原子吸收光谱分析基本原理与原子吸收光谱仪-1
原子吸收光谱仪原理、结构、作用及注意事项
原子吸收光谱仪原理、结构、作用及注意事项1。
原子吸收光谱的理论基础原子吸收光谱分析（又称原子吸收分光光度分析）是基于从光源辐射出待测元素的特征光波，通过样品的蒸汽时,被蒸汽中待测元素的基态原子所吸收，由辐射光波强度减弱的程度，可以求出样品中待测元素的含量.1 原子吸收光谱的理论基础1。
1原子吸收光谱的产生在原子中，电子按一定的轨道绕原子核旋转,各个电子的运动状态是由4个量子数来描述。
不同量子数的电子,具有不同的能量,原子的能量为其所含电子能量的总和。
原子处于完全游离状态时,具有最低的能量,称为基态（E0).在热能、电能或光能的作用下,基态原子吸收了能量,最外层的电子产生跃迁，从低能态跃迁到较高能态，它就成为激发态原子。
激发态原子（Eq)很不稳定，当它回到基态时,这些能量以热或光的形式辐射出来，成为发射光谱。
其辐射能量大小，用下列公式示示：由于不同元素原子结构不同，所以一种元素的原子只能发射由其E0与Eq决定的特定频率的光。
这样，每一种元素都有其特征的光谱线.即使同一种元素的原子,它们的Eq 也可以不同，也能产生不同的谱线.原子吸收光谱是原子发射光谱的逆过程。
基态原子只能吸收频率为ν＝(Eq-E0)/h的光，跃迁到高能态Eq。
因此，原子吸收光谱的谱线也取决于元素的原子结构，每一种元素都有其特征的吸收光谱线。
原子的电子从基态激发到最接近于基态的激发态,称为共振激发。
当电子从共振激发态跃迁回基态时，称为共振跃迁。
这种跃迁所发射的谱线称为共振发射线，与此过程相反的谱线称为共振吸收线。
元素的共振吸收线一般有好多条，其测定灵敏度也不同。
在测定时，一般选用灵敏线，但当被测元素含量较高时，也可采用次灵敏线。
1．2 吸收强度与分析物质浓度的关系原子蒸气对不同频率的光具有不同的吸收率,因此，原子蒸气对光的吸收是频率的函数。
但是对固定频率的光，原子蒸气对它的吸收是与单位体积中的原子的浓度成正比并符合朗格－比尔定律。
当一条频率为ν，强度为I0的单色光透过长度为ι的原子蒸气层后，透射光的强度为Iν，令比例常数为Kν，则吸光度A与试样中基态原子的浓度N0有如下关系：在原子吸收光谱法中，原子池中激发态的原子和离子数很少，因此蒸气中的基态原子数目实际上接近于被测元素总的原子数目，与式样中被测元素的浓度c成正比.因此吸光度A与试样中被测元素浓度c的关系如下:A=Kc式中K—-—吸收系数.只有当入射光是单色光，上式才能成立。
原子吸收光谱法基本原理
原子吸收光谱法基本原理【任务分析】通过日常生活中的实例，使学生自然地将样品、光、分析联系在一起，理解产生原子吸收光谱的原理。
【任务实施】1、原子吸收分光光度计的基本原理（1）共振线和吸收线任何元素的原子都由原子核和围绕原子核运动的电子组成。
这些电子按其能量的高低分层分布，而具有不同能级，因此一个原子可具有多种能级状态。
在正常状态下，原子处于最低能态（这个能态最稳定）称为基态。
处于基态的原子称基态原子。
基态原子受到外界能量（如热能、光能等）激发时，其外层电子吸收了一定能量而跃迁到不同能态，因此原子可能有不同的激发态。
当电子吸收一定能量从基态跃迁到能量最低的激发态时所产生的吸收谱线，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光辐射，其对应的谱线称为共振发射线，也简称共振线。
由于不同元素的原子结构不同，其共振线也因此各有其特征。
由于原子的能态从基态到最低激发态的跃迁最容易发生，因此对大多数元素来说，共振线也是元素的最灵敏线。
原子吸收光谱分析法就是利用处于基态的待测原子蒸气对从光源发射的共振发射线的吸收来进行分析的，因此元素的共振线又称分析线。
（2）谱线轮廓与谱线变宽①谱线轮廓从理论上讲，原子吸收光谱应该是线状光谱。
但实际上任何原子发射或吸收的谱线都不是绝对单色的几何线，而是具有一定宽度的谱线。
若在各种频率ν下，测定吸收系数νK, K为纵坐标，ν为横坐标，可得如图5-9所示曲线，称为吸收曲线。
曲线极大值对应的以ν频率ν称为中心频率。
中心频率所对应的吸收系数称为峰值吸收系数。
在峰值吸收系数一半(νK/2)处，吸收曲线呈现的宽度称为吸收曲线半宽度，以频率差ν∆表示。
吸收曲线的∆的数量级约为10-3～10-2 nm（折合成波长）。
吸收曲线的形状就是谱线轮廓。
半宽度ν②谱线变宽原子吸收谱线变宽原因较为复杂，一般由两方面的因素决定。
一方面是由原子本身的性质决定了谱线自然宽度；另一方面是由于外界因素的影响引起的谱线变宽。
仪器分析习题习题解答-1
何谓元素的共振线、灵敏线、最后线、分析线，它们之间有何联系？ 4. 何谓元素的共振线、灵敏线、最后线、分析线，它们之间有何联系？
由激发态向基态跃迁所发射的谱线称为共振线 共振线(resonance line)。 解：由激发态向基态跃迁所发射的谱线称为共振线(resonance line)。共 振线具有最小的激发电位，因此最容易被激发，为该元素最强的谱线。 振线具有最小的激发电位，因此最容易被激发，为该元素最强的谱线。 灵敏线(sensitive 是元素激发电位低、 强度较大的谱线， 灵敏线 (sensitive line) 是元素激发电位低 、 强度较大的谱线 ， 多是共 振线(resonance line)。 振线(resonance line)。 最后线(last 是指当样品中某元素的含量逐渐减少时， 最后线(last line) 是指当样品中某元素的含量逐渐减少时，最后仍能观 察到的几条谱线。它也是该元素的最灵敏线。 察到的几条谱线。它也是该元素的最灵敏线。 分析线(analytical line)。 进行分析时所使用的谱线称为 分析线(analytical line)。 由于共振线是最强的谱线，所以在没有其它谱线干扰的情况下， 由于共振线是最强的谱线，所以在没有其它谱线干扰的情况下，通常选择 共振线作为分析线。 共振线作为分析线。
