课次3原子吸收光谱法
原子吸收光谱法
原子吸收光谱法
原子吸收光谱法（Atomic Absorption Spectroscopy，简称AAS）是一种常用的分析技术，用于测量样品中特定金属元素的含量。
该方法基于原子的吸收特性，通过将样品中的金属元素转化为气态原子，并通过光谱仪测量其对特定波长的光的吸收程度来定量分析。
AAS的基本原理包括以下步骤：
1. 雾化：将样品溶液喷雾成细小液滴，使其表面积增大，便于后续原子化。
2. 原子化：将样品中的金属元素转化为气态原子。
这一步可以通过火焰、电弧、石墨炉等方式实现。
3. 吸收：将特定波长的光通过样品中的气态原子，原子会吸收与其电子能级跃迁相对应的光线。
4. 检测：使用光谱仪测量经过样品后剩余的光的强度变化，得到吸收的光强度。
5. 定量分析：根据吸收光强度与样品中金属元素的浓度之间的关系，通过标准曲线等方法进行定量分析。
AAS具有高灵敏度、高选择性和广泛的适用范围，常用于分析环境、食品、药品、地质和冶金等领域中金属元素的含量。
化学分析中的原子吸收光谱法
化学分析中的原子吸收光谱法化学分析是对物质成分的定性和定量分析，其应用范围非常广泛。
目前，化学分析的方法包括物理方法、化学方法、光谱学方法等多种方法。
其中，原子吸收光谱法是一种常用的物理方法。
本文将重点介绍原子吸收光谱法及其应用。
一、原子吸收光谱法的原理原子吸收光谱法是一种用于进行微量元素分析的物理方法。
其原理是在一个高温的火焰或火花中，将待测样品原子的某一种能级的电子激发至高能级。
当这些激发态的原子回到基态时，会发射出特定波长的光线，这些光线称为特征谱线。
根据不同元素的特征谱线，可以确定待测样品中各元素的含量。
二、原子吸收光谱法的仪器原子吸收光谱法的仪器一般由光源、样品入口、燃烧室、光谱仪等组成。
其中，最核心的部件是光谱仪。
光谱仪主要分为两种类型：分光光度计和原子吸收分光光度计。
分光光度计一般用于分析有机化合物和大分子化合物等样品，而原子吸收分光光度计则用于空气、土壤、水等环境样品、药物、农产品、生物样品以及自来水的氯、铜、铅等微量元素的测定。
三、原子吸收光谱法的应用原子吸收光谱法可以用于研究各种物质的元素含量，包括土壤样品、水样、大气样品、工业废气等。
常见的应用领域主要有以下几个方面：1．环境监测原子吸收光谱法可以用于对环境污染进行监测。
比如空气污染物的元素含量测定，对于各种工业废气中的有害物质的排放控制和室内空气污染的检测等。
2．农产品检测农作物的生长与土壤中的营养成分密切相关。
原子吸收光谱法可以检测土壤及农产品中的微量元素，对于精准施肥、增加作物产量以及防止污染等方面都有重要意义。
3．生物样品检测原子吸收光谱法可以用于对人体或动物体内的元素含量进行分析。
比如对于铅、汞等有毒元素的检测和盐基元素的相关研究。
总的来说，原子吸收光谱法在各个领域都有着广泛的应用。
这种能够实现微量元素分析的方法已经成为现代化学分析的重要方法之一，它能够准确地反映物质的元素组成和数量，有助于我们更全面、准确地理解物质的性质和特性。
原子吸收光谱法课件
01
火焰
02
单色器
03
检测器
04
放大读数
05
助燃气
06
燃气
07
原子化系统
08
试液
09
空心阴极灯
10
第二节 基本原理
第二节 基本原理
