第五章 原子吸收与原子荧光光谱法PPT课件
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原子吸收光谱法和原子荧光光谱法
（3）通带宽度（W）：指光线通过单色器出射狭缝
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
第31页/共62页
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。
第35页/共62页
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
第36页/共62页
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
第34页/共62页
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。
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
第31页/共62页
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。
第35页/共62页
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
第36页/共62页
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
第34页/共62页
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
原子吸收光谱法与原子荧光光谱法 介绍和应用
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
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
原子光谱分析_第五章__原子荧光光谱分析
College of Chemistry，SCU
联用技术形态分析
• 2000年 3期 《 国外分析仪器技术与应用》 起止页码： 22-26 页 • HPLC与AAS,AFS联用技术在元素化学形态分析中的应用 • 王丽 汤志勇 • [ 阅读全文 下载全文]中国地质大学（武汉）材料科学与化 学工程学院 • 文 摘:本文介绍了高效液相色谱与原子吸收光谱、原子 荧光光谱的联用技术及其应用于元素化学形态分析的现状、 前景及存在问题。着重论述了用于元素形态分析的高效液 相色谱分离方法及联用接口。 • 关键词:HPLC 元素化学形态分析 AAS AFS • ISSN: 1001-7828 C N: 分类号:O657.72 O657.31
College of Chemistry，SCU
原子荧光光谱分析法干扰及消除
• 在原子荧光法中由于光源的强度比荧光强度高几 个数量级，因此散射光可产生较大的正干扰。 • 减少散射干扰，主要是减少散射微粒。采用预混 火焰、增高火焰观测高度和火焰温度，或使用高 挥发性的溶剂等，均可以减少散射微粒。 • 也可采用扣除散射光背景的方法消除其干扰。
根据Lamber-Beer定律： Ia = I0(1- e Ia：基态原子吸收光强度 I0: 激发光光强 Kv：频率V的峰值吸收系数 L：吸收光程 C：吸收原子的浓度
-KvLC)
College of Chemistry，SCU
在弱吸收条件下，Talor级数展开的高次项可 以忽略： Ia = I0KvLC 结合 If = Ia 整理可得 If = I0AC K积分吸收系数，Kv峰值吸收，A总吸收系数 当仪器与操作条件一定时
荧光弱，要求噪音和暗电 流小，对于非色散型的仪 器，为排除室内光线影响， 选用响应范围为160320nm的日盲光电倍增管。
原子吸收和原子荧光
原子吸收和原子荧光一、原子吸收的原理和概念1.1 原子吸收的定义原子吸收是一种用于分析和检测物质中特定元素含量的方法。
它基于原子能级的跃迁和吸收光的特性，通过测量吸收光的强度来确定样品中特定元素的浓度。
1.2 原子吸收的原理原子吸收的原理基于元素的原子能级结构。
当样品中的元素处于基态时，外层电子处于基态能级。
当吸收特定波长的光照射到样品上时，光子能量与元素电子能级之间的能量差相匹配，电子会吸收光子的能量并跃迁到激发态能级。
通过测量吸收光的强度，可以确定样品中特定元素的浓度。
1.3 原子吸收的装置和步骤原子吸收分析通常使用原子吸收光谱仪进行。
主要步骤包括：样品制备、样品进样、光源照射、光的吸收和检测。
二、原子荧光的原理和应用2.1 原子荧光的定义原子荧光是一种用于元素分析和检测的方法，它基于元素在激发态和基态之间跃迁时放出的特定波长的荧光。
2.2 原子荧光的原理原子荧光的原理与原子吸收类似，不同之处在于原子荧光是测量元素在激发态和基态之间跃迁时放出的荧光强度来确定元素的浓度。
当元素处于激发态时，通过外界能量的激发，电子从激发态能级跃迁回基态能级时，会放出特定波长的荧光。
通过测量荧光的强度，可以确定样品中特定元素的浓度。
2.3 原子荧光的装置和步骤原子荧光分析通常使用原子荧光光谱仪进行。
主要步骤包括：样品制备、样品进样、光源照射、荧光的发射和检测。
三、原子吸收和原子荧光的比较3.1 检测灵敏度原子吸收和原子荧光的检测灵敏度取决于仪器的性能和样品的特性。
一般来说，原子吸收的检测灵敏度更高，可以检测到更低浓度的元素。
3.2 检测范围原子吸收和原子荧光的检测范围也取决于仪器的性能。
原子吸收通常可以检测到更广泛的元素，而原子荧光主要适用于特定元素的分析。
3.3 优缺点比较原子吸收和原子荧光各有其优缺点。
原子吸收的优点包括高灵敏度、宽检测范围和广泛应用领域；缺点包括分析速度较慢和对样品制备要求较高。
原子荧光的优点包括快速分析速度和灵敏度较高；缺点包括仅适用于特定元素的分析和对仪器性能要求较高。
原子荧光光谱法PPT课件
可用氩气来稀释火焰，减小猝灭现象。.源自6三．原子荧光光谱仪
原子荧光仪分为两类，色散型和非色散型。 荧光仪与原子吸收仪相 似，但光源与其他部件不在一条直线上，而是900 直角，而避免激发光 源发射的辐射对原子荧光检测信号的影响。
滤光片 非色散型
激发光源：空心阴极灯或氙 弧灯
原子化器：与原子吸收法相同
色散系统：色散型-光栅 非色散型-滤光片
原子荧光光谱法
Atomic Fluorescence Spectrometry(AFS)
.