π→π* 跃迁产生的 。 它的特点是 ：跃迁所需要的能量较 R 吸收带大 ， 跃迁产生的。它的特点是：跃迁所需要的能量较R吸收带大，
吸收带是共轭分子的特征吸收带， 摩尔吸收系数εmax＞104。K吸收带是共轭分子的特征吸收带，因此用 于判断化合物的共轭结构。紫外-可见吸收光谱中应用最多的吸收带。 于判断化合物的共轭结构 。紫外 - 可见吸收光谱中应用最多的吸收带 。
第九章 紫外吸收光谱分析
简述原子吸收分光光度法的基本原理
简述原子吸收分光光度法的基本原理原子吸收分光光度法是一种常用的化学分析方法,用于测量物质的吸收光谱。
其基本原理是,当物质吸收光子时,其分子或原子会与光子相互作用,导致分子或原子振动并改变其能量。
根据能量与波长的关系,物质的吸收光谱可以被记录下来,并用于确定物质的吸收程度和化学性质。
原子吸收分光光度法使用一种称为原子吸收装置的设备。
原子吸收装置中包含一个光源(如LED或激光)和一个吸收剂(如气体或液体)。
当光源发出光子时,这些光子会被吸收剂吸收,并激发原子或分子。
这些原子或分子随后振动并释放光子,这个过程被称为原子吸收。
根据原子吸收光谱的波长范围,吸收剂可以吸收不同波长的光子,导致其光谱变化。
原子吸收分光光度法的基本步骤包括:1. 光源发出光子,被吸收剂吸收。
2. 原子或分子被激发并释放光子。
3. 测量释放光子的波长,并计算出吸收剂的吸收光谱。
4. 根据吸收光谱确定吸收剂的吸收程度和化学性质。
原子吸收分光光度法的基本原理可以应用于许多领域,如分析化学、有机合成、环境科学、生物学等。
例如,在化学分析中,原子吸收分光光度法可以用于检测化合物的吸收光谱,以确定其化学性质和结构。
在有机合成中,原子吸收分光光度法可以用于检测有机化合物的吸收光谱,以确定其结构和活性。
在环境科学中,原子吸收分光光度法可以用于检测污染物的吸收光谱,以确定其毒性和来源。
除了基本的原子吸收装置外,原子吸收分光光度法还可以使用多个技术和设备,如多孔板分光光度法、荧光分光光度法等,以满足不同的应用需求。
随着技术的发展,原子吸收分光光度法在化学分析、环境科学和生命科学等领域中的应用越来越广泛。
原子吸收光谱仪的原理
原子吸收光谱仪的原理
原子吸收光谱仪是一种常用的分析仪器，用于测定样品中特定元素的含量。
其工作原理基于原子的电子结构和光的吸收特性。
首先，将待测样品以气态或溶液形式进入光谱仪的样品池中。
样品经过加热或气化等处理后，变为由原子组成的热原子蒸气。
然后，通过一个光源产生一束特定波长的光，并将光传输到样品池中。
这束光称为入射光。
入射光中的特定波长与待测元素的电子结构有关，可以使待测元素原子吸收这束光。
在样品池内，入射光经过原子蒸气时，与原子相互作用并被吸收。
吸收光谱仪通过检测入射光经过样品后剩余的光强度的变化来测量吸收光。
这是通过一个光探测器来实现的。
光探测器将吸收光转化为电信号。
通过测量吸收光谱仪输出的电信号的强度，可以确定被测元素的含量。
测量时可以选择不同的波长来检测不同元素。
为了提高测量的准确性和灵敏度，常常使用基准比较法或方法来对测量结果进行校正和修正。
基准比较法是指在样品中加入已知浓度的参比物质，通过比较参比物质和待测物质对光的吸收，来计算待测物质的浓度。
总结起来，原子吸收光谱仪的原理是利用原子在特定波长的光照射下发生吸收的特性来测定样品中特定元素的含量。
通过测
量吸收光谱仪输出的电信号的强度，并使用基准比较法来校正和修正测量结果，可以获得高精度和可靠的分析结果。
原子吸收光谱仪原理
原子吸收光谱仪原理原子吸收光谱仪（AtomicAbsorptionSpectrometer，AAS）是一种常用的分析仪器，它可以用于分析溶液中的原子浓度。
它可以用于多种分析领域，包括制药、食品加工、环境污染控制、医疗诊断、材料学研究等领域。
它的原理可以表述为：当溶液中的原子穿过一个特定的光散射器时，它们就会吸收特定的光谱。
这个原理就是原子吸收光谱仪的根本操作原理。
本文介绍原子吸收光谱仪的基本原理和运行原理，并介绍它在实际应用中的应用情况。
一、原子吸收光谱仪的基本原理原子吸收光谱仪是一种采用了原子吸收光谱原理的仪器，这一原理的根源可以追溯到二十世纪中期普朗克的研究。
普朗克发现，当它们接触到特定的光子，原子就会吸收它们形成电子是一种特殊的现象。
他认为，lectrons在跃迁的过程中会表现出特定的频率，这就是原子吸收光谱的基本原理。
从物理学角度，原子吸收光谱机运行的原理是，原子吸收光谱时，特定的原子在特定的能量状态下，每种原子都有特定的能量。
当这种特定的能量状态受到外界特定频率的光子照射时，原子就会吸收光子。
这种吸收的能量加量取决于原子的特殊性质，当它们发射出的能量也取决于它们的特性，这就是吸收光谱的基本原理。
二、原子吸收光谱仪的运行原理原子吸收光谱仪是一种高精度的仪器，它能够获取原子吸收信号。