二、基态原子和原子吸收光谱的产生 （一）基态原子的产生 MX试样溶液雾粒喷入高温火焰中发生蒸发脱水、热分解原 子化、激发、电离、化合等一系列过程 脱水 气化 1） MX(湿气溶液) MX(s) MX(g) 原子化 2） MX(g) M(g) ＋X(g)
压力变宽（ △f L ）
第二节 基本原理
第二节 基本原理
压力变宽分为 Lorentz变宽和 Holtsmark变宽。其值与 火焰温度 的平方根成反比，却明显地随气体压力的增大而增大。 4）谱线迭加变宽 由于同位素存在而引起的变宽。 5）自吸变宽 在空心阴极灯中，激发态原子发射出的光被阴极周围的同类基态 原子所吸收的自吸现象也会使谱线变宽，同时使发射强度变弱。自 吸变宽随灯电流的增大而增大。
第二节 基本原理
三、基态与激发态原子的分配关系 一定火焰温度下，当处于热力学平衡时，火焰中基态与激发态 原子数的比例关系服从Bolzman分布定律： Nq/N0=(gq/g0)×e-(Eq-E0)/KT (1) 式中，Nq、N0：分别是激发态、基态原子数 gq、g0：分别是激发态、基态统计权重 Eq、E0：分别是激发态、基态原子的能级 K：Bolzman常数（1.38 × 10-16erg/K） T：热力学温度
第二节 基本原理
吸收光谱
发射光谱
图2 钠原子的吸收光谱与发射光谱图
波长(nm) 2000 1000 800 500 400 300
原子吸收光谱法课件
欢迎来到原子吸收光谱法课件！本课件将为您介绍原子吸收光谱法的定义和 原理，并探讨其在科学实验室中的常见仪器，以及样品制备和操作步骤。
原子吸收光谱法的定义和原理
原子吸收光谱法是一种分析方法，通过测量样品中特定元素的吸收光谱来定 量分析该元素的浓度。基于原子对特定波长的吸收特性，该方法被广泛应用 分析食品中的微量元素和有害物质，确 保食品安全和质量合规。
3 药物研发
用于药物制剂中活性成分的浓度分析，确保 药品质量和疗效。
4 金属分析
用于金属合金、地质样品等材料中金属元素 的定量分析，检测材料成分。
优缺点分析
优点
高选择性和准确度，能够定量分析微量元素。适用于多种样品类型。
缺点
需要专用设备和经验操作，成本较高。对于某些元素和化合物可干扰。
技术的进展和未来发展趋势
原子吸收光谱法的技术不断发展，提高了灵敏度和分析速度。未来的发展趋 势包括更小型化的仪器、多元素分析和在线监测技术的推广。
总结和要点
• 原子吸收光谱法是一种常用的定量分析方法。 • 不同类型的原子吸收光谱仪器适用于不同的分析需求。 • 样品制备和操作步骤对结果的准确性至关重要。 • 应用领域广泛，包括环境监测、食品安全和药物研发。 • 优点包括高准确度和选择性，缺点包括设备成本和干扰因素。 • 技术的进展将进一步提高分析性能和便捷性。
常见的原子吸收光谱仪器
火焰原子吸收光谱仪
适用于常见金属元素的分析，如 铁、铜和锌。操作简单，常用于 实验室环境。
石墨炉原子吸收光谱仪
适用于痕量金属元素的分析，如 铅和汞。能够提高灵敏度和准确 度，但操作较为复杂。
电感耦合等离子体原子发 射光谱仪
适用于多元素的快速分析，可检 测从微量到痕量的元素含量。具 有高灵敏度和低检测限。
原子吸收光谱法原理
原子吸收光谱法原理
原子吸收光谱法是一种常用的分析技术，用于确定物质中的元素含量。
该方法基于原子在特定波长的光照射下发生能级跃迁的现象，利用元素特征波长的吸收峰的强度来测量样品中元素的浓度。
以下是原子吸收光谱法的原理。
