PE800原子吸收光谱仪原理
原子吸收光谱仪工作原理
原子吸收光谱仪工作原理
原子吸收光谱仪是一种用于测量样品中原子吸收光的仪器。
其工作原理基于原子在特定波长的光线作用下发生电子跃迁的现象。
原子吸收光谱仪通常包含光源、样品室、光栅、光电二极管和信号处理系统。
工作过程如下:
1. 光源发出宽谱的光线,常用的光源有气体放电灯、中空阴极灯等。
这些光源能够在特定波长范围内产生连续或者离散的谱线。
2. 光线经过样品室,样品室中的样品会吸收特定波长的光线。
样品室内通常使用火焰炉、石英管等装置,将样品转化为气态或者液态状态进行分析。
3. 经过样品室后的光线进入光栅,光栅可以将不同波长的光线按照一定的规律分散开来,形成光谱。
4. 光谱通过光电二极管接收,并将光线转化为电信号。
光电二极管的灵敏度和稳定性决定了仪器的测量灵敏度。
5. 电信号经过信号处理系统进行放大和滤波处理,然后转换为数字信号进行计算和分析。
通过测量样品吸收的特定波长光线,原子吸收光谱仪可以定量分析样品中不同元素的含量。
根据不同元素的吸收特性和光谱
峰的强度,可以确定样品中元素的浓度。
这使得原子吸收光谱仪在环境监测、化学分析、食品安全等领域有广泛的应用。
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非常重要、应用广泛的分析仪器。
其主要用于分析金属元素、非金属元素等物质的化学成分,具有分析速度快、准确度高等特点,被广泛应用于环保检测、食品安全、医药检验等领域。
原子吸收光谱仪的主要原理是:测量样品中特定元素的原子在吸收特定波长的光谱线时所发生的吸收现象。
当特定元素的原子处于基态时,其外层电子处于最低能量状态,这个状态被称为基能级。
当被加热或载入电子高能级时,原子中的某些电子会跃迁到更高的能级,这个跃迁产生的能量就会以光的形式释放出来,即发射光。
而当被另外一种波长的光线照射时,这个过程就反过来了:原子中的某些电子被激发跳回基态,同时吸收掉了外界光束中相应波长的光线,这就是原子吸收光谱。
通过测量样品中特定元素的吸收光谱,我们就可以确定样品中的这种元素的含量。
在原子吸收光谱仪中,光源发出一束特定波长的光线,并通过被分光镜分离出单色光束。
这束光束通过样品后,被接收器接收。
如果样品中存在特定元素的原子,这些原子就会吸收掉特定波长的光线。
衰减后的光束就会被接收器接收,其信号被转换为数字信号,并显示在数字屏幕上。
原子吸收光谱仪利用这种原理进行分析,可以实现快速、准确、高灵敏度的分析结果。
在使用原子吸收光谱仪进行分析时,需要经过一定的样品预处理、使用标准品校准等步骤。
样品预处理主要是将样品清洁除杂、消解等步骤,以便更好地进行分析;而使用标准品校准,则是为了保证测得的结果的准确性和可靠性。
总之,原子吸收光谱仪在现代科学研究、工业生产和环境检测等领域中具有重要的应用价值。
了解其原理,并规范使用方法和步骤,有助于保证分析结果的准确性和可靠性。
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。
原子吸收光谱仪的原理、构成、操作及应用领域详解
原子吸收光谱仪的原理、构成、操作及应用领域详解一、原子吸收光谱仪原理原子吸收光谱仪的原理是根据物质基态原子蒸汽对特征辐射吸收的作用来进行金属元素分析。
1、原子吸收光谱的产生任何元素的原子都是由原子核和核外电子组成。
原子核是原子的中心体,核正电,电子荷负电,总的负电荷与原子核的正电荷数相等。
电子沿核外的圆形或椭圆形轨道围绕着原子核运动,同时又有自旋运动。
电子的运动状态由波函数0描述。
求解描述电子运动状态的薛定愕方程,可以得到表征原子内电子运动状态的量子数n、L、m,分别称为主量子数、角量子数和磁量子数。
原子核外的电子按其能量的高低分层分布而形成不同的能级,因此一个原子核可以具有多种能级状态。
能量最低的能级状态称为基态能级(Eo),其余能级称为激发态能级,而能量最低的激发态则称为第一激发态。
一般情况下,原子处于基态,核外电子在各自能量最低的轨道上运动。
如果将一定外界能量如光能提供给该基态原子,当外界光能量恰好等于该基态原子中基态和某一较高能级之间的能级差△E时,该原子将吸收这一特征波长的光,外层电子由基态跃迁到相应的激发态而产生原子吸收光谱。