首先，把溶液放入到原子吸收光谱仪中，然后向溶液中发射特定频率的光子，最后记录下溶液中原子收到光子的能量变化。
在收集原子吸收信号的过程中，这种能量变化被转换成原子吸收光谱，从而可以获得原子的浓度及其中的元素的组成情况。
三、原子吸收光谱仪的实际应用原子吸收光谱仪在很多领域都有应用，这些领域包括制药、食品加工、环境污染控制、医疗诊断和材料学研究等，它的实际应用情况可以概括如下：1.药：原子吸收光谱仪可以用来分析某种溶液中的有效成分，也可以用来测定药物中残留的有害物质和有害元素的含量。
2.品加工：原子吸收光谱仪可以用来监测食品中有害物质和有害元素的含量，保证和提高食品质量，确保食品安全。
原子吸收光谱仪实验课ppt课件
2.2.7 样品分析
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2.2.8 关机
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2.3 原子吸收的干扰及抑制
1. 物 理 干 扰（基体效应） 如：通过标准加入法来抑制 3. 光 谱 干 扰 如：通过氘灯进行校正 2. 化 学 干 扰 如：石墨炉法测铅加入加入磷酸二氢铵 （NH4H2PO4）
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化学干扰
产生：待测元素与共存组分发生了化学反应，生成了难挥发或难 解离的化合物，使基态原子数目减少所产生的干扰。
24小时，并清洗干净
• 矩管及与发生器的连接管使用前保持清洁
、干燥
• 测砷时使用到碘化钾，因此应及时用酸清
洗整个系统4小时以上，再用蒸馏水清洗， 以免碘化钾吸收汞蒸气影响汞的测定。
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思考题
• 原子吸收光谱仪为何要做维护保养？ • 测试时如何选择定量分析方法？ • 原子吸收光谱用于定量分析的理论依据是
什么？
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气 液 分 离 器
蠕动泵管
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3.7 氢化物发生器使用注意事项
当仪器调试好后，确认光路是最优化状态 时，测定发现无信号，相对偏差太大，应 考虑以下几点：
蠕动泵管是否正常运作 矩管及与发生器的连接管是否清洁、干燥 气液分离器是否干净无污
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3.7.1 氢化物发生器的维护保养
• 蠕动泵管用后及时清洗，防止堵塞 • 气液分离器污染后，必要时拆下用硝酸泡
特点：原子吸收分析的主要干扰来源，具有选择性。 如：石墨炉法加入加入磷酸二氢铵（NH4H2PO4）
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3 仪器的维护与保养
• 仪器缺乏保养可能出现的问题 • 仪器的维护保养内容 • 仪器的使用注意事项与保养
原子吸收光谱分析仪器原理及组成
原子吸收光谱分析仪器原理及组成冯念伦孙铁军刘玲铃（山东省立医院济南市２５００２１）摘要论述了原子吸收光谱分析的基本原理及仪器的主要构成，仪器主要有５部分组成：（１）光源：发射待测元素的锐线光谱；（２）原子化器：产生待测的原子蒸汽；（３）光禄系统：分光、分出共振线波长；（４）电路系统：包括信号变成电信号的转换器，放大电路，计算处理等电路；（５）显示系统等，旨在该类仪器用户逐渐增多的情况下，获得交流和提高。
关键词原子吸收光谱分析；共振线；空心阴板灯ＳｔｕｄｙｏｎａｔｏｍｉｃａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｎｄｉｔｓａｎａｌｙｔｉｃａｌｍｅｔｈｏｄｓＦＥＮＧＮｉａｎ－ｌｕｎ，ＳＵＮＴｉｅ－ｊｕｎ，ＬＩＵＬｉｎｇ－ｌｉｎｇ（Ｓｈａｎｄｏｎｇｐｒｏｖｉｎｃｉａｌｈｏｓｐｉｔａｌ，Ｊｉ＇ｎａｎ２５００２１，Ｃｈｉｎａ）ＡｂｓｔｒａｃｔＩｎｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅ，ｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆａｔｏｍｉｃａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙａｎｄｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆｔｈｉｓａｎａｌｙｚｅｒａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ｓｏｔｈａｔｗｅｃａｎｅｘｃｈａｎｇｅａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｏｕｒｒｅｌａｔｅｄｋｎｏｗｌｅｄｇｅａｓｔｈｅｕｓｅｒｓｉｎｃｒｅａｓｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓａｔｏｍｉｃａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ；ｒｅｓｏｎａｎｃｅｌｉｎｅ；ｈｏｌｌｏｗｃａｔｈｏｄｅｌａｍｐ原子吸收光谱分析仪器具有灵敏度高（可达到１０－９￣１０－１７ｇ／Ｌ）重复性和选择性好，操作简便、快速，结果准确、可靠，检测时样品用量少（在几微升至几十微升之间），测量范围广（几乎能用来分析所有的金属元素和类金属元素元件）等优点。