1
一、概述
原子荧光光谱法的特点
(1) 有较低的检出限，灵敏度高。 (2) 干扰较少，谱线比较简单。 (3) 仪器结构简单，价格便宜。 (4) 分析校准曲线线性范围宽，可达3～5个数量级。 (5) 由于原子荧光是向空间各个方向发射的，比较容易
色散型
检测系统：光电倍增管
数据处理和仪器控制系统
氢化物发生系统
.
7
氢化物（蒸气）发生 原子荧光法
原理
As、Sb、Bi、Se、Te、Pb、Sn、Ge 8个 元素可形成气态氢化物，Cd、Zn形成气态 组分，Hg形成原子蒸气。
气态氢化物、气态组分通过原子化器原子 化形成基态原子，基态原子蒸气被激发而 产生原子荧光
光学系统
简化结构；光程短； 增强荧光信号强度
.
原子荧光仪器2结2 构
通道
单道、双道、三道、四道 优势： 多元素同时测定；单道增强
多通道设计
.
原子荧光仪器2结3 构
检测器
日盲光电倍增管
检测波长范围： 160nm~320nm
.
原子荧光仪器2结4 构
制作多道仪器，因而能实现多元素同时测定。
(6) 缺点 存在荧光淬灭效应、散射光干扰等问题；
原子荧光仪分为两类，色散型和非色散型。 荧光仪与原子吸收仪相 似，但光源与其他部件不在一条直线上，而是900 直角，而避免激发光 源发射的辐射对原子荧光检测信号的影响。
滤光片 非色散型
激发光源：空心阴极灯或氙 弧灯
原子化器：与原子吸收法相同
色散系统：色散型-光栅 非色散型-滤光片
原子荧光光谱法
Atomic Fluorescence Spectrometry(AFS)
.
1
一、概述
原子荧光光谱法的特点
(1) 有较低的检出限，灵敏度高。 (2) 干扰较少，谱线比较简单。 (3) 仪器结构简单，价格便宜。 (4) 分析校准曲线线性范围宽，可达3～5个数量级。 (5) 由于原子荧光是向空间各个方向发射的，比较容易
色散型
检测系统：光电倍增管
数据处理和仪器控制系统
氢化物发生系统
.
7
氢化物（蒸气）发生 原子荧光法
原理
As、Sb、Bi、Se、Te、Pb、Sn、Ge 8个 元素可形成气态氢化物，Cd、Zn形成气态 组分，Hg形成原子蒸气。
气态氢化物、气态组分通过原子化器原子 化形成基态原子，基态原子蒸气被激发而 产生原子荧光
光学系统
简化结构；光程短； 增强荧光信号强度
.
原子荧光仪器2结2 构
通道
单道、双道、三道、四道 优势： 多元素同时测定；单道增强
多通道设计
.
原子荧光仪器2结3 构
检测器
日盲光电倍增管
检测波长范围： 160nm~320nm
.