1. 原子的能级结构：原子由电子围绕着原子核的轨道运动组成。
电子在这些轨道上具有不同的能量，称为电子能级。
当原子受到外部的能量激发时，电子会从低能级跳跃到高能级，形成激发态。
2. 能级跃迁：原子的电子在吸收能量后，会跃迁到高能级。
当电子从高能级返回到低能级时，必须释放出能量。
这个能量的差别可以以光子形式释放出来，其波长与能级差相关。
3. 吸收光谱：在原子吸收光谱实验中，使用的是特定波长的光源，通常为中性或离子化的金属蒸汽灯。
这些光源会发出特定波长的光，射入样品中。
4. 样品吸收：样品中的元素原子会吸收与其能级差相匹配的波长的光。
当光通过样品时，部分光会被吸收，其吸收强度与元素的浓度成比例。
5. 检测：通过测量样品吸收光的强度，可以确定元素的浓度。
一般使用光电器件来测量吸收光的强度。
可以采用单光束或双光束系统进行测量。
6. 标准曲线：为了确定未知样品中元素的浓度，常常使用标准曲线进行定量分析。
通过测量一系列已知浓度的标准溶液的吸收峰强度，可以绘制出吸收峰强度与浓度之间的关系曲线。
利用这个曲线，可以根据样品的吸光度值来确定其浓度。
总之，原子吸收光谱法利用原子能级跃迁的现象，通过测量样品对特定波长光的吸收来测量元素的浓度。
该技术广泛应用于元素分析和环境监测等领域。
第三 原子吸收光谱法
混合室
雾 化 器：使试液雾化成为细小雾滴
的装置，雾滴越细越好， 以保证一定的雾化效率。
预混合室： 燃 烧 器：使试样雾滴在火焰中经干
燥、蒸发熔融和热解，以 实现原子化的装置。
火 焰：
火焰
燃烧器
火
焰
火焰
原
子
化
器 图
混合室
雾化器
自动进样器
火焰 （1）火焰的种类和性质
燃气和助燃气的不同，火焰的温度也不同。
它是基于物质所产生的原子蒸气对特征谱线的吸收作 用来进行定量分析的一种方法。
二、基态原子数与原子化温度的关系
基态原子化程度愈高，原子吸收光谱法的灵敏 度也愈高。热力学平衡时，激发态原子数 Ni 与基 态原于数 N0 符合Boltzmann分布定律：
N j g j ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱxp( Ei )
N0 g0
kT
原子吸收分光光度计的组成原子吸收分光光度计的组成3232原子吸收分光光度计原子吸收分光光度计处处理理与与数据处理和仪器控制数据处理和仪器控制火焰原子化器火焰原子化器单色器单色器光电倍增管光电倍增管雾化器和雾化室雾化器和雾化室空心阴极灯空心阴极灯单道单光束单道单光束单道双光束单道双光束一一光源光源1
问题引入
原子化方法：火焰原子化法和非火焰原子化法。
火焰原子化法：操作简单，对大多数元素灵敏度 较高，应用广 泛；但雾化效率低，原子化效率也低。
非火焰原子化法：有更高的原子化效率和很高的 灵敏度。但精密度较差，操作也比较复杂。
1）火焰原子化器
雾化器
燃烧器
燃气入口
火焰 燃烧器
毛细管
撞击球
混合室
助燃 气入 口 排液口
例：钠原子只吸 收两种波长的光 线
原子吸收光谱法(AAS)
局限性：测不同的元素需不同的元 素灯，不能同时测多元素，难熔元 素、非金属元素测定困难。
原子吸收光谱法基本原理
1.原子的能级与跃迁
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
原子吸收光谱法基本原理
A kc