其可应用于冶金、化工、地质、农业及医药卫生等许多方面；在环境监测、食品卫生和生物机体内微量金属元素的测定以及医学和生物化学检验等应用也日益广泛。
人体中含有许多对维持正常生理过程有重要意义的金属元素，如钾、钠、钙、镁、铁、铜、锌、锰、钼和钴等。
简述原子吸收光谱法的基本原理
简述原子吸收光谱法的基本原理
原子吸收光谱法是一种分析技术，用于确定样品中特定化学元素的浓度。
该技术基于原子吸收特定波长的光的原理。
原子吸收光谱分析的基本原理是：将待测物质中的原子与一个光源中的光束相互作用，使原子中的某些电子转移到一个相对较高的能级。
当这些激发态的原子回到基态时，会发射出一些能量，这被称为发射光谱。
如果光源中恰好包含相同波长的光，那么这些光将被吸收，因为它们与正在转移的电子的能量水平匹配。
这个过程会在一系列射线中发生，通常使用特定波长的光谱线进行分析。
通常使用热原子蒸气进行分析，将样品加热，使其原子蒸发出来，然后通过光源发出的光束进行检测。
原子吸收光谱法可以用于分析大量的元素，它在金属和无机样品分析中得到广泛应用。
原子吸收光谱分析-1
1965年上海复旦大学陈树乔等组装成功了实 验室型原子吸收光谱仪器，用于教学实验。 1969年北京矿冶研究院、北京有色研究院与 北京科学仪器厂合作研制了WFD-Y1型单光束火 焰原子吸收分光光度计。 1970年WFD-Y1仪器全体设计装调人员转入 北京第二光学仪器厂(今北京瑞利仪器公司的前 身)，并于当年实现了我国第一台火焰原子吸收 分光光度计上市。 1971年地质部地矿局南京仪器室与地质部地 矿所8室合作生产了单光束火焰原子吸收分光光 度计。 2013-5-13 17 原子吸收光谱分析
2013-5-13 原子吸收光谱分析 6
2.原子吸收光谱分析在国外的发展
尽管早在两百多年前就已经发现了原子吸收 现象，但在之后的一百五十年间，这种发现仅仅 应用于天文观察领域内，在分析化学领域中一直 未能得到重视和应用，其根本原因是仪器制造上 的困难。但1939年伍德森(T. T. Woodson)还是利 用原子吸收现象测定了空气中汞的含量。 上个世纪初，原子结构和原子光谱理论的建 立，使得火焰原子发射光谱分析得到了迅速的发 展，制造了大量的原子发射光谱仪器，测定了大 量的样品中碱金属和碱土金属的含量。这些原子 发射光谱仪的出现尤其是原子光谱理论的建立， 促进了原子吸收理论的发展。
2013-5-13 原子吸收光谱分析 10
1959年，里沃夫(Б .В .Л ь в о в )提出 了电加热装置，将样品溶液在石墨坩埚内快速加 热汽化，再通入预先加热到高温的石墨管中，大 大延长了原子在测定区域内的停留时间，其灵敏 度大大提高，可达10-12~10-14g。为表彰里沃夫对 开创和发展石墨炉原子吸收光谱分析法方面所做 出的杰出贡献, 1997年在澳大利亚墨尔本召开的 第30届国际光谱学大会上授予他第二届CSI奖。 1968年，马斯曼(H. Massmann)对里沃夫提 出的电加热装置进行了重大改进，采用半封闭条 件下使样品溶液在石墨管内低电压大电流直接加 热，分阶段将石墨炉温度升至原子化温度，大大 简化了石墨炉。
原子吸收光谱的基本原理
原子吸收光谱的基本原理
原子吸收光谱是由单个原子吸收紫外光进行谱线分析计量测定所采用的一种光谱技术。
它的基本原理是原子吸收既定量的紫外光，在激发几何条件下，利用光谱仪测量紫外光，可判断物质中元素的含量。
吸收光谱分析定量的原理是物质会吸收一定波长的外界光，吸收程度与物质中原子含量成比例，将原子含量与原子峰位置或峰高度联系起来，从而实现定量分析。
原子的激发原理是基于电子前进理论的结果。
电子前进理论认为，电磁波通过空气或其它物质时，在特定波长处会激发原子的电子，使其从低能级的原子态升至高能级的离子态，且所用的电磁波的波长和原子每次跃迁所需的能量相一致，于是就出现了原子吸收谱线，即原子吸收光谱。
由原子激发衍生出来的原子吸收光谱可以用来定量和定性分析.在样品中，原子被激发为高能状态，之后电子崩溃跃迁以较低的能级，而这些外部紫外光可在具体波长处激发这些原子，当激发发生时，原子将失去其能级并吸收一定的能量。
因此，根据激发进步理论和原子结构理论，原子将排列一系列的激发电子态，每一级的激发态和原子中的电子能级有关，只有特定的电磁波可以激发电子，消耗的能量作为原子的半宽或原子的谱线能量。
原子吸收光谱分析也受到单色外界激发而引发的同源谱线干扰的影响。
在实际应用中，应尽量减少激发强度，提高谱线能量信号和测定精度，从而避免此类可能的干扰现象。
总之，原子吸收光谱是一种基于电子前进理论的光谱技术，可以通过原子吸收的紫外光进行谱线的分析计量测定，从而实现物质中元素定量的测定。
原子吸收光谱仪-基本原理
A
这里: A = 吸光度 a = 吸收系数 Io = 初始光强 b = 样品在光路中的强度 It = 透过光的强度 c = 浓度
c
*
比耳－朗伯定律（Beer-Lambert） 吸收计算
透光率T（％）与吸光度（ABS）的关系
透光率/T 吸光度/A 100 % 0 % 1 % 2 0.1 % 3
*