原子荧光仪器2结4 构
制作多道仪器，因而能实现多元素同时测定。
(6) 缺点 存在荧光淬灭效应、散射光干扰等问题；
《原子吸收原理》课件
《原子吸收原理》PPT课件
目
CONTENCT
录
• 原子吸收原理概述 • 原子吸收光谱法的基本原理 • 原子吸收光谱法的应用 • 原子吸收光谱法实验技术 • 原子吸收光谱法的优缺点 • 原子吸收光谱法案例分析
01
原子吸收原理概述
定义与特性
定义
原子吸收原理是指原子吸收特定波长的光，从而产生能量跃迁的 现象。
与原子的种类、浓度和温度等因 素有关。
80%
光谱线宽度
受热运动和碰撞的影响，导致光 谱线发生自然宽度和加宽。
原子吸收光谱的特性
谱线特征
每种元素都有独特的原子吸收 光谱，可用于元素的定性和定 量分析。
光谱线强度
与待测元素的浓度呈线性关系 ，但受背景干扰、光源强度和 光学系统性能等因素影响。
光谱线形状
用，为药物质量控制提供了有力保障。
THANK YOU
感谢聆听
缺点
需要高温高压条件
原子吸收光谱法需要高温高压条件， 对于某些不稳定元素或难以产生原子 蒸气的元素，测定较为困难。
需要标准样品
原子吸收光谱法需要标准样品进行校 准，对于某些难以获取标准样品的元 素，测定较为困难。
光谱线宽影响精度
原子吸收光谱法的光谱线宽较宽，可 能会影响测定精度，需要高精度仪器 才能实现高精度测定。
受自然宽度和加宽效应的影响 ，导致光谱线呈现不同的形状 。
原子吸收光谱的测量
测量原理
测量仪器
通过测量待测元素原子对特定光子的 吸收程度，推算待测元素的浓度。
主要包括原子吸收光谱仪和原子荧光 光谱仪等。
测量方法
主要有标准曲线法、标准加入法和内 标法等。
03
原子吸收光谱法的应用
目
CONTENCT
录
• 原子吸收原理概述 • 原子吸收光谱法的基本原理 • 原子吸收光谱法的应用 • 原子吸收光谱法实验技术 • 原子吸收光谱法的优缺点 • 原子吸收光谱法案例分析
01
原子吸收原理概述
定义与特性
定义
原子吸收原理是指原子吸收特定波长的光，从而产生能量跃迁的 现象。
与原子的种类、浓度和温度等因 素有关。
80%
光谱线宽度
受热运动和碰撞的影响，导致光 谱线发生自然宽度和加宽。
原子吸收光谱的特性
谱线特征
每种元素都有独特的原子吸收 光谱，可用于元素的定性和定 量分析。
光谱线强度
与待测元素的浓度呈线性关系 ，但受背景干扰、光源强度和 光学系统性能等因素影响。
光谱线形状
用，为药物质量控制提供了有力保障。
THANK YOU
感谢聆听
缺点
需要高温高压条件
原子吸收光谱法需要高温高压条件， 对于某些不稳定元素或难以产生原子 蒸气的元素，测定较为困难。
需要标准样品
原子吸收光谱法需要标准样品进行校 准，对于某些难以获取标准样品的元 素，测定较为困难。
光谱线宽影响精度
原子吸收光谱法的光谱线宽较宽，可 能会影响测定精度，需要高精度仪器 才能实现高精度测定。
受自然宽度和加宽效应的影响 ，导致光谱线呈现不同的形状 。
原子吸收光谱的测量
测量原理
测量仪器
通过测量待测元素原子对特定光子的 吸收程度，推算待测元素的浓度。
主要包括原子吸收光谱仪和原子荧光 光谱仪等。
测量方法
主要有标准曲线法、标准加入法和内 标法等。
03
原子吸收光谱法的应用
原子荧光光谱法基本原理ppt课件
1、原子荧光光谱法基本原理
原子荧光是原子蒸气受具有特征波长的光源照射后，其中一 些自由原子被激发跃迁到较高的能态，然后去活化回到某一 能态（常常是基态）而发射出特征光谱的物理现象。
当激发辐射的波长与产生的荧光波长相同时，称为共振荧光， 它是原子荧光分析中最主要的分析线。各元素都有其特定的 原子荧光光谱，根据原子荧光强度的高低可测得试样中待测 元素含量。这就是原子荧光光谱分析。
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
一、基本原理
1、原子荧光光谱法基本原理 2、氢化物发生原理
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
仪器供电源为（22022）V；频率（501）Hz单相 交流电，应良好接地。
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
五、仪器条件
气源要求
仪器使用时要用到氩气（Ar）；纯度应大于 99.99%，同时购置氩气分压表（可用氧气分压 表替代），主压表表头：0～25MPa，分压表表 头：0～3.0MPa，供给仪器的氩气压力为0.20～ 0.26MPa