2、原子吸收光谱仪基本原理仪器从光源辐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基态原子所吸收,由辐射特征谱线光被减弱的程度来测定试样中待测元素的含量。
3、原子吸收光谱仪方法原理原子吸收是指呈气态的原子对由同类原子辐射出的特征谱线所具有的吸收现象。
当辐射投射到原子蒸气上时,如果辐射波长相应的能量等于原原子吸收光谱仪子由基态跃迁到激发态所需要的能量时,则会引起原子对辐射的吸收,产生吸收光谱。
基态原子吸收了能量,最外层的电子产生跃迁,从低能态跃迁到激发态。
原子吸收光谱根据郎伯-比尔定律来确定样品中化合物的含量。
已知所需样品元素的吸收光谱和摩尔吸光度,以及每种元素都将优先吸收特定波长的光,因为每种元素需要消耗一定的能量使其从基态变成激发态。
检测过程中,基态原子吸收特征辐射,通过测定基态原子对特征辐射的吸收程度,从而测量待测元素含量。
原子吸收光谱仪的原理及维护
原子吸收光谱仪的原理及维护一、原子吸收光谱仪的原理1.光源产生射线:原子吸收光谱仪通常使用中空阳极灯或电极蒸发器作为光源,通过电流加热或高压放电的方式,产生特定元素的蒸汽或离子。
2.预处理:蒸汽或离子经过一个或多个预处理装置,如气体洗净装置和雾化室,将气体处理为均匀、稳定的蒸汽射流。
3.光谱系统:蒸汽射流通过样品室,在特定波长范围内接受一束入射光。
入射光通过光栅或光学棱镜分散成不同波长的光谱线,然后进入光电倍增管或半导体探测器。
4.检测系统:光电倍增管或半导体探测器测量各个波长下所吸收的光强,得到吸收光谱图。
根据吸收率与样品中元素含量之间的关系,可以通过对比标准样品的吸收光谱,计算出待测样品中元素的含量。
二、原子吸收光谱仪的维护为了保证原子吸收光谱仪的准确性和稳定性,需要进行日常的维护工作。
以下是一些常见的维护事项:1.校准和标定:定期对原子吸收光谱仪进行校准和标定,以确保其测量结果的准确性。
校准可以使用标准溶液或标准样品进行,标定则需要参考合适的标准方法和程序。
2.清洁和保养:定期清洁光源、雾化室、光谱系统和检测系统的各个部件,以防止污染或堵塞。
特别注意清洁光源光芯和镜头,以确保入射光的质量和强度。
3.维护温度和环境:保持仪器工作温度的稳定性,避免温度波动对测量结果的影响。
同时,确保仪器处于干燥、无尘、无振动的环境中,避免外界环境对仪器的影响。
4.仪器的使用和操作:严格按照操作手册和使用说明进行仪器的启动、操作和关闭。
避免不正确的操作和误操作对仪器造成损坏。
5.部件更换和维修:如果发现仪器有故障或部件损坏,及时通知售后服务人员进行检修和更换。
避免非专业人员对仪器进行修理,以免造成更严重的损坏。
总结:原子吸收光谱仪是一种重要的分析仪器,广泛应用于实验室的化学、环境和农业等领域。
熟悉并且遵守原子吸收光谱仪的使用和维护原则,能够确保仪器的准确性和可靠性,提高工作效率和实验结果的可靠性。
pe原子吸收光谱
pe原子吸收光谱
PE原子吸收光谱是指气态或溶液中的氨基酸和蛋白质等样品,在紫外-可见区域(200-800nm)内对光的吸收情况进行研究的一种实验技术。
根据拉伯特-比尔定律,样品对入射光的吸收量与样品的浓度
和特定波长下的吸光系数有关。
PE原子吸收光谱实验通常使
用一台紫外-可见分光光度计,该仪器可通过射入的白光和相
应的检测器来测量样品对不同波长光线的吸收量。
在PE原子吸收光谱实验中,常使用氢氧化钾(KOH)和乙醇(C2H5OH)溶液来制备样品。
溶液中的某一浓度PE原子会
吸收入射的特定波长光并产生吸收峰。
这些吸收峰的位置和强度与样品中特定的化学特性和浓度相关联,因此可以通过吸收峰的特征来对样品进行分析和鉴定。
PE原子吸收光谱是一种常用的分析技术,其在生物化学、医
药科学、环境科学等领域中有广泛的应用。
通过测量和分析吸收峰的位置和强度,可以确定样品的组成、浓度和结构等信息,从而达到定量和定性分析的目的。
原子吸收光谱仪原理及注意事项
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:由于不同元素的原子结构不同,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。
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用于分析物质中微量金属元素含量的仪器。