Kirchhoff 和 Bunsen的实验（1）
灯源
燃烧器
棱镜
白色卡片
将盐放在金属丝上 并放入火焰中
透镜
透镜
暗线
*
燃烧头
棱镜
白卡
将盐放在金属丝上 并放入火焰中
透镜
因此发现了Rb和Cs
发射线
Kirchhoff 和 Bunsen的实验 （2）
吸收和发射
Ba
01
Na
02
K
03
Fraunhofer 吸收线
*
Mn
Tc
Re
Fe
Ru
Os
Co
Rh
Ir
Zn
Pd
Pt
Cu
Ag
Au
Zn
Cd
Hg
B
Al
Ga
In
Tl
C
Si
Ge
Sn
Pb
N
P
As
Sb
Bi
O
S
Se
Te
Po
F
Cl
Br
I
At
He
Ne
Ar
Kr
Xe
Rn
H
Li
Na
K
Rb
Cs
Fr
Be
Mg
原子吸收分光光度计原理及基础知识
二、仪器构造
• 分析器（单色器）
将待测元素的共振线与邻近谱线分开。（有析器（单色器）：单光束与双光束(疑问) 单光束：光源需要一个短暂的时间到达稳定 双光束：光源分为样品光束和基准光束，一
基准光束会绕过样品池，且双光束仪器的 读数为2者之间的比例，即光强度的波动不 会影响读数的波动。相互间可增加稳定性。 因此光源不需稳定时间便可测试。
一、基本原理
遵循朗伯－比尔定律：光度分析中定量分析的基本 原理
数学表达式：A＝kbc A ——吸光度； K ——比例常数； B ——基态原子层的厚度（光程）； C ——蒸汽中基态原子的浓度。 朗伯定律：物质对光的吸收与物质的厚度成正比。 比尔定律：物质对光的吸收与物质的浓度成正比。
一、基本原理
• 原子发射 • 原子吸收
三、应用领域
2.在元素分析方面的应用
原子吸收光谱法拼接其本身的特点，现已广泛应用于 工业、农业、生化制药、地质、冶金、食品检验和环保领 域。该法已成为金属元素分析的最有力手段之一。而且在 许多领域已作为标准分析方法，如化学工业中的水泥分析、 玻璃分析、石油分析、电镀液分析、食盐电解液中杂质分 析、煤灰分析以及聚合物中无机元素分析；农业中的植物 分析、肥料分析、内脏以及试样分析、药物分析；冶金众 多的钢铁分析、合金分析；地球化学中的水质分析、大气 污染分析、土壤分析、岩石矿物分析；食品中微量元素分 析等
一、基本原理
• 原子发射：样品在高能热环境中有助于产
生激发态的原子，一般采用火焰或者等离 子体（石墨炉）提供所需要的热环境。尽 管如此，激发状态是不稳定，原子将自动 返回到基态，并发出光能。元素的发射光 谱包含一系列发射波长，这些发射波长是 不连贯的，即发射谱线；随被激发原子数 量的增加，发射谱线就越强。
原子吸收光谱法-1
2020/6/22
5. 背景干扰
背景干扰也是光谱干扰，主要指分 子吸与光散射造成光谱背景。分子吸收 是指在原子化过程中生成的分子对辐射 吸收，分子吸收是带光谱。光散射是指 原子化过程中产生的微小的固体颗粒使 光产生散射，造成透过光减小，吸收值 增加。
背景干扰，一般使吸收值增加。产生 正误差。
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3. 影响原子吸收谱线轮廓的主要因素
①. 自然宽度ΔυN
它与原子发生能级间路迂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
2020/6/22
M的原子量， T 绝对温度，υ0谱线中频率 一般情况: ΔυD = 10-2 Å
2020/6/22
3.1概 述
1802年，发现原子吸收现象；1955年， Australia 物理学家Alan Walsh成功的将该 现象应用于了分析。60年代中期发展最快。
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。
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。
2020/6/22 ⑶．低温原子核化器
3.3.4 单色器
比发射光谱简单
光谱通带： W = D·S
S－缝宽度（mm） 倒线色散率 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。
原子吸收光谱法基本原理
原子吸收光谱法模块1 原子吸收光谱法基本原理仪器结构：光源；检测系统；分光系统；原子化系统一、 原子吸收法定义原子吸收法是一种利用元素的基态原子对特征辐射线的吸收程度进行定量的分析方法。
测定对象：金属元素及少数非金属元素。
二、原子吸收光谱的产生当有光辐射通过自由原子蒸气，且入射光辐射的频率等于原子中的电子由基态跃迁到较高能态（一般情况下都是第一激发态）所需要的能量频率时，原子就要从辐射场中吸收能量，产生吸收，电子由基态跃迁到激发态，同时伴随着原子吸收光谱的产生。
原子吸收光谱是原子由基态向激发态跃迁产生的原子线状光谱。
分光法：分子或离子的吸收为带状吸收。
原子法：基态原子为线状吸收。
三、原子吸收光谱几个重要概念共振吸收线:当电子吸收一定能量从基态跃迁到第一激发态时所产生的吸收谱线，称为共振吸收线，简称共振线。
共振发射线：当电子从第一激发态跃回基态时，则发射出同样频率的光辐射，其对应的谱线称为共振发射线，也简称共振线。
分析线：用于原子吸收分析的特征波长的辐射称为分析线，由于共振线的分析灵敏度高，光强大常作分析线使用。
（亦称为特征谱线）四、原子吸收线的形状（光谱的轮廊 ）原子对光的吸收是一系列不连续的线，即原子吸收光谱。