原子吸收分光度计
原子吸收分光度计
原子吸收分光度计
光源
原子化器
单色器
检测系统
思考：光学系统（单色器）为什么在原子化器和检 测系统之间？
光 源
提供待测元素的特征光谱。获得较高的 灵敏度和准确度。 光源应满足如下要求； （1）能发射待测元素的共振线； （2）能发射锐线； （3）辐射光强度大，稳定性好。
2.元素的特征谱线
（1）各种元素的原子结构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。
（3）利用原子蒸气对特征谱线的吸收可以进行定量分析
原子吸收光谱法基本原理
从光源发射出具有待测元素特征 谱线的光，通过试样蒸气时，被蒸气 中待测元素的基态原子所吸收，吸收 的程度与被测元素的含量成正比。故 可根据测得的吸光度，求得试样中被 测元素的含量。
将待测试样在专门的氢化物生成器中产生氢
化物，送入原子化器中检测。
单色器
•作用：将待测元素的吸收线与邻近线分开
•组件：色散元件 ( 棱镜、光栅 ) ，凹凸镜、 狭缝等
检测系统
•作用: 将待测元素光信号转换为电信号， 经放大数据处理显示结果。 •组件: 检测器、放大器、对数变换器、显 示记录装置。
原子吸收光谱法原理简述
原子吸收光谱法原理简述
原子吸收光谱法是一种用于分析物质中金属元素含量的方法。
它的原理简述如下：
当金属原子处于基态时，它们会吸收特定波长的光。
原子吸收光谱法利用这一特性来测量样品中金属元素的含量。
首先，样品被转化成气态原子或原子的气态化合物，然后通过光源发出的特定波长的光照射样品。
如果样品中含有被检测的金属元素，这些原子会吸收光，使得光源透过样品时的光强度减弱。
测量光源透过样品前后的光强度差异，就可以确定金属元素的含量。
原子吸收光谱法的原理基于不同金属元素吸收光的特性。
每种金属元素都有特定的吸收光谱线，这些谱线对应着特定波长的光。
因此，通过测量样品对不同波长光的吸收情况，可以确定样品中不同金属元素的含量。
此外，原子吸收光谱法还遵循比尔-朗伯定律，即吸收光强度与浓度成正比。
因此，可以通过测量吸收光强度的变化来确定金属元素的浓度。
总的来说，原子吸收光谱法利用金属原子对特定波长光的吸收特性，通过测量样品对光的吸收来确定其中金属元素的含量。
这一方法在分析化学和环境监测等领域有着广泛的应用。
原子吸收光谱法(AAS).
定量分析方法
标准曲线法 标准加入法 内标法
干扰及消除
物理干扰 光谱干扰 电离干扰 化学干扰 背景干扰
问题讨论
A.
A lg
I0 I
KC
原子吸收光谱仪的构成
光源:提供特征锐线光谱 原子化器：产生原子蒸汽，使被测元素
原子化 分光系统：将被测分析线与光源其他谱
线分开，并阻止其他谱线进入检测器 检测系统： 数据处理系统
空心阴极灯的结构
原 子 化 器
测量条件的选择
吸收线的选择 灯电流的选择 火焰种类的选择 燃烧气和助燃气的流量 火焰高度 石墨炉原子化条件的选择
பைடு நூலகம்子吸收分析示意图
原子吸收分析特点
干扰少，准确度高 灵敏度高 测定范围广 操作简便，分析速度快 仪器结构简单
缺点: 光源；各元素的分析条件；非金属元素
分析原理
元素通过一定温度火焰后,变为原子蒸气.原 子蒸气对共振辐射的吸收程度和其中基态原 子数成正比亦即与原子浓度成正比. 和分光光度法的基本原理相似,原子吸收与 原子浓度的关系也符合朗伯-比尔定律.
