原子吸收光谱法讲解
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。
原子吸收光谱法精讲
燃气 C2H2 C2H2
C2H2
H2 H2 H2 丙烷
助燃气
燃烧速度 /cm.s-1
温度/oC
特点
Air
158-266
2100-2500
温度较高，最常用（稳定、噪声小、 重现性好，可测定 30 多种元素）
O2
1100-2480
3050-3160
高温火焰，可作上述火焰的补充， 用于其它更难原子化的元素
旦发生重叠干扰，则要求仪器可分辨两条波长相差0.1Å的谱线。
消除：另选分析线。如V线（3082.11Å）对Al 线（3082.15 Å）的干扰；
多谱线的元素产生的谱线之间的干扰等。
2. 非吸收线干扰：来自被测元素自身的其它谱线或光源中杂质的谱线。
消除：减小狭缝和灯电流或另选分析线。
3. 火焰的直流发射：火焰的连续背景发射，可通过光源调制消除。
（类似样品容器）、分光系统及检测系统。
原子化器 空心阴极灯
切光器
单色仪
检测器
燃气
样品液
助燃气
雾化器
废液
原子化系统
原子吸收仪器结构示意图
一、流程
1.作用
二、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，
种谱线称为共振发射线(它们
都简称共振线)。
2、原子吸收线的形状 原子吸收光谱线线宽~0.001nm
原子发射光谱线线宽~0.0005nm
（有谱线展宽现象） 因此，光谱测定的特征谱线会有区别：
测定元素 吸收分析线波长 发射分析线波长
Al
3093
原子吸收光谱法和原子吸收分光光度法
原子吸收光谱法和原子吸收分光光度法原子吸收光谱法和原子吸收分光光度法是分析化学中常用的技术手段，用于测定物质中金属元素的含量。
本文将介绍这两种方法的原理、应用以及比较。
一、原子吸收光谱法原子吸收光谱法是一种基于物质对特定波长的吸收能力进行分析的方法。
它利用原子在吸收特定波长的光线时会发生能量跃迁的特性，通过测量样品对特定波长的光线吸收的强度来确定其中金属元素的含量。
原子吸收光谱法的原理是基于原子的量子力学原理，当金属元素处于基态时，外层电子具有特定的能级跃迁能量，吸收特定波长的光线。
通过测量光线透过样品之前和之后的强度差，可以计算得到金属元素的浓度。
原子吸收光谱法的应用广泛，尤其在环境监测、食品安全、药物分析等领域具有重要意义。
例如，通过原子吸收光谱法可以测定水中重金属元素的含量，用于评估水质的安全性；还可以用于监测土壤中的污染物含量，从而保护农作物的品质。
二、原子吸收分光光度法原子吸收分光光度法是一种基于原子吸收光谱技术的定量分析方法。
它利用物质对特定波长的光线吸收的强度与其浓度呈线性关系的特点，通过测量样品对特定波长光线吸收的强度来确定其中金属元素的含量。
原子吸收分光光度法与原子吸收光谱法相比，其最大的区别在于前者是定量分析方法。
通过建立标准曲线，测定样品吸光度与浓度的线性关系，可以准确计算得到金属元素的含量。
原子吸收分光光度法具有高灵敏度、准确度高以及分析速度快的优点，广泛应用于食品、化妆品、医药等行业中。
例如，原子吸收分光光度法可以用于检测食品中的微量元素，如铜、锌等，帮助评估食品的质量和安全性。
三、原子吸收光谱法与原子吸收分光光度法的比较原子吸收光谱法和原子吸收分光光度法在金属元素的定量分析方面都有重要的应用，但在一些方面存在差异。
1. 灵敏度：原子吸收光谱法的灵敏度更高，可以检测到更低浓度的金属元素，而原子吸收分光光度法的灵敏度相对较低。
2. 准确度：原子吸收分光光度法的准确度更高，可以通过建立标准曲线进行定量分析，而原子吸收光谱法的准确度相对较低。
原子吸收光谱法
原子吸收光谱法原子吸收光谱法是一种常见的分析化学技术，用于定量分析样品中金属元素的含量。
这种方法利用了原子在特定波长的光线照射下吸收特定能量的特性。
本文将介绍原子吸收光谱法的原理、应用及其在分析化学领域的重要性。
## 一、原理介绍原子吸收光谱法的原理基于原子在吸收特定波长的光线后，电子从基态跃迁到激发态的过程。
当样品中的金属元素被蒸发成原子并通过火焰或电热等方法激发后，特定波长的光被通过样品，吸收特定能量的光线被原子，其吸收量与原子浓度成正比。