它的原理是利用原子在外加能量作用下从基态跃迁至激发态,再返回基态时吸收特定波长的光线的特性,来进行元素的分析和检测。
下面将详细介绍原子吸收光谱仪的原理。
首先,原子吸收光谱仪的工作原理基于原子的能级结构。
当原子受到能量激发时,电子会跃迁至高能级,形成激发态。
而原子在激发态的电子会很快退回到基态,释放出能量。
这个能量的大小是固定的,与原子的种类和能级结构有关。
其次,原子吸收光谱仪利用光源发出特定波长的光,照射到原子样品上。
如果这个波长恰好与原子的能级跃迁所释放的能量相匹配,那么原子就会吸收这个波长的光,从而发生光谱吸收。
通过测量吸收光的强度,就可以得到原子样品中特定元素的含量。
此外,原子吸收光谱仪还需要一个分光器来分离吸收光和入射光,以及一个检测器来测量吸收光的强度。
分光器可以根据波长将光分成不同的组分,而检测器则可以将吸收光转化为电信号进行测量和分析。
最后,原子吸收光谱仪的工作原理还包括校准和标定。
在使用前,需要对仪器进行校准,以确保测量结果的准确性和可靠性。
同时,还需要使用标准物质建立标准曲线,用于后续样品的定量分析。
总的来说,原子吸收光谱仪的原理是基于原子能级结构和光谱
吸收的特性。
通过合理的光源、分光器和检测器,以及严格的校准
和标定,可以实现对物质中微量金属元素含量的准确分析和检测。
希望本文对原子吸收光谱仪的原理有所帮助,谢谢阅读!。
原子吸收光谱仪工作原理
原子吸收光谱仪工作原理
原子吸收光谱仪是一种光谱分析仪器,利用原子对特定波长的光的吸收作用,测定样品中特定元素的含量。
其工作原理主要包括以下几个步骤:
1.样品处理:将待测样品处理成气态或液态状态。
对于固态样品,需要先进行烧蚀、溶解或熔融等处理,得到可分析的原子状态。
2.蒸发、气化:利用高温或电弧等方法将样品原子蒸发或气化,使其处于激发态。
3.光源激发:使用光源(通常为空气/氧化锆灯或电极锗等)
向样品原子发射特定波长的光线,使其发生跃迁进入激发态。
4.光路分离:从样品发射的光经过光路分离,仅留下特定波长
的光线。
5.光谱分析:分析待测元素所吸收的特定波长的光线的强度大小,与标准曲线或其他测定方法比较,确定样品中待测元素的含量。
原子吸收光谱仪具有精度高、指标清晰、分析速度快等优点,广泛应用于质量控制、矿产资源勘探、环境监测等领域。
pe的原子吸收
pe的原子吸收摘要:1.原子吸收基本概念2.PE原子吸收光谱仪的工作原理3.PE原子吸收光谱仪的优点和应用4.影响PE原子吸收光谱仪测量准确性的因素5.提高PE原子吸收光谱仪测量准确性的方法6.我国PE原子吸收光谱仪的发展现状和展望正文:一、原子吸收基本概念原子吸收光谱法(Atomic Absorption Spectroscopy,简称AAS)是一种基于气态原子对特定波长光产生吸收的原理,分析微量元素含量的一种分析方法。
其中,PE原子吸收光谱仪是该领域中常见的仪器之一。
二、PE原子吸收光谱仪的工作原理PE原子吸收光谱仪主要由光源、原子化器、分光器和检测器等部分组成。
光源发出特定波长的光,通过样品原子化器将待测元素转化为原子状态。
原子化的样品进入分光器,根据原子对光的吸收特性,检测器检测样品中待测元素原子对光的吸收强度,从而推算出样品中待测元素的浓度。
三、PE原子吸收光谱仪的优点和应用PE原子吸收光谱仪具有较高的灵敏度、准确性和精密度,能够检测微量元素和痕量元素。
因此,PE原子吸收光谱仪广泛应用于环境监测、生物分析、食品检测、化学制品分析等领域。
四、影响PE原子吸收光谱仪测量准确性的因素1.光源稳定性:光源不稳定会导致测量结果的偏差。
2.原子化器性能:原子化器的效果直接影响样品原子化的质量和数量。
3.仪器分辨率:仪器分辨率越高,测量结果越准确。
4.背景噪声:背景噪声会影响检测器的信号检测,从而影响测量结果。
5.操作技巧:操作人员对实验条件的控制和操作技巧也会影响测量结果。
五、提高PE原子吸收光谱仪测量准确性的方法1.选择稳定可靠的光源。
2.优化原子化器性能,提高样品原子化效果。
3.提高仪器分辨率。
4.降低背景噪声。
5.加强操作人员培训,提高操作水平。
六、我国PE原子吸收光谱仪的发展现状和展望近年来,我国PE原子吸收光谱仪研发水平不断提高,产品性能逐渐接近国际先进水平。
在今后的发展中,我国应继续加大技术研发力度,提高产品性能,降低成本,拓宽应用领域,以满足不断增长的市场需求。
