx
50 103 50 300 106 50.3103
cx 0.279mg / L
§8-5 干扰及其抑制
原子吸收光谱法得主要干扰有物理干扰、化学干 扰与光谱干扰三种类型。
第四章 原子吸收光谱法
小背景低，适合于许多元素的测定。
贫燃火焰（氧化性）：温度较低，有较强的氧化性，有利 于测定易解离，易电离元素,如碱金属和不易氧化的元素 如Ag、Au、Pd等
（5）关于原子化过程：复杂的物理、化学过程 例如：某元素的原子化过程：
主反应：MX（l）－脱溶－MX（s）－气化－MX（g）－原
子化－M0（g）＋X0（g）
e 2
mc
f k，则
Kn dn k N 即积分吸收与原子密度成正比。
只要把原子吸收峰面积求出，就可以定量，求出待测元
素的浓度。 但是：由于原子吸收线的轮廓很窄，一般在0.00x nm数 量级，需要分辨率极高的分光仪器，很困难的。
结论： （1）如果用连续光源激发，由于入射光被吸收的程度极
（2）放电机理 在两电极间施加电压后，电子从阴极发射，与内充气 体碰撞使其发生电离，电离出带正电荷的气体离子在 电场作用下加速，获得足够的能量，向阴极表面轰击， 轰击阴极表面时, 可将被测元素原子从晶格中轰击出 来, 即谓溅射, 溅射出的原子大量聚集在空心阴极内,
与其它粒子碰撞而被激发, 发射出相应元素的特征谱
率要与吸收线中心频率一致；（2）必须是锐线
如何解决这个问题？ 很简单，只要用待测元素的材料做成光源，让此材料的元素
产生发射线就可以了。
空心阴极灯
（1）构造
阳极: 钨棒装有钛, 锆, 钽金属作成的阳极，钛, 锆,
钽等可以吸收杂质气体，如氢气，二氧化碳等 阴极: 钨棒作成圆筒形，筒内熔入被测元素（纯金属， 合金或化合物） 管内充气：惰性气体（氩或氖），低压（几百帕）
第四章 原子吸收光谱法
Atomic absorption spectrometry
第一节
(完整word版)原子吸收光谱分析解读
原子吸收光谱分析4。
2.1 概述4。
2。
1。
1 基本概念1)原子光谱根据原子外层电子跃迁所产生的光谱进行分析的方法，称为原子光谱法，包括原子发射光谱法、原子吸收光谱法和原子荧光光谱法。
本章重点介绍应用广泛的原子吸收光谱法。
2)原子吸收光谱原子吸收光谱法，又称原子吸收分光光度法或简称原子吸收法，它是基于测量试样所产生的原子蒸气中基态原子对其特征谱线的吸收，从而定量测定化学元素的方法.4。
2.1。
2 仪器结构和过程图4-21 原子吸收示意图如上图,含Pb溶液将经过预处理－喷射成雾状进人燃烧火焰中，Pb化合物雾滴在火焰温度下,挥发并离解成Pb原子蒸气。
用Pb空心阴极灯作光源，产生Pb的特征谱线，通过Pb原子蒸气时，由于蒸气中基态Pb原子的吸收，Pb的特征谱线强度减弱，通过单色器和检测器测得其减弱程度，即可计算出溶液中Pb的含量。
4。
2。
1。
3 方法特点灵敏度高，10—9g/ml-10—12g/ml。
选择性好,准确度高。
单一元素特征谱线测定，多数情况无干扰。
测量范围广.测定70多种元素。
操作简便，分析速度快。
4。
2.2 原子吸收法基本原理 4。
2。
2.1 共振线和吸收线 1） 基本概念➢ 共振线电子从基态跃迁到能量最低的激发态（称为第一激发态），为共振跃迁，所产生的谱线称为共振吸收线(简称共振线).当电子从第一激发态跃回基态时,则发射出同样频率的谱线,称为共振发射线（也简称共振线）。
对大多数元素来说,共振线是指元素所有谱线中最灵敏的线。
➢ 特征谱线各种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激发至第一激发态（或由第一激发态跃回基态）时，吸收(或发射)的能量不同，因此各种元素的共振线不同而有其特征性,这种共振线称为元素的特征谱线。
2) 朗伯原理图4-22 原子吸收法的朗伯定律示意图原理公式：b K e I I νν-=0νK ：吸收系数；ν：频率。
吸收线图4-23 吸收线轮廓图 图4—24 吸收线半宽度比较上述两个图，注意图的纵坐标参量的不同。
实验四原子吸收光谱法测铜的含量