原子吸收光谱线并不是严格几何意义上的线，而是具有一定的宽度。
νI ν0I 频率为ν0的入射光和透过光的强度νK 原子蒸气对频率ν0的入射光的吸收系数 L 原子蒸气的宽度吸收线轮廓——描绘吸收率随频率或波长变化的曲线。
发射线轮廓——描绘发射辐射强度随频率或波长变化的曲线。
原子吸收光谱的轮廓以原子吸收谱线的中心频率和半宽度来表征。
中心频率：曲线极大值对应的频率υ0 峰值吸收系数:中心频率所对应的吸收系数吸收线的半宽度：指在中心频率处，最大吸收系数一半处，吸收光谱线轮廓上A 、B 两点之间的频率差。
吸收曲线的半宽度△υ的数量级约为0.001~0.01nm五、影响原子吸收谱线变宽的原因（1）自然变宽ΔνN不同谱线有不同的自然宽度,在多数情况下,自然宽度约相当于10-5nm 数量级。
单元一原子吸收光谱法基本原理与定量分析的方法
总结－方法特点、注意事项
工作曲线法特点：简单快速；适合组成较简单的大批量样品分析。 注意事项：
➢ 标准溶液与试液的基体要相似，以消除基体效应； ➢ 浓度要合适：标准溶液浓度范围应将试液中待测元素的浓度包
括在内。浓度范围大小应以获得合适的吸光度读数为准(0.20.8)； ➢ 在测量过程中要吸喷去离子水或空白溶液来校正零点漂移； ➢ 由于燃气和助燃气流量变化会引起 工作曲线斜率变化，因此
光谱通带＝狭缝（mm）X 线色散率倒数（nm/mm）
检测系统
作用：将光吸收信号转变为电信号并放大读出。 组成：检测系统由光电元件，放大器和显示装置等。 主要部件：光电倍增管。
光电倍增管的工作原理
光由出射狭缝照射到光 敏阴极K上
经打拿极逐级放大最后 照射到阳极
将光电流转换为电压输 出 （动画m2-2-12.swf）
原子吸收的发现
1859年，克希荷夫（G.Kirchhoff）与本生（R.Bunson）在研究碱金属和 碱土金属的火焰光谱时，发现钠蒸气发出的光通过温度较低的钠蒸气时， 会引起钠光的吸收，并且根据钠发射线与暗线在光谱中位置相同这一事实， 断定太阳连续光谱中的暗线，正是太阳外围大气圈中的钠原子对太阳光谱 中的钠辐射吸收的结果。
操作参数：光电倍增管负高压。增大负高压信号放大倍数增大，但 稳定性降低。
原子吸收分光光度计类型
单道单光束原子吸收分光光度计 单道双光束原子吸收分光光度计
这类仪器简单，操作方便，体积 小，价格低，能满足一般原子吸收 分析的要求。其缺点是不能消除光 源波动造成的影响，基线漂移。
光源的漂移通过参比光束的作用 而得到补偿，能获得一个稳定的输 出信号。但是火焰扰动和背景吸收 影响无法消除。
问题引入
原子吸收光谱仪原理
原子吸收光谱仪原理原子吸收光谱仪是一种分析化学物质组成的快速便捷的仪器，主要用于测定特定化学元素的含量，它能够测量单个元素的微量含量，并准确地估算它们的含量。
它是检测各种离子浓度、原子激发能级、复杂物质组成以及离子活性等重要参数的重要手段。
原子吸收光谱分析是一种实用的分析工具，用于快速准确的测定特定元素的含量，在临床医学、环境检测、土壤分析等方面有重要的应用。
本文将简要介绍原子吸收光谱仪的原理，重点介绍原子吸收光谱仪中元素分析的原理、精密度测定原理及应用领域。
一、原子吸收光谱仪原理原子吸收光谱是从物质中吸收特定的电磁辐射的现象，原子吸收光谱仪利用原子吸收光谱的原理来测定特定元素的含量。
元素能够吸收电磁辐射，这种现象被称为原子吸收，当特定的电磁辐射被元素吸收后，被吸收的可以激发到更高的能级，产生消失谱线，消失谱线的强度可以用来测定原子浓度。
原子吸收光谱仪包括光源、吸收管、分光光度计等部件，当原子被激发后，其吸收谱带会突出，而激发线会消失，分光光度计可以用来测量由激发线突出的谱线的强度，从而估算出特定原子的含量。
二、元素分析原理原子吸收光谱仪可以用来测定不同元素的含量，原子的吸收特征和离子的激发特征在相应的可见光范围内具有明显的特征，因此可以用分光光度计测量出每个元素的谱线强度，从而测定出每个元素的含量。
三、精密度测定原理原子吸收光谱仪可以测定微量元素，通常情况下，测定的元素含量十分低，为了保证测量结果的准确性，需要增加样品测量次数，使用精密度测定原理。
精密度测定原理是指重复测定多次，通过分析多次测量结果的平均值，和任何实验误差的存在，来估算准确的含量。
四、原子吸收光谱仪的应用原子吸收光谱仪具有快速、高灵敏度、操作简便等优点，因此得到了广泛应用。
临床医学方面，原子吸收光谱仪用于分析血液或尿液中的微量元素，以诊断疾病，监测治疗过程，调节患者的营养状况等。
环境检测方面，原子吸收光谱仪可用于检测大气污染物、水体中的重金属污染物、土壤中的污染物等。
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燃烧器
预混合室
雾化器 火焰原子化器
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无火焰原子化器
（2）火焰 问题：请选择测定化妆品中铅含量合适的火焰。 问题：请选择测定化妆品中铅含量合适的火焰。
火焰温度的选择： 火焰温度的选择 （ a）保证待测元素充分离解为基态原子的前提下 ， 尽量采 ） 保证待测元素充分离解为基态原子的前提下， 用低温火焰； 用低温火焰； b）火焰温度越高，产生的热激发态原子越多； （b）火焰温度越高，产生的热激发态原子越多； （ c） 火焰温度取决于燃气与助燃气类型 ， 常用空气 乙炔 ） 火焰温度取决于燃气与助燃气类型，常用空气—乙炔 最高温度2600K能测 种元素。 能测35种元素 最高温度 能测 种元素。