pe原子吸收光谱
pe原子吸收光谱
PE原子吸收光谱(Photoelectron Emission Atomic Absorption Spectroscopy)是一种常用的原子吸收光谱技术。
它基于原子
从基态吸收光子并跃迁到激发态,然后发生电子解离,电子被电子能谱仪探测并通过光电子发射的能量来分析原子的特征。
PE原子吸收光谱的原理是,通过用特定波长的电磁辐射照射
样品中的原子,使得原子中的电子被激发到高能态。
当电子回到较低能态时,会发生解离,将电子弹出原子体系。
这些光电子具有特定的能量,可以通过光电子倍增器或其他电子能谱仪进行探测。
PE原子吸收光谱可以用于分析样品中的金属元素,特别是微
量金属元素的分析。
它具有高分辨率、高灵敏度、非破坏性等优点,并且可以同时检测多种元素。
这种技术常用于环境监测、食品安全、药物分析等领域。
然而,PE原子吸收光谱也存在一些限制,例如需要高真空环境、只能分析原子态等。
因此,在实际应用中,常常与其他分析技术(如火焰原子吸收光谱、电感耦合等离子体发射光谱等)结合使用,以获得更全面的分析结果。
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原子吸收光谱仪是一种用于分析和测量样品中的元素含量的重要仪器。
它基于原子吸收光谱(AAS)原理,可以对样品中的金属离子进行快速、准确、精密的测定。
以下是对原子吸收光谱仪的原理、结构、作用及注意事项进行详细阐述。
原理:原子吸收光谱仪基于原子光谱的理论,通过光的吸收来分析样品中的元素含量。
其原理主要包括光源的产生、样品的原子化、光的吸收和检测。
首先,通过电弧、电感耦合等方法产生一束特定波长的光。
然后,将样品通过加热、气体化等步骤使其转化为气态或溶液态的原子。
接下来,样品中的原子会吸收特定波长的光,而吸收的光强度与样品中元素的含量成正比。
最后,通过光电倍增管或光电二极管等光电探测器来检测吸收光的强度,进而计算出样品中元素的含量。
结构:原子吸收光谱仪的主要部件包括光源、原子化装置、光学系统和检测系统。
光源通常采用中空阴极灯,可以产生特定波长的光。
原子化装置可以通过火焰炉或电热器等方式将样品原子化。
光学系统主要包括入射光束调节装置、光路系统和检测器。
入射光束调节装置用于调整入射光的强度和波长。
光路系统包括准直、聚焦和分光组件,用于将光引导到样品和检测系统。
检测系统包括光电倍增管、光电二极管等光电探测器,用于测量吸收光的强度。
作用:原子吸收光谱仪可以用于分析和测定各种物质中的金属离子的含量。
它广泛应用于环境监测、食品安全、医药化学、地质矿产等领域。
例如,可以用原子吸收光谱仪来测定水中重金属离子的含量,用于评估水质的安全性;也可以用于检测食品中的微量元素,以保证食品的质量和安全。
注意事项:1.在使用原子吸收光谱仪之前,需要对仪器进行预热和校准,以确保测量的准确性和精确度。
2.样品的制备应遵循标准方法和规程,从而避免可能对测量结果产生干扰的因素。
3.在实际操作中,需要注意避免光路组件的污染和损坏,以确保测量过程的稳定性和可靠性。
4.在测量过程中,应控制光源的强度和波长,避免过高或过低的光强度或波长对测量结果的不良影响。
原子吸收光谱仪的基本原理
原子吸收光谱仪的基本原理
原子吸收光谱仪是一种用于分析物质中元素含量和结构的仪器。
其基本原理是利用原子的特定能级结构和光的相互作用。
原子吸收光谱仪的基本原理可以分为以下几个步骤:
1. 光源产生特定的波长光线。
光源可以是白炽灯、气体放电灯或者激光器。
不同波长的光线可以激发不同元素的原子。
2. 光线通过样品。
样品中的元素原子吸收特定波长的光线。
该波长通常与元素的原子能级结构相关。
3. 光线通过吸收室。
吸收室中包含一个窄缝,用于选择特定波长的光线通过。
吸收室还包含一个火焰或者炉子,用于将样品中的元素转化为原子态。
4. 光线通过检测器。
检测器测量吸收室中通过的光线强度,产生一个相应的电信号。
5. 电信号处理。
电信号经过放大、滤波、积分等处理,得到一个与吸收室中光线吸收强度成正比的信号。
6. 信号分析和结果显示。
信号经过进一步处理和分析,得到样品中元素的含量或者结构信息,并在显示器上显示出来。
总的来说,原子吸收光谱仪利用原子的特定能级结构和光的相
互作用,通过测量样品中特定波长的光线被元素原子吸收的程度,来分析样品中元素的含量和结构。