利用测量被吸收的光的强度，可以推断出样品中金属元素的含量。
## 二、仪器构成原子吸收光谱法的仪器通常包括光源、样品室、单色器、检测器等部分。
光源产生特定波长的光线，样品室用于蒸发样品中的金属元素成原子，单色器用于选择特定波长的光线，检测器用于测量被吸收的光线的强度。
这些部件共同作用，构成了原子吸收光谱仪，可用于样品中金属元素含量的定量分析。
## 三、应用领域原子吸收光谱法在环境监测、食品安全、医学诊断等领域有着广泛的应用。
例如，它可以用于检测饮用水中的重金属污染物，监测环境中的有害元素含量，确保环境质量安全。
在食品安全方面，原子吸收光谱法可用于检测食品中的微量元素，如铁、锌等，确保食品质量符合标准。
此外，在医学诊断中，原子吸收光谱法可以用于分析生物样本中微量元素的含量，为疾病诊断提供重要依据。
## 四、优势与局限性原子吸收光谱法具有高灵敏度、高精确度和宽线性范围的优势，能够准确测定样品中微量金属元素的含量。
然而，它也有局限性，例如不能同时测定多种元素，需要事先了解样品中金属元素的成分，且对样品制备要求较高。
## 五、发展趋势随着科学技术的不断发展，原子吸收光谱法也在不断完善和发展。
近年来，原子吸收光谱法与其他分析技术相结合，如原子荧光光谱法、电感耦合等离子体质谱法等，提高了分析的灵敏度和准确性。
此外，随着纳米技术的发展，原子吸收光谱法在纳米材料分析方面也有了广阔的应用前景。
原子吸收光谱法的使用教程
原子吸收光谱法的使用教程导语：原子吸收光谱法（atomic absorption spectroscopy）是一种常用的分析方法，用于确定金属元素的含量。
它通过测量待测溶液或固体中的金属元素产生的特定吸收能力，从而推断出其浓度。
本文将介绍原子吸收光谱法的基本原理、仪器设备、样品处理和实验步骤等，帮助读者了解和运用这一分析技术。
一、基本原理：原子吸收光谱法是基于原子对特定波长光的吸收现象。
当金属元素处于高温火焰等离子体或电感耦合等离子体（ICP）中时，激发态的原子能量会上升。
当特定波长的光通过样品时，如果存在待测元素，它会吸收这些特定波长的光。
通过测量被吸收的光的强度，我们能够推断出待测元素的浓度。
二、仪器设备：进行原子吸收光谱实验所需的仪器设备包括原子吸收光谱仪、火焰或电感耦合等离子体、石英坩埚、样品溶液和标准曲线。
1. 原子吸收光谱仪：选择具备较高分辨率和灵敏度的原子吸收光谱仪。
其主要部件包括光源，波长选择装置，样品池，光电倍增管和信号处理系统。
2. 火焰或电感耦合等离子体：根据需要选择适当的离子源。
火焰常用于常规元素分析，而电感耦合等离子体（ICP）则用于微量元素或痕量元素的测定。
3. 石英坩埚：为了保持火焰或ICP中的样品载体，需要使用耐高温、耐腐蚀的石英坩埚。
4. 样品溶液和标准曲线：准备待测元素溶液和多个浓度不同的标准溶液，用于建立标准曲线以推断待测样品中的元素浓度。
三、样品处理：在进行原子吸收光谱分析之前，需要对待测样品进行适当的处理。
1. 溶解样品：将待测样品溶解在适当的溶剂中，如酸、氧化剂或还原剂。
2. 过滤：用滤纸或滤膜将溶液过滤，去除可能干扰分析的杂质。
3. 稀释：根据样品的预期浓度选择适当的稀释方法，以保证浓度在分析范围内。
四、实验步骤：1. 校准仪器：使用标准样品系列，根据不同浓度下的吸光度值，绘制标准曲线。
2. 样品测量：将经过处理的待测样品与标准样品一同输入原子吸收光谱仪中，选择特定波长的光照射样品，记录被吸收的光的强度。
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ppt课件
定量分析的依据
基态原子对共振线的吸收程度 与蒸气中基态原子的数目和原子蒸气 厚度的关系，在一定的条件下，服从 朗伯－比耳定律：
8
定量分析的依据
由于原子化过程中激发态原子数目和离子 数很少，因此蒸气中的基态原子数目实际上接近 于被测元素的总原子数目，而总原子数目与溶液 中被测元素的浓度c成正比。在L一定条件下：
9
原子吸收分光度计
10
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？
11
➢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。