实验四火焰原子吸收光谱法测定铜的含量一、目的要求1.掌握原子吸收分光光度法的基本原理2.了解原子吸收分光光度计的主要结构及操作方法3.学习火焰原子吸收光谱法测定铜的含量的方法二、实验原理溶液中的铜离子在火焰温度下变成基态铜原子，由光源（铜空心阴极灯）辐射出的铜原子特征谱线（铜特征共振线波长为324.8nm）在通过原子化系统铜原子蒸汽时被强烈吸收，其吸收的程度与火焰中铜原子蒸汽浓度的关系是符合比耳定律的，即：A=log(1/T)=KNL（其中：A—吸光度，T—透光度，L—铜原子蒸汽的厚度，K—吸光系数，N—单位体积铜原子蒸汽中吸收辐射共振线的基态原子数），铜原子蒸汽浓度N是与溶液中离子的浓度成正比的，当测定条件一定时A=KC（C—溶液中铜离子的浓度，K—与测定条件有关的比例系数。
）在既定条件下，测一系列不同铜含量的标准溶液的A值，得A—C的标准曲线，再根据铜未知溶液的吸光度值即可求出未知液中铜的浓度。
三、仪器与药品AA-6300C型原子吸收分光光度计，铜空心阴极灯，乙炔钢瓶(空气—乙炔火焰原子化)，空气压缩机，容量瓶，移液管，洗瓶。
铜标准溶液100mg/L储备液，去离子水。
四、实验步骤1.仪器操作条件的设置（计算机操作）在工作站上设置分析条件：如波长，狭缝，标样个数及浓度，样品数等参数。
仪器的工作条件元素(Element)波长（nm）光谱带宽（nm）灯电流（mA）乙炔流量（L/min）燃烧头高度（mm）铜（Cu）324.7 0.7 4.0 1.6 11.02.曲线的绘制在5只50ml容量瓶中，分别加入一定量的100 mg/L铜标准溶液，以去离水定容至刻度线，摇匀，得到0.5mg/L 、1.0mg/L、2.0mg/L、4.0mg/L和6.0mg/L 标液浓度，然后去离子水为空白分别测其A值，得A—C标准曲线。
五、数据处理1、记录实验条件：仪器型号、吸收线波长、狭缝宽度、乙炔流量、空气流量。
2、记录实验结果表铜浓度与吸光度关系未知液的测定将铜待测液在同样条件下测定，根据测得的吸光度在标准曲线图上查出其浓度。
化学反应的原子吸收光谱分析
化学反应的原子吸收光谱分析原子吸收光谱分析，是一种利用原子对特定波长的光发生吸收的现象进行分析的方法。
通过测量样品溶液或气体中吸收光的强度，可准确测定其中的化学元素含量。
在化学反应中，原子吸收光谱分析是一项重要的技术，能够提供关于反应过程中元素浓度和化学物种变化的信息。
本文将详细介绍化学反应的原子吸收光谱分析的原理、应用和优势。
一、原理原子吸收光谱分析基于原子对特定波长光的吸收现象，其原理可以分为两个基本过程：光源激发和吸收现象。
1. 光源激发在原子吸收光谱分析中，常用的光源是空心阴极放电灯或恒流电源。
光源中的电极通电后，电极中的金属元素被激发形成原子或原子离子，并释放出特定波长的光。
2. 吸收现象样品溶液或气体中的化学元素原子或原子离子与光源发出的特定波长的光相互作用，产生吸收现象。
当光经过样品时，如果样品中存在与光源波长相对应的原子或原子离子，这些原子会吸收部分光的能量，使得吸收光的强度减小。
通过测量光的强度变化，可以推断样品中所含的元素及其浓度。
二、应用原子吸收光谱分析在化学反应中的应用广泛，以下是几个常见的应用领域：1. 反应动力学研究原子吸收光谱分析可用于研究化学反应的动力学过程。
通过监测反应物中某种元素的浓度随时间的变化，可以推断反应的速率常数、反应机理等信息。
2. 反应过程监测通过原子吸收光谱分析，可以实时监测反应过程中各种元素的浓度变化。
这对于了解化学反应过程中元素的转化情况、判断反应的进行程度等方面具有重要意义。
3. 催化剂研究原子吸收光谱分析可用于研究催化剂在反应过程中的作用机制。
通过测定反应物中的催化剂元素浓度变化，可以揭示催化剂对反应速率、选择性等方面的影响。
4. 有机合成原子吸收光谱分析在有机合成中的应用越来越广泛。
通过测定反应物和产物中有机元素的浓度，可评估有机合成反应的转化率和产物纯度。
三、优势原子吸收光谱分析具有以下优势：1. 灵敏度高原子吸收光谱分析的灵敏度通常为微克/升量级，可以准确测定样品中微量甚至痕量元素的含量。