整机管路安装
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
五、仪器条件
环境条件
环境温度5℃～35℃，最适宜温度为15℃～30℃ 。 环境相对湿度不大于80%。 仪器应放置在平稳的工作台上，不得有阳光直射及强 烈电磁干扰。 仪器不应放置于具有强烈腐蚀(强酸,强碱)气体的环境 中。
原子荧光是原子蒸气受具有特征波长的光源照射后，其中一 些自由原子被激发跃迁到较高的能态，然后去活化回到某一 能态（常常是基态）而发射出特征光谱的物理现象。
当激发辐射的波长与产生的荧光波长相同时，称为共振荧光， 它是原子荧光分析中最主要的分析线。各元素都有其特定的 原子荧光光谱，根据原子荧光强度的高低可测得试样中待测 元素含量。这就是原子荧光光谱分析。
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
一、基本原理
1、原子荧光光谱法基本原理 2、氢化物发生原理
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
仪器供电源为（22022）V；频率（501）Hz单相 交流电，应良好接地。
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
五、仪器条件
气源要求
仪器使用时要用到氩气（Ar）；纯度应大于 99.99%，同时购置氩气分压表（可用氧气分压 表替代），主压表表头：0～25MPa，分压表表 头：0～3.0MPa，供给仪器的氩气压力为0.20～ 0.26MPa
整机管路安装
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
五、仪器条件
环境条件
环境温度5℃～35℃，最适宜温度为15℃～30℃ 。 环境相对湿度不大于80%。 仪器应放置在平稳的工作台上，不得有阳光直射及强 烈电磁干扰。 仪器不应放置于具有强烈腐蚀(强酸,强碱)气体的环境 中。
原子荧光和原子吸收
原子荧光和原子吸收一、原理。
1. 原子吸收。
- 原子吸收光谱法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的分析方法。
当光源发射的某一特征波长的光通过原子蒸气时，原子中的外层电子将选择性地吸收其同种元素所发射的特征谱线，使入射光减弱。
特征谱线因吸收而减弱的程度称吸光度(A)，吸光度与被测元素的含量成正比。
2. 原子荧光。
- 原子荧光光谱法是通过测量待测元素的原子蒸气在辐射能激发下所产生的荧光发射强度，来测定待测元素含量的一种发射光谱分析方法。
原子荧光的产生是当气态原子受到强特征辐射时，由基态跃迁到激发态，再去活化回到基态时，发射出与激发光波长相同或不同的荧光。
二、仪器结构。
1. 原子吸收。
- 原子吸收光谱仪主要由光源、原子化器、单色器、检测器等部分组成。
- 光源：提供待测元素的特征辐射，常用的有空心阴极灯等。
空心阴极灯能发射出强度大、稳定性好且谱线宽度窄的特征谱线。
- 原子化器：将试样中的待测元素转化为基态原子蒸气，有火焰原子化器（如空气 - 乙炔火焰原子化器）和非火焰原子化器（如石墨炉原子化器）等。
火焰原子化器操作简单、快速，适用于多种元素的测定；石墨炉原子化器灵敏度高，可测定痕量元素，但分析速度相对较慢。
- 单色器：将待测元素的共振线与邻近谱线分开，以防止干扰。
- 检测器：将光信号转换为电信号并进行测量，常用的有光电倍增管等。
2. 原子荧光。
- 原子荧光光谱仪主要由激发光源、原子化器、光学系统、检测系统等部分组成。
- 激发光源：提供足够的能量使原子产生荧光，常用的有高强度空心阴极灯、无极放电灯等。
- 原子化器：与原子吸收类似，有火焰原子化器和电热原子化器等，作用是将样品转化为原子态。
- 光学系统：包括聚光镜、单色器等，用于聚焦和分离荧光信号。
- 检测系统：将荧光信号转换为电信号并进行测量，如光电倍增管等。
三、分析性能。
1. 灵敏度。
- 原子吸收：对于大多数元素，火焰原子化法的灵敏度适中，一般可达到ppm级（10 - 6g/mL）；石墨炉原子化法灵敏度很高，可达到ppb级（10 - 9g/mL）甚至更低。
《原子光谱》课件
详细描述
原子荧光光谱法是一种基于原子荧光辐射的定量分析方法。在特定波长光的照射下，原子吸收光能跃 迁至激发态，然后返回基态时释放出荧光辐射。通过测量荧光辐射的强度，可以确定待测元素的含量 。该方法具有较高的灵敏度和抗干扰能力，常用于痕量元素的分析。