原子吸收光谱仪的原理及应用
原子吸收光谱仪的原理及应用1. 仪器原理原子吸收光谱仪是一种常用的分析仪器,用于测量样品中的稀土元素、金属离子等。
其原理基于原子在特定波长光的照射下吸收特定能量的现象,通过测定吸收光的强度来推断样品中目标元素的含量。
1.1 原子的吸收和发射光谱原子在热激发或电激发的条件下,处于激发态的原子能够吸收外界特定波长的光,并转移到更高的激发态。
当激发态的原子回到基态时,会发射出特定波长的光。
这种吸收和发射的光谱称为原子的吸收光谱和发射光谱。
1.2 原子吸收光谱仪的基本原理原子吸收光谱仪通过以下几个步骤实现对样品中目标元素含量的测量:1.光源:使用特定波长的光源,通常为中空阴极灯。
光源的选择需要根据目标元素的吸收谱线确定。
2.光路:将光源产生的光线通过光学元件,如准直镜、单色器等,传导至样品。
3.样品与原子化:样品按照需要的方法进行原子化处理,如电火花、电热等。
原子化过程使得目标元素处于激发态,准备吸收特定波长的光。
4.吸收谱线测量:经过原子化处理的样品处于激发态,吸收特定波长的光线,吸收的光线强度与目标元素的含量成正比。
使用检测器测量吸收光的强度。
5.结果分析:根据测量得到的吸收光谱强度,结合标准曲线或其它计算方法,计算样品中目标元素的含量。
2. 应用领域原子吸收光谱仪在许多领域中得到了广泛的应用,以下是几个常见的应用领域:2.1 环境监测原子吸收光谱仪可以用于水、土壤、空气等环境样品中金属离子和其他有害物质的测定。
通过分析样品中重金属离子,可以评估环境中的污染程度,为环境保护和治理提供依据。
2.2 食品安全监测原子吸收光谱仪在食品安全监测中起着重要作用,能够测定食品中的微量元素,如铅、镉、汞等。
这些元素的超标会对人体健康产生不利影响,因此及早发现和控制这些污染物的含量对保护消费者的健康至关重要。
2.3 制药行业在制药行业中,原子吸收光谱仪可以用于药物中微量金属离子的测定。
这些金属离子可能是药物的成分或有害杂质,对于药物质量的控制有重要意义。
原子吸收光谱仪的原理和构成
原子吸收光谱仪的原理和构成作者:杜晶来源:《中国新技术新产品》2018年第05期摘要:笔者依据实际工作经验及相关文献资料的记载,分析了原子吸收光谱仪的原理及构成结构,希望可以在日后相关工作人员对这个问题进行分析的时候,起到一定借鉴性作用,最终在我国社会经济发展进程向前推进的过程中,做出一定贡献。
关键词:地质;实验测试;原子吸收;应用;分析中图分类号:O657 文献标志码:A1 问题研究背景及意义在传统型地质实验测试工作进行的过程当中,在各种类型因素的影响之下,出现误差问题的概率比较高,因此难以对实验结果的准确性做出保证,金属计量也会带有一定缺陷,自从原子吸收技术在我国地质实验测试领域当中应用之后,让地质实验测试工作的准确性大幅度提升,原子吸收发挥出来了十分重要的作用,为了可以让检测数据的准确性及稳定性得到大幅度提升,应当针对原子吸收技术的实际应用情况进行分析,希望可以在日后地质实验测试工作进行的过程当中,让原子吸收技术发挥出来更为重要的作用。
2 针对原子吸收法的基本原理进行分析原子吸收法实际上是从光源当中辐射出来具备待测原色特征谱线的光,例如可以从空心阴极灯当中发射出来锐线光源,这种光线在经过试样蒸汽的时候,会被蒸汽当中的待测元素基态原子吸收,由辐射特征谱线光被削弱的程度,就可以将待测元素含量测量出来,锐线光源辐射共振线强度被吸收程度,和待测元素吸收辐射原子总数量之间呈现出来的是正比例关系。
也就是A=KNL:A是吸收率;K是常数;N是待测元素吸收辐射原子总数;L是原子争取厚度,也就是吸收光程。
在实际分析工作进行的过程当中,测量出来的应当是试样中待测元素的浓度,这个浓度数值和待测元素吸收辐射的原子总数之间呈现出来的是正比例关系,因此在一定吸收光程的情况下,待测元素的吸收光度和浓度,在一定浓度范围当中会遵循的是比尔定律,也就是A=Klc。
所以在将吸光度求出来的情况下,自然可以将待测元素的浓度找寻出来。
原子吸收光谱仪基本原理
原子吸收光谱仪基本原理1.原子的能级结构:原子中的电子存在不同的能级,与固定的能量相关联。
当原子处于基态时,电子位于最低的能级上。
当吸收能量时,电子会跃迁到更高的能级,该过程称为激发。
激发态是不稳定的,电子会返回到较低的能级并发射出能量,称为发射光。