第四章 原子吸收光谱
一．判断题1. 原子吸收光谱是由气态物质中基态原子的内层电子跃迁产生的。
（×）2. 实现峰值吸收的条件之一是：发射线的中心频率与吸收线的中心频率一致。
（√）3. 原子光谱理论上应是线光谱，原子吸收峰具有一定宽度的原因主要是由于光栅的分光能力不够所致。
（×）4. 原子吸收线的变宽主要是由于自然变宽所导致的。
（×）5. 在原子吸收光谱分析中，发射线的中心频率与吸收线的中心频率一致，故原子吸收分光光度计中不需要分光系统。
（×）6. 空心阴极灯能够发射待测元素特征谱线的原因是由于其阴极元素与待测元素相同。
（√）7. 火焰原子化器的作用是将离子态原子转变成原子态，原子由基态到激发态的跃迁只能通过光辐射发生。
（×）8. 根据波尔兹曼分布定律进行计算的结果表明，原子化过程时，所有激发能级上的原子数之和相对于基态原子总数来说很少。
（√）9. 石墨炉原子化法比火焰原子化法的原子化程度高，所以试样用量少。
（√）10. 原子化温度越高，激发态原子数越多，故原子化温度不能超过2000K。
（×）11. 一般来说，背景吸收使吸光度增加而产生正误差。
（√）12. 在原子吸收分光光度分析中，如果待测元素与共存物质生成难挥发性的化合物，则会产生负误差。
（√）13. 火焰原子化法比石墨炉原子化法的检出限低但误差大。
（×）14. 压力变宽不引起中心频率偏移，温度变宽引起中心频率偏移。
（×）15. 贫燃火焰也称氧化焰，即助燃气过量。
过量助燃气带走火焰中的热量，使火焰温度降低，适用于易电离的碱金属元素的测定。
（√）16. 当气态原子受到强的特征辐射时，由基态跃迁到激发态，约在10-8s后，再由激发态跃迁到基态，辐射出与吸收光波长相同或不同的荧光。
（√）17. 激发光源停止后，荧光能够持续发射一段时间。
（×）18. 当产生的荧光与激发光的波长不相同时，产生非共振荧光，即跃迁前后的能级发生了变化。
原子吸收光谱法
第4章原子吸收光谱法【4-1】解释下列名词。
（1）原子吸收；（2）谱线变宽；（3）自然变宽；（4）多普勒变宽；（5）压力变宽；（6）积分吸收；（7）峰值吸收；（8）光谱通带。
答：（1）原子吸收：（2）谱线变宽：由仪器或辐射源性质引起的谱线宽度增加。
（3）自然变宽：在无外界影响的情况下，谱线具有一定的宽度，称为自然变宽。
（4）多普勒变宽：由于辐射原子处于无规则的热运动状态，因此，辐射原子可以看成运动着的波源，这一不规则的热运动与观测器两者间形成相对位移运动，使谱线变宽，即多普勒变宽。
（5）压力变宽：凡是非同类微粒(电子、离子、分子、原子等)相互碰撞或同种微粒相互碰撞所引起的谱线变宽统称为压力变宽。
（6）积分吸收：在原子吸收光谱分析中，原子蒸气所吸收的全部能量。
（7）峰值吸收：采用发射线半宽度比吸收线半宽度小得多且发射线的中心与吸收线中心一致的锐线光源，测出峰值吸收系数，来代替测量积分吸收系数的方法。
（8）光谱通带：仪器出射狭缝所能通过的谱线宽度。
【4-2】何谓原子吸收光谱法？答：原子吸收光谱法是利用待测元素的基态原子对其共振辐射光(共振线)的吸收进行分析的方法。
它的特点是：(1)准确度高；(2)灵敏度高；(3)测定元素范围广；(4)可对微量试样进行测定；(5)操作简便，分析速度快。
【4-3】画出原子吸收光谱仪结构方框图，并注明各大部分的名称及主要作用。
答：原子吸收光谱仪主要由光源、原子化器、分光系统和检测系统4部分组成，其结构方框图如图所示。
（1）光源的作用是发射待测元素的共振辐射。
（2）原子化器的作用是提供足够的能量，使试液雾化、去溶剂、脱水、解离产生待测元素的基态自由原子。
（3）分光系统的作用是分离谱线，把共振线与光源发射的其他谱线分离开并将其聚焦到光电倍增管上。
（4）检测系统的作用是接受欲测量的光信号，并将其转化为电信号，经放大和运算处理后给出分析结果。
【4-4】 画出空心阴极灯结构示意图，并说明在AAS 中为什么要用空心阴极灯。
4原子吸收光谱法习题答案