分析原理
当入射光强度为 I0 ,频率为 的一束共振
辐射通过厚度为L及浓度为C的原子蒸气时,透
射光强度为I,在频率 下吸收系数为 Kr ,
它们之间有如下关系
I
I eKrCL 0
分析原理
当原子蒸气的厚度一定时,设 KrL K 则上式可简化为 I I0eKC , 故 I / I0 eKC 将透光度 I / I0 的倒数取对数,称为吸光度
第五讲 原子吸收光谱法(AAS)
第五讲 原子吸收光谱法(AAS)
《原子吸收光谱》PPT课件
10-5nm数量级。
2. 多普勒变宽
●由辐射原子无规则的热运动引起。这一 不规则的热运动与观测器两者间形成相 对位移运动，从而发生多普勒效应，使 谱线变宽。又称热变宽。
●一般可达10-3nm。 ●是谱线变宽的主要因素。
多普勒变宽的半宽度：
谱线宽度
●谱线具有一定的宽度，主要有两方面的 因素；
●一类是由原子性质所决定的，例如，自 然宽度；
●另一类是外界影响所引起的，例如，热 变宽、碰撞变宽等。
1. 自然宽度
自然变宽的半宽度ΔνN=1/(2πτi) ●没有外界影响，谱线仍有一定的宽度称为自然
宽度。 ●它与激发态原子的平均寿命(τi)有关，平均寿命
使用空极阴极灯可以得到强度大、 线很窄的待测元素的特征共振线。
二、原子化器
◆原子化器的功能是提供能量，使试样干燥、蒸 发和原子化。入射光束在这里被基态原子吸收， 因此也可把它视为“吸收池”。
◆常用的原子化器有火焰原子化器和非火焰原子 化器。
对原子化器的基本要求：
☆必须具有足够高的原子化效率 ☆必须具有良好的稳定性和重现形 ☆操作简单及低的干扰水平等
●辐射强度大，背景小，利于信背比改善； ●辐射光强稳定，利于提高测量精度； ●结构牢靠，使用寿命长等。
空心阴极灯、高频无极放电灯、蒸气放电 灯均符合上述要求，适用于AAS。
空心阴极灯
① 构造
阴极:空心圆柱形，由待测元素的高纯金属和合 金直接制成，贵重金属以其箔衬在阴极内壁钨 棒作成圆筒形筒内熔入被测元素。 阳极: 钨棒装有钛, 锆, 钽金属作成的阳极钨 棒，上面装有钛丝或钽片作为吸气剂。 灯的光窗材料：根据所发射的共振线波长而定， 在可见波段用硬质玻璃，在紫外波段用石英玻 璃。
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〕。
原子吸收光谱法教学课件ppt
实现多元素的同时分析是当前研究的热点之一，将有望提高分析效 率。
THANKS
便携化程度提高
未来原子吸收光谱法的便携化程度将越来越高，便于现 场快速检测。
智能化程度提高
未来原子吸收光谱法的智能化程度将越来越高，数据分 析将更加自动化和智能化。
研究热点和前沿
新材料的应用
新型材料如纳米材料、生物材料等在原子吸收光谱法中的应用成 为研究热点之一。
复杂基质样品分析
如何解决复杂基质样品中待测元素的干扰问题是当前研究的热点 之一。
原子吸收光谱法教学课件PPT
xx年xx月xx日
目 录
• 原子吸收光谱法概述 • 原子吸收光谱法仪器设备 • 原子吸收光谱法实验技术 • 原子吸收光谱法实验结果与讨论 • 原子吸收光谱法在环境监测中的应用 • 原子吸收光谱法的发展趋势与展望
01
原子吸收光谱法概述
定义和原理
01
原子吸收光谱法（Atomic Absorption Spectroscopy，AAS）是一种基于原子 能级跃迁的定量分析方法。
应用领域
01
原子吸收光谱法广泛应用于各种领域，如环境监测、食品检测 、医药研究、地质勘查等。
02
该方法特别适用于痕量元素的分析，如铅、汞、砷等有害元素
。
原子吸收光谱法还可以用于研究化学反应过程和反应动力学。
03
02
原子吸收光谱法仪器设备
原子吸收光谱仪的基本构成
光源
原子化器
原子吸收光谱仪需要使用锐线光源，如空心 阴极灯或蒸气放电灯，产生共振线，使基态 原子受到激发跃迁到激发态。
计算样品浓度