如果能够控制原子吸收和发射光的能量,就可以测量其中的差异,从而获得有关样品中元素存在的信息。
2.光源:原子吸收光谱仪使用特定波长的光源,通常是一个单色光源。
光源发出的光线通过一个特定的滤光片或光栅,使其只能透过一定波长范围的单色光。
这种单色光会通过样品中的原子或离子产生吸收和发射。
3.样品制备:在进行光谱测量之前,样品通常需要进行制备。
样品可以以固体、液体或气体的形式存在。
对于固体样品,通常需要将其溶解或研磨成液体或粉末。
对于液体样品,可以通过直接测量或进行稀释来处理。
对于气体样品,可以通过进样器引入。
4.原子吸收光谱仪的构成:原子吸收光谱仪通常由光源、光路系统、样品室、检测器和数据处理系统组成。
光路系统用于引导光线,在光源和样品间进行对准调节。
样品室通常是一个封闭的空间,用于放置样品和测量样品的光吸收。
检测器用于测量样品中的光吸收,并将信号转化为电信号。
数据处理系统用于接收、处理和显示或存储测量得到的光谱数据。
5. 光吸收测量原理:样品中的原子或离子会吸收特定波长范围内的光。
通过测量经过样品后透过的光的强度,就可以获得关于样品中原子或离子存在的信息。
将光源从未经过样品的强度定义为Io,经过样品后透过的光的强度定义为I。
样品中的光吸收比例可以通过吸光度(A)定义为A=log(Io/I)来表示。
吸光度与样品的浓度成正比关系,因此可以通过测量吸光度来推断样品中的元素浓度。
综上所述,原子吸收光谱仪通过测量样品中原子或离子对特定波长光的吸收,利用原子能级结构和吸收特性,提供了关于元素存在及其浓度的信息。
这种仪器在许多领域中被广泛应用,例如环境监测、食品检测、药物化学和地球化学分析等。
原子吸收光谱仪的工作原理
原子吸收光谱仪的工作原理嘿,你知道原子吸收光谱仪不?这玩意儿可神奇啦!它就像一个超级侦探,能把那些看不见摸不着的原子给找出来。
你想想,这得多厉害呀!咱平时看东西,那都是用眼睛看个大概,可这原子吸收光谱仪呢,能深入到微观世界,把原子的秘密都给挖出来。
这难道不令人惊叹吗?这原子吸收光谱仪到底是咋工作的呢?简单来说,它就像是一个精准的猎手。
光源发出特定波长的光,这光就好比是一支支利箭,射向那些原子。
原子呢,要是对这光感兴趣,就会把光给吸收了。
这就像咱人看到喜欢的东西,就会忍不住多看几眼一样。
原子吸收了光之后,会产生特定的信号。
仪器就根据这些信号,来判断原子的种类和数量。
这里面的光源可重要啦!它得发出稳定、强度合适的光。
要是光不稳定,那可就像手电筒没电了一样,啥也看不清。
所以啊,这光源就像是原子吸收光谱仪的眼睛,得明亮又可靠。
还有那个原子化器,也是关键的一部分。
它得把样品变成原子状态,让光能够和原子相遇。
这就像是一个魔法师,把固体、液体的样品变成一个个小小的原子。
要是没有原子化器,那原子吸收光谱仪可就没办法工作啦!原子吸收光谱仪在很多领域都大显身手呢!在环境监测中,它可以检测水中的重金属含量。
你想想,要是不知道水里有多少重金属,咱喝了那水,多危险啊!有了原子吸收光谱仪,就像有了一个守护神,能及时发现问题。
在食品检测中,它能检测出食品中的微量元素。
这就像是一个细心的大厨,保证我们吃的东西既美味又安全。
在医药领域,它可以分析药物中的成分。
这多重要啊!要是药物成分不对,那治病不成还可能添病呢!这原子吸收光谱仪的精度那可真是高得让人咋舌。
它能检测出极其微小的量,就像能在大海里找到一粒特别的沙子一样。
这得有多厉害呀!它的速度也不慢呢,能在很短的时间内给出结果。
这就像一个快手侠,迅速解决问题。
原子吸收光谱仪就是一个神奇的工具,它能让我们看到微观世界的奥秘。
它就像一个默默无闻的英雄,为我们的生活和科学研究做出了巨大的贡献。
原子吸收光谱仪的原理是怎样的呢
原子吸收光谱仪的原理是怎样的呢原子吸收光谱法是基于从光源发射的待测元素的特征辐射通过样品蒸气时,被蒸气中待测元素的基态原子所吸收,根据辐射强度的减弱程度以求得样品中待测元素的含量。
通常情况下,原子处于基态。
当相当于原子中的电子由基态跃迁到激发态所需要的辐射频率通过原子蒸气,原子就能从入射辐射中吸收能量,产生共振吸收,从而产生吸收光谱。
原子吸收分析就是利用基态原子对特征辐射的吸收程度的,常使用zui强吸收线作为分析线。
原子吸收光谱仪由以下四部分组成1.光源系统:空心阴极灯2.原子化系统:火焰原子化器;石墨炉原子化器或氢化物发生器。