04
原子光谱的应用
在化学分析中的应用
01
02
03
03
原子光谱分析方法
原子吸收光谱法
总结词
基于原子能级跃迁的定量分析方法
详细描述
原子吸收光谱法是一种基于原子能级跃迁的定量分析方法。在特定波长下，原子 吸收特定频率的光，通过测量光被吸收的程度，可以确定待测元素的含量。该方 法具有较高的灵敏度和准确性，广泛应用于各种元素的分析。
原子发射光谱法
总结词
基于原子激发态的定性分析方法
详细描述
原子发射光谱法是一种基于原子激发态的定性分析方法。在高温或电激发的作用下，原子获得足够的能量，跃迁 至激发态，然后返回基态时释放出特征光谱。通过分析特征光谱，可以确定待测元素的种类。该方法具有较高的 选择性，常用于金属元素的定性分析。
原子荧光光谱法
总结词
基于原子荧光辐射的定量分析方法
感谢观看
THANKS
跃迁类型
包括自发跃迁、受激跃迁和诱导跃迁 等，不同跃迁类型产生不同类型的光 谱线。
光谱线
由原子能级间的跃迁产生，不同元素 具有不同的特征光谱线。
原子光谱的线型与强度
线型
描述光谱线的形状和结构，包括锐线型、洛伦兹型和巴尔末型等。
强度
描述光谱线的亮度或强度，与原子能级间的跃迁概率和光源的辐射强度有关。
总结词
联用技术将原子光谱与其他分析方法相结合 ，实现优势互补，拓展原子光谱的应用领域 。
原子荧光光谱法是一种基于原子荧光辐射的定量分析方法。在特定波长光的照射下，原子吸收光能跃 迁至激发态，然后返回基态时释放出荧光辐射。通过测量荧光辐射的强度，可以确定待测元素的含量 。该方法具有较高的灵敏度和抗干扰能力，常用于痕量元素的分析。
04
原子光谱的应用
在化学分析中的应用
01
02
03
03
原子光谱分析方法
原子吸收光谱法
总结词
基于原子能级跃迁的定量分析方法
详细描述
原子吸收光谱法是一种基于原子能级跃迁的定量分析方法。在特定波长下，原子 吸收特定频率的光，通过测量光被吸收的程度，可以确定待测元素的含量。该方 法具有较高的灵敏度和准确性，广泛应用于各种元素的分析。
原子发射光谱法
总结词
基于原子激发态的定性分析方法
详细描述
原子发射光谱法是一种基于原子激发态的定性分析方法。在高温或电激发的作用下，原子获得足够的能量，跃迁 至激发态，然后返回基态时释放出特征光谱。通过分析特征光谱，可以确定待测元素的种类。该方法具有较高的 选择性，常用于金属元素的定性分析。
原子荧光光谱法
总结词
基于原子荧光辐射的定量分析方法
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跃迁类型
包括自发跃迁、受激跃迁和诱导跃迁 等，不同跃迁类型产生不同类型的光 谱线。
光谱线
由原子能级间的跃迁产生，不同元素 具有不同的特征光谱线。
原子光谱的线型与强度
线型
描述光谱线的形状和结构，包括锐线型、洛伦兹型和巴尔末型等。
强度
描述光谱线的亮度或强度，与原子能级间的跃迁概率和光源的辐射强度有关。
总结词
联用技术将原子光谱与其他分析方法相结合 ，实现优势互补，拓展原子光谱的应用领域 。
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第5章 原子吸ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ与原 子荧光光谱法
Atomic absorption spectrometry (AAS) and Atomic Fluorescence spectrometry AFS
5—1原子吸收光谱法(AAS)
概述
一. 基本原理
它是基于物质所产生的原子 蒸气对特定谱线的吸收作用来进行 定量分析的一种方法。
优：简单，火焰稳定，重现性好， 精密度高，应用范围广。 缺：原子化效率低只能液体进样。
⑵．非火焰原子化器
就是常说的石墨炉原子化器 构造P43图3-10 电源 低压（10v）大
电流（500A） 炉体，金属 套，绝缘套圈，石黑管，外
层水冷却。 石黑管，现两种形状: 标准型与沟纹型
标准型
长28mm 内径8mm 有小孔为 加试样，水冷却外层，情性气体 保护石黑管在高温中免被氧化。
对火焰的基本要求：
(Ⅰ) 燃烧速度，是指火焰由着火点向可 燃混凝气其他点传播的速度，供气速度 过大，导致吹灭，供气速度不足将会引 起回火。 （Ⅱ）火焰温度P42表3-2。 （Ⅲ）火焰的燃气与助燃气比例.