根据标准曲线和样品吸光度，计算 样品浓度。
结果讨论与解释
原子吸收光谱法
原子吸收光谱法
原子吸收光谱法（Atomic Absorption Spectrometry,AAS）是一种基于物质的原子蒸气对同种原子发射的特征辐射（谱线）的吸收作用而建立起来的分析方法。
它可以用来对元素进行定量分析。
在一个典型的实验中，液体或固体样品在火焰或石墨炉中被雾化。
然后自由原子暴露在光下，通常由空心阴极灯产生，并经历从基态到激发电子态的电子转变。
灯产生的光是由要测定的同一元素的激发原子发出的，因此辐射能量直接对应于原子化样品吸收的波长。
一个单色器被放置在样品和检测器之间，以减少背景干扰。
在这里，检测器测量光束的强度并将其转换为吸收数据。
原子吸收光谱法具有准确度高、灵敏度高、选择性好、抗干扰能力强等优点，并且设备操作简单、分析速度快。
它广泛应用于地质、冶金、机械、化工、农业、食品、轻工、生物医药、环境保护、材料科学等各个领埴。
3 原子吸收光谱法
2. 化学干扰的抑制
通过在标准溶液和试液中加入某种光谱化学缓冲剂来抑 制或减少化学干扰： （1）释放剂—与干扰元素生成更稳定化合物使待测元素释 放出来。
将发射的光调 制成一定频率；检 测器只接受该频率 的光信号；
原子化过程发 射的非调频干扰信 号不被检测；
3-2-2 光源
1. 作用
提供待测元素的特征光谱。获得较高的灵敏度和准确度。 光源应满足如下要求； （1）能发射待测元素的共振线； （2）能发射锐线； （3）辐射光强度大，稳定性好。
2. 空心阴极灯
及辐射频率有关。
以Kv与 作图：
表征吸收线轮廓(峰)的参数： 中心频率O(峰值频率) ： 最大吸收系数对应的频率；
中心波长：λ(nm)
半 宽 度：ΔO
吸收峰变宽原因：
（1）自然宽度 照射光具有一定的宽度。10-1~10-4Å
（2）温度变宽（多普勒变宽） ΔVo 多普勒效应：一个运动着的原子发出的光，如果运动方
0
I0e-KLd
采用锐线光源进行测量，则
Δνe<Δνa ，由图可见，在辐射线宽度 范 围 内 ， Kν 可 近 似 认 为 不 变 ， 并 近 似等于峰值时的吸收系数K0
A
lg
e
0
I0d
I e d e
ห้องสมุดไป่ตู้
-K L
0
0
Alg e-1 K Llg eK 0L0.4 3 K 0L 4
在原子吸收中，谱线变宽主要受多普勒效应影响，则：
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231.0 231.6 232.0 233.0
原子吸收光谱的特点：
1. 检出限低，灵敏度高。火焰原子吸收法的检出限
可达到ppb级，石墨炉原子吸收法的检出限可达到 10-10-10-14g。
2. 分析精度好。火焰原子吸收法测定中等和高含量
元素的相对标准差可<1%，其准确度已接近于经 典化学方法。石墨炉原子吸收法的分析精度一般 约为3%-5% 。
定尚有困难,有相当一些元素的测定灵敏度还
不能令人满意。
第一节 原子吸收光谱分析基础
一、 原子结构、原子能级和原子光谱
Li原子示意图
3s
2p 2s
基态电子
激发态电子
1s
原子核
共振吸收线: 电子从基态跃迁至最低激发态所吸收的谱线
共振发射线: 电子从激发态返回基态时所发射的谱线 共振线: 共振吸收线和共振发射线的总称。 共振吸收: 基态原子对共振线的吸收。 分析线: 共振线和一般吸收线均可作为分析线。
又∵Ca%=100VC/G
∴G=100VC/Ca%=100×25×(3.75 ∼ 20)/0.2％
= 0.046 ∼ 0.25g
• 即称取0.1 ∼ 0.2g试样合适。
五、检测限
定义: 产生两倍噪音的吸收信号时所对应的待测 元素的浓度。单位: ug/ml 检测限公式： D = C 2σ /A A－为多次测定吸光度的平均值 σ － 噪音, 用空白溶液进行10次以上的吸 光度测定,计算其标准偏差来求取。