第四章 原子吸收光谱法习题答案1.原子吸收光谱分析的基本原理是什么？简要说明原子吸收光谱定量分析基本关系的应用条件。
原子吸收是基态原子受激吸收跃迁的过程，当有辐射通过自由原子蒸气，且入射辐射的频率等于原子中外层电子由基态跃迁到较高能态所需能量的辐射时，原子就产生共振吸收。
原子吸收分光光度法就是根据物质产生的原子蒸气对特定波长光的吸收作用来进行定量分析的。
当光源发射的某一特征波长的辐射通过原子蒸气时，被原子中的外层电子选择性吸收，透过原子蒸气的入射辐射强度减弱，其减弱程度与蒸气中该元素的基态原子浓度成正比。
当实验条件一定时，蒸气中的原子浓度与试样中该元素的含量(浓度)成正比。
因此，入射辐射减弱的程度与试样中该元素的含量(浓度)成正比。
入射辐射减弱的程度用吸光度表示。
所以，A=KC （A是吸光度，K为常数）。
基本应用条件为，采用锐线光源（发射线半宽度远小于吸收线半宽度的光源，并且发射线与吸收线的中心频率一致）。
2.简述原子吸收分光光度计的组成及各部件作用。
原子吸收分光光度计一般由四大部分组成，即光源（单色锐线辐射源）、试样原子化器、分光系统和检测系统。
光源的作用是发射被测元素的特征共振辐射。
在原子吸收光谱中采用空心阴极灯作为锐线光源。
原子化器的作用是使各种形式的试样解离出基态原子，并使其进入光源的辐射光程。
常用的原子化器有火焰原子化器和无火焰原子化器。
分光系统由入射狭缝、出射狭缝、反射镜和色散元件组成，其作用是把复合光分解为单色光，即起分光作用。
检测系统的作用是将经过原子蒸汽吸收和单色器分光后的微弱光信号转换为电信。
常用检测方法有摄谱法和光电法。
摄谱法是用感光板记录光谱信号，光电法是用光电倍增管等光电子元件检测光谱信号。
3. 什么叫锐线光源？在AAS分析中为什么要采用锐线光源？能发射出谱线强度大、宽度窄而又稳定的辐射源叫锐线光源。
在原子吸收光谱（AAS）分析中，为了进行定量分析，需要对吸收轮廓线下所包围的面积（即积分吸收）进行测定，这就需要分辨率高达50万的单色器，该苛刻的条件一般是难以达到的。
原子吸收光谱分析法
对于物理干扰，最好的消除方法 就是配制与试样溶液组成相似的 标准溶液。也可用标准参加法来 进行测定。
三，测定条件的选择： 1．分析线的选择：一般选用共
振线作分析线。 2．灯电流：保正稳定和适当光
强度输出的条件下，尽量选 用较低的工作电流。
5．狭缝宽度：由于原子吸收光谱法谱 线的重叠较少，一般可用较宽的狭 缝，以增强光的强度。但当存在谱 线干扰和背景吸收较大时，那么宜 选用较小的狭缝宽度。
SCV0.0044(g/1% 吸 收 ) A
式中：S为绝对灵敏度；C为试液 中 待 测 元 素 的 浓 度 〔g能检 出的元素的最低浓度或最小质 量。
定义为：能给出信号强度 等于3倍噪声信号强度标准偏差 时所对应的元素浓度或质量。
当在正负电极上施加适当电 压〔一般为200～500伏〕时，在 正负电极之间便开始放电，这时， 电子从阴极内壁射出，经电场加 速后向阳极运动。
电子在由阴极射向阳极的过程中， 与载气〔惰性气体〕原子碰撞使其 电离成为阳离子。带正电荷的惰性 气体离子在电场加速下，以很快的 速度轰击阴极外表，使阴极内壁的 待测元素的原子溅射出来，在阴极 腔内形成待测元素的原子蒸气云。
三．光学系统： 分光系统一般用光栅来进行分光。
光谱通带： W=D×S×10-3
其中：W为光谱通带〔单位nm〕；D为 光 栅 的 倒 线 色 散 率 〔 单 位 nm/mm-1〕 ； S为狭缝宽度〔单位μm〕。
四．检测系统： 检测系统包括检测器、放大器、
对数转换器、显示器几局部。
原子吸收光谱法的分析过程：
计算式为：D c 3 ( g / m L )
A
或 D g 3 ( g )
A
式 中 D 为 检 出 极 限 〔μg/mL 或 g〕 ； σ 为 对 空 白 溶 液 进 行 不 少 于 10 次 测 量时的标准偏差；A为吸光度；g为 质量〔g〕。
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。
(完整版)原子吸收光谱的定量分析