3.分光系统:单色器4.检测系统:光电倍增管等光源系统原子吸收光源应满足以下条件1.能辐射出半宽度比吸收线半宽度还窄的谱线,并且发射线的中心频率应与吸收线的中心频率相同。
2.辐射的强度应足够大。
3.辐射光的强度要稳定,且背景小。
空心阴极灯则可满足原子吸收上述三点要求,它是利用空心阴极效应而制成的一种特殊辉光放点管。
空心阴极灯发光机理空心阴极灯为直流供电,当在正负电极上施加适当电压(一般为300~500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表面,使阴极内壁的待测元素的原子溅射出来,与其它粒子相互碰撞而被激发,处于激发态的原子很不稳定,大多会自动回到基态,同时释放能量,发出共振发射线。
原子吸收仪器类型单光束:1.结构简单,体积小,价格低;2.易发生零漂移,空心阴极灯要预热双光束:1.零漂移小,空心阴极灯不需预热,降低了MDL;2.仍不可消除火焰的波动和背景的影响原子吸收是上世纪五十年代以后发展起来的定性定量的仪器分析技术。
因其灵敏度高、特异性好、准确度高、分析范围广和简便快速而获得推广,目前为止,技术发展已经相对成熟,可用来测定食品、水、化妆品、生物材料、土壤等样品中的铜、铁、锌、钙、镁、锰、铅等约70种元素。
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原子吸收光譜儀原理
一、 背景
現代科技包括自然科學、醫學、生物科技、環境及工業技術等發展,對物質成份分析的需求較之過去有明顯的改變。
對於低濃度金屬的分析,除了所使用的分析儀器是否具有足夠的偵測靈敏度外,若無法有效的控制樣品基質所產生的干擾效應,將造成嚴重的分析誤差。
本文將針對原子吸收光譜儀基本原理及PerkinElmer AAnalyst 800型單機多功能的設計(含火焰式及石墨爐式),是具高精準性及方便性的分析儀器。
二、 原理
原子吸收的過程是當基態原子吸收某些特定波長的能量由基態到激發態。
根據Beer 定律,吸收值與濃度成正比關係,從標準溶液作出校正曲線後,再讀出未知溶液的濃度。
而原子吸收光譜儀即是利用原子化器將樣品(A)原子化器後,吸收某一特定波長光,此光來自(B)燈管,再經過(C)光學系統分光經由單光器過濾僅有要測的波長光進入(D)偵測器,原子收光譜儀的基本構造如圖一所示。
A. 原子化器:原子化器有三種設計,有火焰式、石墨爐式及汞蒸氣氫化裝置。
(1) 火焰式燃燒系統之剖示圖,如圖二所示,在預混系
統內,樣品溶液被吸經霧化器霧化成小水滴進入混合腔與燃料及氧化用氣體混合後,帶入燃燒頭,而樣品原子化即產生。
在燃燒系統內有些重要因素須在霧化器部份考慮,為了提供最有效之霧化,以各種不同之樣品溶液,霧化器須為可調式的,而不鏽鋼為最常用的一種材質,但其缺點是樣品若含有高濃度之酸或其它腐蝕性氣體則會被腐蝕,若須為抗腐蝕之材質可用惰性塑料材質或Pt/Ir 之合金為宜。
燃燒頭用鈦金屬組成可提供極高之熱阻抗及防腐蝕性。
不之火焰或樣品條件須使用不同之燃燒頭,10公分長是用來做空氣乙炔之燃燒,而5公分長的用手作較高溫的笑氣乙炔燃燒。
Monochromator
Detector
Reference Beam Sample Beam
Hollow
Cathode Lamp
Burner
Rotating
Chopper
圖一 原子吸收光譜儀的基本構造
預混式混合腔
霧化器
燃燒頭
Flow Spoiler
Impack Bead
圖二 火焰式燃燒系統
(2) 石墨爐原子化器其基本構造如圖三所示,基本構造
包含有金屬室、石墨爐及石墨管三部份。
金屬室的功能在於提供高電流加熱裝置,石墨爐的功能為固定石墨管,而石墨管則為樣品的原子化裝置。
石墨材質具有高電阻的特性,當瞬間通入大量電流時,藉由電熱的原理使得石墨管溫度迅速提昇,達到使樣品中待測元素原子化的高溫。
為避免原子化器在加熱升溫的過程中,石墨材質與空氣中氧氣起氧化作用,通常均在原子化器內部通入氬氣以作為保護。
在進行樣品分析時,利用自動注樣器將樣品溶液注入石墨管的平台上,依石墨爐所設定之溫度程式加溫,樣品即可隨溫度變化依序進行,乾燥、灰化、原子化及清除的反應。
(3) 汞蒸氣氫化原子化器,其基本構造如圖四所示。
可藉強還原劑(NaBH4 or Sncl2)在密閉系統中反應還原或自由汞原子,汞原子即可藉由(氮氣或氬氣)帶至石英管吸收槽中,石英管須稍微加熱以防止冷凝。