例: 0.25ug/ml的镁测得T=48%,求灵敏度。 解: A=log1/T =log100/48 =2-1.6812=0.3188 ∴S=0.0044C/A =0.0044×0.25/0.3188 =0.0034ug/ml
灵敏度用途: 1. 检查仪器性能 仪器是否调整好; 仪器部件性能是否降低; 测试条件是否在最佳状态。 2. 估计最适宜的测量浓度和取样量
→显示、纪录系统
一、光源 作用: 提供原子吸收所需要的足够尖锐的共振线。
空心阴极灯结构和机理
阳极（钽片，作吸气剂）
光窗（石英玻璃）
空心阴极 屏蔽罩（云母或玻璃或石英）
惰性气体（氩或氖气）
机理: 当施加300-400伏直流电压时,阴极发射出的电子在电场 作用下,高速飞向阳极,途中与惰性气体碰撞而使其电离,正离子 又在电场作用下被大大加速飞向阴极,对阴极表面猛烈轰击,使 金属原子被溅射出来,被溅射出来的原子再与电子、原子、离 子等粒子互相碰撞而被激发,从而发射出被测元素的特征谱线
Ba 553.56 Fe 371.99 Cu 324.75 Mg 285.21 Zn 213.86
6.03×10-10 4.84×10-8
从表中可看出, 在原子吸收的测量条件下(T=3000°K), 是以基 态原子存在的, 因此测量基态原子就成为可能。
四. 谱线轮廓和宽度与谱线变宽及原子谱线的测量
1、原子吸收线的轮廓和宽度 K Ko 吸收线轮廓的特征值: o峰频率 K0/2 △ 半宽度, 约10-2 A △ 0 0 原子能级分布决定的 △ 受原子内部和外部因素的影响 原子谱带半宽度为10-2A（分子谱带半宽度为 102A）。 原子吸收分光光度法激发能只涉及原子外层电子的跃迁，与此 能量对应的波长出现在可见区和紫外区
原子吸收光谱的特点：
3. 分析速度快。原子吸收光谱仪在35分钟内，能
连续测定50个试样中的6种元素。新型仪器可达 150个/h。
4. 应用范围广。可测元素达70多个，不仅可以测
定金属元素，也可以用间接原子吸收法测定非金 属元素和有机化合物。
原子吸收光谱的特点：
5. 仪器比较简单，操作方便。 6. 原子吸收光谱法的不足之处是多元素同时测
T≤25% T ≤10%
三、稳定性
仪器在不通气、不点火、不喷雾的情况下的基线漂 移透过率要少于0.1%。 它与光源稳定性、灯性能、检测系统稳定性有关。 四、灵敏度 定义: 某待测元素产生1%吸收时(即A＝0.0044)的对 应浓度。 单位 PPM/1%, 即ug/ml/1% 公式 : S＝ A 0.0044C
• 例1: 某样品溶液中铁含量为0.02mg/L,若用AAS测定,问 测定前溶液是否需要浓缩或稀释。仪器S=0.08ug/ml/1%
• 解: ∵最佳分析范围在 A=0.15-0.8 又∵S=0.0044C/A
• ∴最适宜的分析浓度为:
0.08ug/ml×(0.15/0.0044∼0.8/0.0044)
二、原子化器
作用：将被测元素转变成基态原子
1.无火焰原子化器： 常用石墨炉。
2.火焰原子化器
结构： 燃气 撞击球 燃烧器 毛细管 压缩空气 废液 干流器 组成: 喷雾器, 雾化室和燃烧器 火焰
辅助气体
三、火焰类型：
1.化学计量火焰：使用的燃气和助燃气的比例符 合化学反应配比，产生的火焰温度高，干扰少，
参与吸收,干扰测定。 消除办法:另选分析线
二、背景干扰：由于背景吸收造成。 1. 背景干扰的来源
A.共存元素在高温下形成化合物(氧化物,氢氧
化物,盐类等)而造成分子吸收。 B.火焰气体的吸收
C.光散射
D.试样中高浓度盐类、无机酸分子吸收
2.背景干扰的消除办法
• A.化学消除法：分离干扰杂质或富集并分离 被测元素后测定 • B.氘灯校正法：用连续光源自动扣除背景 • C.利用塞曼效应 • B和C属于仪器方法，其中C的仪器价格贵，
=2.7 ∼ 14.5ug/ml之间。
•
•