(完整版)原子吸收光谱的定量分析
介绍
原子吸收光谱是一种常用的定量分析方法，用于测量样品中特定元素的浓度。
本文档旨在介绍原子吸收光谱的基本原理和定量分析的步骤。
原理
原子吸收光谱利用原子吸收特定波长的光来测量样品中特定元素的浓度。
当光通过样品中的原子气体时，原子会吸收与其原子结构相关的特定波长的光线。
通过测量吸收光的强度，可以确定样品中特定元素的浓度。
步骤
以下是进行原子吸收光谱定量分析的基本步骤：
1. 样品制备：将待分析的样品转化为原子气态。
常用的方法包括火焰法、电感耦合等离子体法等。
2. 选择波长：根据待分析元素的吸收峰进行波长选择。
可以通过参考相关文献或经验来确定。
3. 校准曲线：准备一系列浓度已知的标准溶液，测量它们的吸光度，并绘制校准曲线。
4. 测量样品：将样品引入原子吸收光谱仪器，测量其吸光度。
5. 数据分析：利用校准曲线，计算出样品中特定元素的浓度。
6. 重复测量：进行重复测量，确保结果的准确性和可靠性。
7. 结果报告：将测得的浓度结果整理并报告。
结论
原子吸收光谱是一种可靠的定量分析方法，能够有效测量样品中特定元素的浓度。
正确的样品制备、波长选择和数据分析步骤对于获得准确结果至关重要。
通过遵循上述步骤，可以进行原子吸收光谱的定量分析。
*注意：本文档仅为介绍原子吸收光谱的基本原理和步骤，具体实验细节和参数设置需要根据实际情况进行调整。
*。
物化地分析中的原子吸收光谱分析
物化地分析中的原子吸收光谱分析原子吸收光谱分析是物化地分析领域中常用的一种分析方法。
它利用原子在特定波长的光线照射下吸收光的特性，对样品中的化学元素进行定量检测和分析。
本文将从原子吸收光谱分析的基本原理、仪器设备和应用领域等方面进行论述。
一、原理与机制原子吸收光谱分析的基本原理是利用原子吸收特定波长的光线时的量子能级跃迁现象。
当样品中的化学元素被激发后，在特定波长的光线照射下，原子内部的电子会发生跃迁到高能级的激发态。
然后，激发态的原子会再次退回到基态，释放出特定波长的光信号。
通过测量吸收光强度的变化，可以推断出样品中化学元素的含量。
二、仪器设备原子吸收光谱分析需要使用专门的仪器设备来进行测量和分析。
常用的原子吸收光谱仪主要由光源、样品室、光路系统、检测系统和数据处理系统等部分组成。
光源通常采用中空阴极灯，能够发射特定波长的光线。
样品室用于容纳待测样品并与光源进行光路的连接。
光路系统包括光栅、滤光片等光学元件，用于选择特定波长的光线。
检测系统用于测量光线的强度变化，常见的检测方式有吸收法和发射法。
数据处理系统用于记录和分析测量结果，通常采用计算机进行数据处理。
三、应用领域原子吸收光谱分析在物化地分析中具有广泛的应用领域。
首先，在环境分析方面，原子吸收光谱分析可以用于监测和分析水体、大气和土壤中的污染物。
例如，通过测定水样中重金属的含量，可以评估水质的安全性。
其次，在食品安全领域，原子吸收光谱分析可以用于检测食品中有害金属元素的含量，如铅、镉等。
此外，在生物医药研究和制药工业中，原子吸收光谱分析也广泛应用于药物成分和微量元素的定量分析。
总结起来，物化地分析中的原子吸收光谱分析是一种基于原子能级跃迁的分析方法，通过测量样品中特定波长光线的吸收情况，来确定样品中化学元素的含量。
该方法具有广泛的应用领域，包括环境分析、食品安全和生物医药等领域。
随着科学技术的不断进步，原子吸收光谱分析仪器设备和分析方法也在不断更新，为物化地分析提供了更为准确和高效的工具。
原子吸收光谱分析
仪器分析
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吸收系数Kv 最大值K0:峰值吸收系数 半宽度v
中心频率v0
图4.1 原子吸收光谱轮廓图
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半宽度受到很多因素的影响，几种主要的因素如下： （1）自然变宽