可将火焰分为三类： 化学计量火焰，富燃火焰，贫燃火焰。
化学计量火焰 由于燃气与助燃
气之比与化学计量反应关系相近， 又称为中性火焰 ，这类火焰, 温度 高、稳定、干扰小背景低，适合于 许多元素的测定。
(2). 峰值吸收
1955年Walsh A提出，在温度不太高的稳定火焰条件 下，峰值吸收系数与火焰中被测元素的原子浓度也正比。
K K0•ex[p 2( { D 0) ln 2]2}
1
Kd
K0D
0
2 ln2
e2 N•f 1 K0D
mc
2 ln2
K02D ln2•m e2•cN•f
⑶. 锐线光源
富燃火焰 指燃气大于化学元素
计量的火焰。其特点是燃烧不 完全，温度略低于化学火焰， 具有还原性，适合于易形成难 解离氧化物的元素测定；干扰
较多，背景高。
贫燃火焰 指助燃气大于化学计
量的火焰，它的温度较低，有 较强的氧化性，有利于测定易 解离，易电离元素,如碱金属。
（Ⅳ）火焰的光谱特征 见图
（Ⅴ）火焰原子化器特点
吸收线的特点表征
（1）波长， （2）形状， （３）强度 （4）形状 波长：λ ； Δυ-吸收线半宽
强度由两能级之间的路迁几率来决定。
吸收线半宽度 一般在0.01～０.１Å
发射线半宽度 一般在0.005～0.02 Å
2． 原子吸收线的宽度
①. 自然宽度ΔυN 它与原子发生能 级间跃迁时激发态 原子的有限寿命有 关。
一般情况下约相 当于10-4 Å
②. 多普勤（Doppler）宽度ΔυD 这是由原子在空间作无规热运动所引
致的。故又称热变宽。
D7.161070 T
M
M的原子量， T 绝对温度，υ0谱线中频率 一般情况: ΔυD = 10-2 Å
③. 压力变宽（碰撞变宽）
原子核蒸气压力愈大，谱线愈 宽。同种粒子碰撞——称赫尔 兹 马 克 （ Holtzmank） 变 宽 , 异种粒子碰撞-------称罗论兹 （Lorentz）变宽。 10-2 Å
②. 锐线光产生原理
在高压电场下, 阴极向正极高速飞溅 放电, 与载气原子碰撞, 使之电离放出二 次电子, 而使场内正离子和电子增加以维 持电流。 载气离子在电场中大大加速, 获 得足够的能量, 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 的特征谱线-----共振谱线。
1.吸收光谱与发射光谱的关系 共振线与吸收线
基态 第一激发态，又回到基态， 发射出光谱线，称共振发射线。
同样从基态跃迂至第一激发态所产 生的吸收谱线称为共振吸收线（简称为共 振线）。
吸收线能量与波长关系
λ= hc/ΔE
基态原子与激发态原子的比可用Bottzmannf 分布表示：
Ni/N0 = gi/g0·e-Ej/kT
优点：绝对灵敏度高，检出 达10-12-10-14g 原子核化效率高。
缺点：基体效应，背景大，化 学干扰多，重现性比火焰差。
⑶．低温原子核化器
又称化学原子化器 例: 测 汞 仪
3.单色器
比发射光谱简单 光谱通带： W = D·S
S 缝宽度（mm） 倒线色教率 D = dλ/dl
被测元素共振吸收线与干扰线近，选用W要小，干 扰线较远，可用大的W，一般单色器色散率一定， 仅调狭缝确定W。
4．检测器
使用光电倍增管放大光电流方法
三.干扰及其消除方法
③.对光源的要求
辐射强度大，稳定性高，锐线性，背景小 等。要用被测元素做阴极材料所以有些物质无 法实现。
2.原子化器
火焰原子化器和非火焰原子化器
（1）.火焰原子化器 构造：三部分：喷雾器，雾化器，燃烧器。
喷雾器 由不锈钢或 聚四氟乙烯 做成, p41 图3-7
雾化室 由不锈钢作 成,
燃烧器 构造单缝和 三缝.