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引入
据新华社报道，美国一家独立实验室今年 月抽检了美国市 据新华社报道，美国一家独立实验室今年9月抽检了美国市 场上33个品牌的红色系唇膏。检测结果显示， 场上 个品牌的红色系唇膏。检测结果显示，61%的口红含 个品牌的红色系唇膏 的口红含 含铅量从0.03ppm至0.65ppm不等。但没有一种口红在 不等。 铅，含铅量从 至 不等 包装上标注含铅。这份名为《毒吻：含铅口红的问题》 包装上标注含铅。这份名为《毒吻：含铅口红的问题》报告 称，含铅量较高的口红包括：欧莱雅纷泽滋润正红色唇膏 含铅量较高的口红包括： (0.65ppm)、封面女郎鲜红色唇膏(0.56ppm)、迪奥魅惑暗红 、封面女郎鲜红色唇膏 、 色唇膏，而诸如露华浓等品牌的口红不含铅， 色唇膏，而诸如露华浓等品牌的口红不含铅，价格也相对便 这些口红均由美国制造。 宜。这些口红均由美国制造。 ---- 2007年10月15日 07:40 每日经济新闻 年 月 日
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3.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 各种元素基态→第一激发态: 跃迁吸收能量不同——具有特征性 具有特征性——最易 各种元素基态→第一激发态: 跃迁吸收能量不同 具有特征性 最易 发生，吸收最强，最灵敏线 发生，吸收最强，最灵敏线——特征谱线 特征谱线 （2）利用原子蒸气对特征谱线的吸收可以进行定量分析
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2、原子吸收分光光度计 、
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分析流程
光源（发射特征谱线） 原子化器（试样转化为原子蒸气） 光源（发射特征谱线）→原子化器（试样转化为原子蒸气）→分 光系统（分离特征谱线） 信号转换、放大、显示） 光系统（分离特征谱线）→检测系统 （信号转换、放大、显示）
问题:请根据该流程简单设计原子吸收分光光度计. 问题:请根据该流程简单设计原子吸收分光光度计.
电位分析法和 （2）电位分析法和可见分光光度法另外两种方法易受溶液中共存
成分干扰。 成分干扰。
解决方法：原子吸收分光谱法是解决这类问题非常好的一种方法 是解决这类问题非常好的一种方法。 解决方法：原子吸收分光谱法是解决这类问题非常好的一种方法。
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本章训练项目
用原子吸收分光光度法对化妆品中的铅、 用原子吸收分光光度法对化妆品中的铅、镉等重金 属的含量进行检测评价
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原子吸收光谱产生 formation of AAS
吸收 光谱
产生共振吸收线（简称共振线） 产生共振吸收线（简称共振线）
第一激发态
态
发射一定频率 的辐射能量
产生发射共振线（也简称共振线） 产生发射共振线（也简称共振线）
发射 光谱
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几个基本概念(P171-172) 几个基本概念 共振吸收线: 1、共振吸收线:当电子吸收一定能量从基态跃迁到能量最低的 激发态时所产生的吸收谱线，称为共振吸收线，简称共振线。 激发态时所产生的吸收谱线，称为共振吸收线，简称共振线。 共振发射线：当电子从第一激发态跃回基态时， 2、共振发射线：当电子从第一激发态跃回基态时，则发射出 同样频率的光辐射，其对应的谱线称为共振发射线，也简称 同样频率的光辐射，其对应的谱线称为共振发射线， 共振线。 共振线。 分析线：用于原子吸收分析的特征波长的辐射称为分析线， 3、分析线：用于原子吸收分析的特征波长的辐射称为分析线， 由于共振线的分析灵敏度高，光强大常作分析线使用。 由于共振线的分析灵敏度高，光强大常作分析线使用。
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认识原子吸收分光光度计
概念 基本原理 分析流程 仪器构造和操作
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问题1 问题
那么化妆品中的这些重金属如何检测？ 那么化妆品中的这些重金属如何检测？
可以采用化学法、电位分析法、可见分光光度法等， 可以采用化学法、电位分析法、可见分光光度法等，这些方 法各有其缺 法各有其缺点： 化学法灵敏度都相对较低， （1）化学法灵敏度都相对较低，适于测定常量元素