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（1）空心阴极灯（hollow cathode lamp，HCL）
是一种辐射强度较大、稳定性好的锐线光源。它是一种 特殊的辉光放电管。它由封闭在带有光学窗口的硬质玻璃管 内的阴极和阳极组成，由被测元素材料制成的空心阴极和由 钛、锆、钽或其他材料制作的阳极分别连在两根钨棒上。管 内充有几百帕低压的惰性气体氖或氩，称为载气。
（3）压力变宽 在一定蒸汽压力下因粒子间相互碰撞而导致激发态原子平 均寿命缩短，引起吸收线的变宽称为压力变宽。压力变宽分为 两种，即赫鲁兹马克变宽和洛伦兹变宽。 待测元素原子与其他元素的原子相互碰撞引起的变宽，称 为洛伦兹变宽。洛伦兹变宽随原子区内原子蒸气压力增大和温 度升高而增大。待测元素激发态原子与基态原子相互碰撞引起 的变宽，称为共振变宽，又称赫鲁兹马克变宽。它只在待测元 素浓度高时才起作用，在原子吸收分析中可忽略。
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学习内容： 原子吸收光谱分析法 1 紫外-可见光谱分析法 1 红外光谱分析法 3
核磁共振波谱法 2
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第四章 原子吸收光谱分析
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2015/11/12 原子吸收光谱分析 5
Ca3(PO4)2，在电离区也有相当部分得到解离， 对测Ca有利。如果将火焰改为N2O~乙炔火焰， 即使P含量是Ca的200倍，也不会对Ca的测定产 生明显的干扰。另外， N2O~ 乙炔火焰的高温和 强还原性使一些元素的氧化物被还原，而不必经 过解离，如： Cr2O3 + 3C = 2Cr + 3CO 从而大大提高灵敏度。对于有些元素，如Si， Al, Ti等，只有采用N2O~乙炔火焰才能获得较满 意的测试结果。 1.2.3 加入抗干扰试剂 加入适当试剂，改变待测 元素或干扰物质的化学形态，使待测元素难以形
a).基体改进剂 基体改进剂的作用有两种。一 种是与基体生成易挥发的物质，使之在灰化阶段 尽可能地挥发掉，另一种是与基体生成难挥发的 物质，使之在原子化阶段仍不能挥发，只是在净 化阶段除掉。例如碱金属氯化物或过渡金属氯化 物会对其它元素的测试产生干扰，若加入硝酸铵 等低沸点、易挥发的硝酸盐、磷酸盐或无机酸， 就可以减少或消除这些干扰。原因是这些无机酸
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盐 对 测 定 Ca 的 干 扰 。 同 理 ， 测 定 Mg 时 加 入 EDTA可消除Al对其的干扰(在气溶胶干燥蒸发过 程中， Mg 和 Al 会生成难解离的尖晶石 MgAl2O4) 。
3). 保护剂 基于多方面的原因，有些物质可使一 些特定的元素免受干扰。如NH4Cl可使Fe、Cr免 受Al、Si的干扰。这是因为NH4Cl与Fe、Cr生成 了氯化物，而不是氧化物，改变了化合物的类型。
3.1 在光谱通带内有一条以上吸收谱线
理想情况下，在光谱通带内只有一条发射谱 线，并且这条发射谱线能被待测元素吸收。但有 时光源中有两条或更多的发射谱线，这些谱线都 能
kiLCi
I0e lg I0
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成难解离的化合物。
1). 释放剂 添加的试剂与干扰物质形成更稳定的 化合物，使待测元素从干扰物质所形成的化合物 中释放出来。如前面提到的Ca2+与PO43-可以形成 很稳定的 Ca2P2O7 ，但加入 La盐后情况就不同了： 2H+ + Ca2+ + PO43- = Ca2P2O7 + H2O 2La3+ + Ca2P2O7 + H2O = 2LaPO4 +2Ca2+ +2H+ 2). 络合剂 加入合适的络合剂，使待测元素或干 扰物质与络合剂生成络合物，从而使待测元素与 干扰物质难以形成难解离盐。如在Ca样液中加入 EDTA，使其生成较稳定的CaY2-，就避免了磷酸