空心阴极灯 即发射线
半宽度远小 于吸收线半 宽度光源.
⑷. 实际测量
I = I0·exp(-Kν1 )
式为吸收定律。
I--透光率, I0---入射光, l --- 蒸气厚度
Kν---吸收系数,
当用线光源时, 光度表示:
可用K0
代替
Kν
,用吸
A = lg I0/I = lg [1/exp(-K01)]
= 0.43K01
A0.432 ln2•.•N•f•l D mc
A= k·N·1
因为 N∝C,所以
A = αC1
二.仪器装置
类型： 单道单光束 单道双光束
1.光源（空心阴极灯）
①．构造
阴极: 钨棒作成圆筒形筒内熔入被测元素 阳极: 钨棒装有钛, 锆, 钽金属作成的阳 极 管内充气：氩或氖称载气极间加压500-300伏要求稳流电源供电。
④. 自吸变宽
光源空心阴极灯发射的共振 线被灯内同种基态原子所吸收 产生自吸现象。
3. 原子吸收的测量
⑴. 积分吸收
Krd e2Nf mc
f-----振子强度, N----单位体积内的原子数, e----为电子电荷, m--- -个电子的质量.
如果我们测量∫Krdυ , 就可 求出原子核浓度。但是谱线宽 度为10-2 Å左右。需要用高分辨 率的分光仪器，这是难以达到 的。一百多年前已发现，但一 直难以使用。
Atomic absorption spectrometry (AAS) and Atomic Fluorescence spectrometry AFS
5—1原子吸收光谱法(AAS)
概述
一. 基本原理
它是基于物质所产生的原子 蒸气对特定谱线的吸收作用来进行 定量分析的一种方法。
优：简单，火焰稳定，重现性好， 精密度高，应用范围广。 缺：原子化效率低只能液体进样。
⑵．非火焰原子化器
就是常说的石墨炉原子化器 构造P43图3-10 电源 低压（10v）大
电流（500A） 炉体，金属 套，绝缘套圈，石黑管，外
层水冷却。 石黑管，现两种形状: 标准型与沟纹型
标准型
长28mm 内径8mm 有小孔为 加试样，水冷却外层，情性气体 保护石黑管在高温中免被氧化。
对火焰的基本要求：
(Ⅰ) 燃烧速度，是指火焰由着火点向可 燃混凝气其他点传播的速度，供气速度 过大，导致吹灭，供气速度不足将会引 起回火。 （Ⅱ）火焰温度P42表3-2。 （Ⅲ）火焰的燃气与助燃气比例.