氫化物系統與汞蒸氣不同的是此產物並非自由原子,而是具揮發性的氫化物,所以必須加熱石英管吸收槽,使其分解為自由原子。
(4) 原子化器之適用性
a. 火焰式原子化器是快速且精密的分析方法,大多數元素在濃度mg/L(ppm)範圍下可以使用,是最常使用的一種儀器,它具有靈敏、操作簡單、較不易受干擾及價格便宜等優點。
b. 石墨爐式原子化器,靈敏度很高,適合於極低濃度樣品的分析,僅須少量樣品體積(≦100 L)即可分析,且可藉由溫度程式的控制,避免干擾問題。
c. 汞蒸氣、氫化原子化器;仍是最具靈敏性及可信賴的分析技術。
在室溫下,低溫汞蒸氣技術是最
能形成揮發性的自由原子。
氫化技術測量的元素
圖三 石墨爐原子化器基本構造
控制閥
圖四 汞蒸氣氫化原子化器基本構造
(As、Bi、Sb、Se、Sn、Te)可以很容易測到 g/L
以下的濃度。
B.光源
(1)中空極陰管,陰極是一個空圓柱型之金屬,而
陽極與陰極被密封在一個玻璃做的圓柱體
內,充填氖或氬氣,而窗片則封填於圓柱體
底,使輻射光穿透出去。
(2)無電極放電燈管之設計,是將少量要分析元素
或這類元素之鹽類將它們密封在石英球泡
內,球泡放在一個陶瓷圓柱體內,以無線電頻
產生器之天線纏繞在外,當足夠之能量提供給
無線電產生器時,會有相同之能量揮發與激發
球泡內之元素而放射出特定光譜。
C.光學系統
光學系統如圖五所示,雙光束儀器較穩定,不需事先熱機,可省時間,對基線增加穩定性。
光學系統中單光器的設計,光來自燈源由入口狹縫進入,由光柵分光作用,被分光後之波長再由出狹縫出去,由光柵角度之調整可選擇燈源所放射之光,使其由出口狹縫到達偵測器,其它的光則被出口狹縫所阻擋,所以一般單光器的設計在光柵的設計,刻劃密度愈大解析度佳,光柵面積大,得到較強光能。
D.偵測器
固態半導體偵測器,其量子效率高與傳統PMT光電
倍增管比較,如圖六所示。
且壽命長。
三、PerkinElmer AAnalyst 800 設計
AAnalyst 800型是一台可全自動步進馬達切換火焰式及石墨爐式的原子吸收光譜儀,全新的設計,是PerkinElmer為穩合公元2000年而設計生產的全自動化,新科技的精密儀器。
A.原子化器,包含火焰式及石墨爐式
(1)火焰式原子化器,其燃燒頭位置可經由軟體
1
9
8
7
6
5
4
3
2
1
2
3
4
5
6
W
a
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n
g
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(
n
m
)
P
M
T
9
2
8
S
S
D
Q:E
(%)
Wavelength (nm)
圖六固態半導體偵測器與傳統PMT管量子效率比較
控制調整至最佳化位置,可節省時間及有效去除干擾問題,如圖七。
(2)石墨爐式原子化器,採用側向加熱石墨管,
溫度分佈均勻,避免記憶效應,最佳化原子
化溫度較傳統式石墨爐低,因此可延長石墨
管壽命,如圖八。
且含有石墨爐專用的水循
環冷卻系統保持石墨爐信號的穩定性,較傳
統式自來水冷卻裝置節省水,並可裝置於無
塵室中方便電子產業的需求。
且石墨爐之背
景較正系統採用Longitudinal AC Zeemen系
統,不用加極化鏡可提高分析感度。
B.燈源設計,如圖九。
可放八支燈管燈座,內含能量供給系統,除了中空陰極燈管亦可放置無電極放電燈管。
C.光學系統,如圖十。
(1)高效率雙光速光學設計,Littrow型單光器,
體積小,光能效率高,為目前所有原子吸收
光譜儀之最。
(2)Real Time同時間測量樣品光束與參考光
束,參考光束使用高效率光學纖維,不僅可
圖七經由軟體控制調整燃燒頭至最佳化位置
圖八側向加熱石墨管,溫度分佈均勻
圖九燈源設計
圖五 AA800光學系統
避免基線偏移,亦可降低信號雜訊。
D.
固態半導體偵測器,如圖十一。
量子效率高,壽命長且雜訊低…等優點。
整體而言,PerkinElmer AAnalyst 800型涵蓋火焰式及石墨爐式原子吸收光譜儀另可加裝氫化裝置,為全方位的微量金屬元素,分析儀器可分析不同濃度的需求,且利用最新的設計技術,迎合各個產業的應用,目前已廣泛地應用於環、食品、特用化學品、電子產業、材料分析及臨床醫學等研究領域。
圖十一 固態半導體偵測器。