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或盐能置换其中的氯离子，生成HCl而挥发掉， 剩下的碱金属离子或过渡金属离子最终生成不会 引起背景吸收的氧化物或磷酸盐而一直保留在石 墨管中；又如：在测试海水中Tl时，NaCl对其有 干扰，加入改进剂LiNO3，使Cl离子生成LiCl挥发 掉，因LiCl是易挥发、难解离的化合物，Na离子 则生成NaNO3，便能消除NaCl对Tl测试的抑制作 用。 b).分析元素改进剂 分析元素改进剂的作用是扩 大基体与分析元素之间的性质差异。对易挥发的 基体，分析元素改进剂的作用是提高分析元素的 挥发温度，对易挥发元素更是如此。因为易挥发
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入 PO43- ，加热到 1000℃ 都没有问题。对于难挥 发基体，分析元素改进剂的作用往往使分析元素 降低。这时往往采用有机酸改进剂，因为它们能 够提供强还原性气氛，或者说富碳气氛，可以加 速金属氧化物的碳还原反应，使原子化效率提高。 如抗坏血酸不仅消除MgO对Pb的干扰，还改变了 Pb原子化的历程，避免双峰的出现。 c).石墨管和环境气氛改进剂 许多金属元素能与 石墨管生成碳化物，甚至碱金属、碱土金属也能 与碳生成碳化物。解决的办法是，选择一种合适 的改进剂，使之与分析元素生成更稳定而易热分 解的化合物，摆脱碳的束缚。如在测试 Si时加入
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1.2 化学干扰的消除
在消除化学干扰之前应清楚是来自哪些方 面的干扰，再采取相应的对策。
1.2.1 化学分离 利用萃取、生成沉淀、离子交换 等方法使待测元素与干扰物质分离。值得注意的 是，在分离过程中，应采取措施避免待测元素的 损失和污染，还应避免引入新的干扰物质。
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3. 光谱干扰
光谱干扰是指与发射光谱和吸收光谱有关的干 扰效应。光谱干扰有下列六种情况： ◆ 在光谱通带内有一条以上吸收谱线 ◆ 在光谱通带内有非吸收谱线存在 谱线干扰 ◆ 谱线重叠 ◆ 分子吸收 ◆ 光散射 背景干扰 ◆ 样品池的发射
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元素的灵敏度，减小记忆效应，也能延长石墨管 的使用寿命。
另外，有些样品基体在灰化过程中会生成微晶物 质，如果事先在样品溶液中加入少量Na2O2，利 用高温下Na2O2分解，炸开这些微晶物质，可使 待测元素得到释放。这也可以称得上是改进剂。
值得一提的是，改进剂已被广泛应用于石 墨炉原子吸收，有的元素的测试必须借助于改 进剂，否则测试结果很差甚至不能测试。有时 在测试时不止加入一种改进剂。 以上列举了一些常用的消除化学干扰的办法。
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的分析元素要求挥发温度低，灰化时间短，往往 基体除不干净，残留干扰大。加入分析元素改进 剂，使之与分析元素生成稳定的化合物或合金， 允许的灰化温度可以大大提高 ( 当然原子化温度 也必须提高 ) ，避免分析元素的灰化损失。如在 HNO 3 体系中 Se 、 As 只能分别稳定至 400 ℃ 和 600℃，加入Ni盐后生成了NiSe和Ni3As2，它们 的挥发温度可提高到 1200 ℃ 和 1400 ℃ ； Cd 在 500 ℃ 就开始有损失，若加入 (NH 4 ) 2 SO 4 、 (NH4)3PO4 、 NH4F，灰化温度提高到 900℃； Hg 样品中加入 S 2- 、 Cl - 、 H 2 O 2 等，生成 HgS 、 HgCl2、HgO后灰化温度提高到 300℃；Pb中加