可将火焰分为三类： 化学计量火焰，富燃火焰，贫燃火焰。
化学计量火焰 由于燃气与助燃
气之比与化学计量反应关系相近， 又称为中性火焰 ，这类火焰, 温度 高、稳定、干扰小背景低，适合于 许多元素的测定。
(2). 峰值吸收
1955年Walsh A提出，在温度不太高的稳定火焰条件 下，峰值吸收系数与火焰中被测元素的原子浓度也正比。
K K0•ex[p 2( { D 0) ln 2]2}
1
Kd
K0D
0
2 ln2
e2 N•f 1 K0D
mc
2 ln2
K02D ln2•m e2•cN•f
⑶. 锐线光源
富燃火焰 指燃气大于化学元素
计量的火焰。其特点是燃烧不 完全，温度略低于化学火焰， 具有还原性，适合于易形成难 解离氧化物的元素测定；干扰
较多，背景高。
贫燃火焰 指助燃气大于化学计
量的火焰，它的温度较低，有 较强的氧化性，有利于测定易 解离，易电离元素,如碱金属。
（Ⅳ）火焰的光谱特征 见图
（Ⅴ）火焰原子化器特点
吸收线的特点表征
（1）波长， （2）形状， （３）强度 （4）形状 波长：λ ； Δυ-吸收线半宽
强度由两能级之间的路迁几率来决定。
吸收线半宽度 一般在0.01～０.１Å
发射线半宽度 一般在0.005～0.02 Å
2． 原子吸收线的宽度
①. 自然宽度ΔυN 它与原子发生能 级间跃迁时激发态 原子的有限寿命有 关。
一般情况下约相 当于10-4 Å
②. 多普勤（Doppler）宽度ΔυD 这是由原子在空间作无规热运动所引
致的。故又称热变宽。
D7.161070 T
M
M的原子量， T 绝对温度，υ0谱线中频率 一般情况: ΔυD = 10-2 Å
③. 压力变宽（碰撞变宽）
原子核蒸气压力愈大，谱线愈 宽。同种粒子碰撞——称赫尔 兹 马 克 （ Holtzmank） 变 宽 , 异种粒子碰撞-------称罗论兹 （Lorentz）变宽。 10-2 Å
②. 锐线光产生原理
在高压电场下, 阴极向正极高速飞溅 放电, 与载气原子碰撞, 使之电离放出二 次电子, 而使场内正离子和电子增加以维 持电流。 载气离子在电场中大大加速, 获 得足够的能量, 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 的特征谱线-----共振谱线。
1.吸收光谱与发射光谱的关系 共振线与吸收线
基态 第一激发态，又回到基态， 发射出光谱线，称共振发射线。
同样从基态跃迂至第一激发态所产 生的吸收谱线称为共振吸收线（简称为共 振线）。
吸收线能量与波长关系
λ= hc/ΔE
基态原子与激发态原子的比可用Bottzmannf 分布表示：
Ni/N0 = gi/g0·e-Ej/kT
优点：绝对灵敏度高，检出 达10-12-10-14g 原子核化效率高。
缺点：基体效应，背景大，化 学干扰多，重现性比火焰差。
⑶．低温原子核化器
又称化学原子化器 例: 测 汞 仪
3.单色器
比发射光谱简单 光谱通带： W = D·S
S 缝宽度（mm） 倒线色教率 D = dλ/dl
被测元素共振吸收线与干扰线近，选用W要小，干 扰线较远，可用大的W，一般单色器色散率一定， 仅调狭缝确定W。
4．检测器
使用光电倍增管放大光电流方法
三.干扰及其消除方法
③.对光源的要求
辐射强度大，稳定性高，锐线性，背景小 等。要用被测元素做阴极材料所以有些物质无 法实现。
2.原子化器
火焰原子化器和非火焰原子化器
（1）.火焰原子化器 构造：三部分：喷雾器，雾化器，燃烧器。
喷雾器 由不锈钢或 聚四氟乙烯 做成, p41 图3-7
雾化室 由不锈钢作 成,
燃烧器 构造单缝和 三缝.
空心阴极灯 即发射线
半宽度远小 于吸收线半 宽度光源.
⑷. 实际测量
I = I0·exp(-Kν1 )
式为吸收定律。
I--透光率, I0---入射光, l --- 蒸气厚度
Kν---吸收系数,
当用线光源时, 光度表示:
可用K0
代替
Kν
,用吸
A = lg I0/I = lg [1/exp(-K01)]
= 0.43K01
A0.432 ln2•.•N•f•l D mc
A= k·N·1
因为 N∝C,所以
A = αC1
二.仪器装置
类型： 单道单光束 单道双光束
1.光源（空心阴极灯）
①．构造
阴极: 钨棒作成圆筒形筒内熔入被测元素 阳极: 钨棒装有钛, 锆, 钽金属作成的阳 极 管内充气：氩或氖称载气极间加压500-300伏要求稳流电源供电。
④. 自吸变宽
光源空心阴极灯发射的共振 线被灯内同种基态原子所吸收 产生自吸现象。
3. 原子吸收的测量
⑴. 积分吸收
Krd e2Nf mc
f-----振子强度, N----单位体积内的原子数, e----为电子电荷, m--- -个电子的质量.
如果我们测量∫Krdυ , 就可 求出原子核浓度。但是谱线宽 度为10-2 Å左右。需要用高分辨 率的分光仪器，这是难以达到 的。一百多年前已发现，但一 直难以使用。