现为0.02mg/ml,故需要浓缩,倍数为:
(2.7-14.5)/0.02=135 ∼ 725倍
• 例2: 有一配合饲料含钙约0.2%,应称取多少试样定容至
25毫升体积进行测量较合适? Sca=0.11ug/ml/1%
•
解: 测量最合适浓度为：
0.11×0.15/0.0044 ∼ 0.11×0.8/0.0044 =3.75 ∼ 20ug/ml，
稳定，背景低，是最常用的
2.富燃火焰(还原焰）：燃气过量，燃烧不完全，
火焰中含有大量碳，温度较化学计量火焰略低， 适合测定较易形成难熔氧化物的元素如Mo、 Cr及稀土元素等
3.贫燃火焰(氧火焰）：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
第三节 仪器主要技术指标的测试
但是，原子的谱带△只有0.001-0.005nm, 要获 得这样纯的发射单色光用以测量它的积分值, 目前的 单色仪器是不可能的(如光栅单色器只有0.1nm)。
I 原子谱线 0.001-0.005nm
0.1nm
2、原子谱线的测量
1955年Walsh提出,用峰值吸收来代替积分吸收的理 论,解决了这一问题。
I或K K0 I0 K0／2 I0／2 发射线△比 吸收线△窄5－10倍。
即: 将积分吸收法测面积 A＝∫kd改变为用峰值 吸收法测高度（即测k值）。 要将此理论变为实践,则必须要获得一个单色光波 长只有0.001nm的光源,此光源称锐线光源。
第二节 AAS的仪器装臵 基本部件: 光源→原子化器→单色器→检测器→转换装臵
原子荧光光谱（Atomic Fluorescence Spectrometry） 含义：气态自由原子吸收光源的特征辐射后，原子的外层电子 跃迁到较高能级，然后又跃迁返回基态或较低能级，同时 发射出与原激发波长相同或不同的发射。原子荧光是光致 发光，也是二次发光。当激发光源停止照射之后，再发射 过程立即停止。 结构上和原子发射光谱仪差不多，只不过光路系统，发射 光谱中光源样品检测器是在同一条直线上面，原子荧光为 了不使激发光源影响检测，激发光源样品和检测器不在同 一条直线上
2、影响原子谱带变宽的内、外部因素 A、自然宽度 10-4 A 原子发生能级间跃迁时，激发态原子寿
命不一样而产生。
B、多普勒变宽(热变宽) 10-2 A
原子无规则的热运动产生。
C、压力(劳伦茨)变宽
10-2 A
• 原子间或原子同其它粒子的碰撞使原子的基态 能级稍有变化，因而吸收谱线变宽。 • a. 赫尔兹马克变宽(共振变宽)： 由同种原子碰撞引起。 • b. 罗伦茨变宽：由不同种原子碰撞引起。
不同温度下的Ni/No的值
元素 共振线（nm） gi/go 激发能（ev） 2000K 2500K 3000K -4 Cs 852.11 2 1.455 4.31×10 2.33×10-3 K Na Ca Ag 766.49 589.00 422.67 328.07 2 2 3 3 2 2 3 3 1.617 2.104 2.289 2.932 3.382 3.778 3.817 4.346 5.795 1.68×10-4 0.99×10-5 6.83×10-4 1.22×10-7 2.29×10-9 4.82×10-10 3.35×10-11 7.45×10-15 1.10×10-3 1.44×10-4 3.19×10-5 3.67×10-6 1.04×10-7 4.04×10-8 5.20×10-8 6.22×10-11 Ni/No 7.19×10-3 3.84×10-3 5.83×10-4 5.19×10-4 3.55×10-5 1.31×10-6 8.99×10-7 6.65×10-7 1.50×10-7 5.50×10-10
Σ(Ai-A)2
σ=
──── 当2σ 时臵信度95.5% n-1 3σ 时臵信度99.7% 检出限取决于仪器的稳定性。
第四节 干扰及其消除