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CaO，使之生成Ca2Si，可避免生成SiC。Pd,Pt, Au,Cu等贵金属改进剂可与许多石墨作用生成碳 化物而降低其灵敏度。尤其是Pd，作为广泛使用 的改进剂，已被广泛应用于对环境、生物、矿物 等领域中以及Pb，Hg，As，Sb，Bi，Se，Ag， Te等元素的分析检测。 另外石墨管上的许多小孔(有的石墨管内缝隙 超过15%)，使得气体或溶液有一定的渗透性，有 的可达1mm。解决的办法是使石墨管改性。就是 将普通石墨管经过热解涂层处理，使其表面致密 均匀，减少其渗透性和表面活性，从而改善一些
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这些干扰有的是样品固有的，有的是在样品的采 集、保存、消解过程中不慎引入的，对于后者应 尽量避免。因此在样品消解时应尽量使用 HCl 和 HNO3 而 不 用 H2SO4 和 H3PO4 。 但 由 于 HCl 和 HNO3 的沸点都很低，有些样品在此温度下不易 消 解 ， 必 须 加 入 沸 点 较 高 的 H2SO4 、 H3PO4 和 HClO4，在消解结束后应尽量赶尽。
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中会形成 Ca2P2O7，其熔点高达 1677℃，并且很 难解离，因此PO43-对Ca2+产生了严重的负干扰。 多数化学干扰为负干扰。 与此相反，如果共存物质与待测元素形成了 易挥发、易解离的化合物，在测试时就会使测试 结果偏高，这就是正干扰。正干扰出现的机会不 是很多，但也经常出现。如在一般情况下， Al元 素在干燥过程中形成的是氧化物。它是非常难解 离的，以至于很难用空气 ~ 乙炔火焰测定，但样 液中若有 8-羟基喹啉之类的含氮络合剂，就会生 成络合物，其热稳定性大大降低，因而使测试信 号提高11倍左右。
3.3 谱线重叠
谱线重叠有两种情况。一是发射谱线重叠，就
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是元素灯中待测元素的发射谱线与其它材料的发 射谱线出现部分重叠或完全重叠。另一种情况是 吸收谱线重叠，就是待测元素与干扰元素都能对 检测谱线产生较强的吸收。无论是哪种重叠，都 只能另选检测谱线了。
第六节 干扰及消除
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原子吸收光谱分析
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在光谱分析中，相对于等离子体原子发射光 谱 (ICP-OES), 等离子体质谱 (ICP-MS),X 荧光分 析 (XFS) 等大型仪器分析来说，原子吸收分析 (AAS)所受到的干扰是最多的。其主要原因是，
原子吸收的谱线较多 ( 相对于 ICP-MS) ，原子化
2.2.1 降低火焰温度 以便降低待测元素的电离。 2.2.2 增加喷雾量 以便提高火焰中待测元素的含 量。 2.2.3 加入电离剂 原理：
C0-x x
Ce
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平衡常数
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由于温度一定，平衡常数 K也一定，当电子浓度 增加时金属的电离度 下降。达到抑制干扰的目 的。加入电离能更低的元素，可降低电离干扰。 如在测定Na时加入K元素，在测定K时加入Rb或 Cs元素等，但由于 Rb或Cs元素的盐都很贵，通 常加入Na盐，由于这些易电离元素的加入，在火 焰中充满了大量的电子，这些电子的存在抑制了 待测元素的电离，从而达到消除电离干扰的目的 。
2．电离干扰
2.1 电离干扰的产生
电离电位<6ev的元素在火焰中很容易电离，导 致基态原子数目减少，被称为电离干扰。这种干