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古罗马的女性为使肤色更白而制造了一个帝国和种族灭亡的天大悲 在攻占古希腊后古罗马人发现，铅粉可以制成化妆品， 剧。在攻占古希腊后古罗马人发现，铅粉可以制成化妆品，能使女性的 皮肤变得白皙细嫩，更为漂亮。于是，古罗马女性乐此不疲， 皮肤变得白皙细嫩，更为漂亮。于是，古罗马女性乐此不疲，长期使用 铅来美白皮肤，使得铅蓄积在骨骼和软组织中、特别是脑中， 铅来美白皮肤，使得铅蓄积在骨骼和软组织中、特别是脑中，导致人体 生理功能下降，幼儿智力低下，行动异常。 生理功能下降，幼儿智力低下，行动异常。蓄积在罗马人体内的铅毒在 下一代人中充分发挥了杀伤力。古罗马特洛伊贵族35 35名结婚的王公有半 下一代人中充分发挥了杀伤力。古罗马特洛伊贵族35名结婚的王公有半 数不育。其余人虽能生育，但所生的孩子几乎个个都是低能儿和痴呆儿。 数不育。其余人虽能生育，但所生的孩子几乎个个都是低能儿和痴呆儿。 几代以后罗马皇室就再也找不到嫡亲的可以传位的子女了。 几代以后罗马皇室就再也找不到嫡亲的可以传位的子女了。
镁
※ 400d 能
铅
※
1000d
能
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基态
激发态
基态
출처: KISDI
激发态
原子吸收光谱法特点
1、灵敏度高，检出限低。 、灵敏度高，检出限低。 2、准确度高。 、准确度高。 3、选择性好。 、选择性好。 4、 操作简便，分析速度快。 、 操作简便，分析速度快。 5、应用广泛。 、应用广泛。 6、分析不同元素，必须使用不同元素灯。 、分析不同元素，必须使用不同元素灯。 7、对于复杂样品需要进行化学预处理。 、对于复杂样品需要进行化学预处理。
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任务:比较原子吸收光谱和紫外任务:比较原子吸收光谱和紫外-可见吸收光谱法
原子吸收光谱 相同点 不同点 紫外紫外-可见吸收光谱法
基于物质对光的吸收建立的方法— 基于物质对光的吸收建立的方法—朗伯比尔定律 基态原子 线状光谱 金属离子定量分析 溶液中的分子或离子 带状光谱 定量和定性\ 定量和定性\结构推测 分析
空心阴极灯
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空心阴极灯的工作原理
• 施加适当电压时，电子将从空心阴极内壁流向阳极; 施加适当电压时，电子将从空心阴极内壁流向阳极; • 与充入的惰性气体碰撞而使之电离，产生正电荷，其在电场作用下 与充入的惰性气体碰撞而使之电离，产生正电荷， 向阴极内壁猛烈轰击; ，向阴极内壁猛烈轰击; • 使阴极表面的金属原子溅射出来，溅射出来的金属原子再与电子、 使阴极表面的金属原子溅射出来，溅射出来的金属原子再与电子、 惰性气体原子及离子发生撞碰而被激发， 惰性气体原子及离子发生撞碰而被激发 ， 于是阴极内辉光中便出现了 阴极物质和内充惰性气体的光谱。 阴极物质和内充惰性气体的光谱。 • 用不同待测元素作阴极材料，可制成相应空心阴极灯。 用不同待测元素作阴极材料，可制成相应空心阴极灯。 • 空心阴极灯的辐射强度与灯的工作电流有关。 空心阴极灯的辐射强度与灯的工作电流有关。
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火焰类型： 火焰类型：
化学计量火焰：度高，干扰少，稳定，背景低， 化学计量火焰：度高，干扰少，稳定，背景低， 常用。 常用。 富燃火焰：原性火焰，燃烧不完全， 富燃火焰： 原性火焰 ， 燃烧不完全 ，测定较易 形成难熔氧化物的元素Mo、Cr稀土等。 形成难熔氧化物的元素Mo、Cr稀土等。 Mo 稀土等 贫燃火焰：焰温度低，氧化性气氛， 贫燃火焰：焰温度低，氧化性气氛，适用于碱 金属测定。 金属测定。
任务1 任务1：原子吸收分光光度计的基本操作 任务2 任务2： 分解制备样品 任务3 利用标准曲线法对化妆品中的铅、 任务3：利用标准曲线法对化妆品中的铅、镉等重金属的含 量进行测定 任务4 利用标准加入法对化妆品中的铅、 任务4：利用标准加入法对化妆品中的铅、镉等重金属的含 量进行测定 任务5 任务5：质量评价
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目前我国的各级医疗保健单位，尤其是妇幼保健单位、 目前我国的各级医疗保健单位，尤其是妇幼保健单位、儿 童医院、综合医院等，已经将人体元素（铅、锌、铜、钙、 童医院、综合医院等，已经将人体元素（ 铁等）检测作为常规项目。如何选择一种适合的仪器， 镁、铁等）检测作为常规项目。如何选择一种适合的仪器， 是医院管理者在采购过程中面临的首要问题。 是医院管理者在采购过程中面临的首要问题。 随着临床医学的进步，最近开始应用于医疗卫生领域。原 随着临床医学的进步，最近开始应用于医疗卫生领域。 子吸收光谱分析在医学上的应用， 子吸收光谱分析在医学上的应用，才使得正确检测各种含 量在ppm 百万分率或百万分之几) ppb级 亿分之一 ppm( 亿分之一) 量在ppm(百万分率或百万分之几 或ppb级(10亿分之一 的微量 元素成为可能。目前， 元素成为可能。目前，原子吸收光谱分析检测微量元素在 临床中得到广泛的应用,各大医院均采用此方法, 临床中得到广泛的应用,各大医院均采用此方法,是彻底淘汰 生化法（锌原卟啉法、双硫腙法、其它比色法等）、 ）、电化 生化法（锌原卟啉法、双硫腙法、其它比色法等）、电化 学法的首选方法。 学法的首选方法。 原子吸收光谱分析法（AAS） 原子吸收光谱分析法（AAS）在疾病控制中心更是作为 金标准” “金标准”。