12
注意：在高浓度时，标准曲线易发生弯曲。 27
➢标准加入法
计算法:
设容量瓶A，待测元素浓度Cx，吸光度Ax； 容量瓶B，待测元素浓度为(Cx+Cs)，吸光 度为Ax+s，可求得被测试液元素的浓度为:
28
➢标准加入法
作图法:
设同体积容量瓶编号 A B C D
试液+标准溶液浓度 cx cx+ cs cx+ 2cs cx+ 4cs
原子化过程分为干燥、灰化（去除基体）、 原子化、净化( 去除残渣）四个阶段，待测元 素在高温下生成基态原子。
21
石墨炉原子化装置
优点：原子化程度高，试样用量少（1100μL），可测固体及粘稠试样，灵敏度 高，检测极限10-12 g/L。
缺点：精密度差，测定速度慢，操 作不够简便，装置复杂。
22
➢单色器
质和内充惰性气体的光谱; 14
PPT原子吸收光谱法分析原理和方法PPT课件PPT54页
❖ 外界压力增加——谱线中心频率0位移、形状和宽度发生变化—— 发射线与吸收线产生错位——影响测定灵敏度；
❖ 温度在1500-30000C之间，压力为1.01310-5Pa ——热变宽和压变宽 有相同的变宽程度；
❖ 火焰原子化器——压变宽为主要；石墨炉原子化器——热变宽为主 要。
第6页，共54页。
根据吸收定律的表达式，以 I~ 和 K- 分别作图得吸收强度与频 率的关系及谱线轮廓。可见谱线是有宽度的。
K0
K0/2 I0
I K
0
I~ （吸收强度与频率的关系）
0
K~ （谱线轮廓）
图中：
K—吸收系数；K0—最大吸收系数； 0，0—中心频率或波长(由原子能级决定)； ，—谱线轮廓半宽度（K0/2处的宽度）；
电流越大，光强越大，但过大则谱线变宽且强度不稳定；充入低压惰性气 体可防止与元素反应并减小碰撞变宽。 问题：为什么HCL会产生低背景的锐线光源？ 答：低压－原子密度低，Lorentz Broadening小；小电流－温度低Doppler Broadening 小，故产生锐线光源！惰性气体难于激发且谱线相对简单——低背景。
K0
1
D
ln 2 e2 mc
N0 f
1
D
ln 2 e2 (c) f mc
A KcL
上式表明，当用锐线光源作原子吸收测定时，所得A与原子蒸气中待测元素的基态 原子数成正比。
第15页，共54页。
3. 锐线光源 根据Walsh的两点假设，发射线必须是“锐线”（半宽度很小的谱线）。
发射线
吸收线
I
形式，其高度和角度可调（让光通过火焰适宜的部位并有最
原子吸收光谱法
第二节 仪 器
缝和三缝两种。燃烧器的缝长和缝宽，应根据所用燃料 确定。目前，单缝燃烧器应用最广。 单缝燃烧器产生的火焰较窄，使部分光束在火焰周 围通过而未能被吸收，从而使测量灵敏度降低。采用三 缝燃烧器，由于缝宽较大，产生的原子蒸气能将光源发 出的光束完全包围，外侧缝隙还可以起到屏蔽火焰作 用，并避免来自大气的污染物。因此，三缝燃烧器比单 缝燃烧器稳定。燃烧器多为不不锈钢制造。燃烧器的高 度应能上下调节，以便选取适宜的火焰部位测量。为了 改变吸收光程，扩大测量浓度范围，燃烧器可旋转一定 角度。
3
第一节 基本原理
素原子吸收不同频率的光，透过光强度对吸收光频率作 图，如下图：
Iν
I0
ν0 Iν 与ν 的关系
4
第一节 基本原理
由图可知，在频率ν 0处透过光强度最小，即吸收最 大。若将吸收系数对频率作图，所得曲线为吸收线轮 廓。原子吸收线轮廓以原子吸收谱线的中心频率（或中 心波长）和半宽度 表征。中心频率由原子能级决定。半 宽度是中心频率位置，吸收系数极大值一半处，谱线轮 廓上两点之间频率或波长的距离。 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
11
第一节 基本原理
Kν 在此轮廓内不随频率而改变，吸收只限于发射线轮廓 内。这样，一定的K0即可测出一定的原子浓度。 4，实际测量 在实际工作中，对于原子吸收值的测量，是以一定光 强的单色光I0通过原子蒸气，然后测出被吸收后的光强 I，此一吸收过程符合朗伯-比耳定律，即
I = I0e-K N L
8
第一节 基本原理
∫Kν dν = πe2N0ƒ/mc 式中e为电子电荷；m为电子质量；c为光速；N0为单位体 积内基态原子数；f 振子强度，即能被入射辐射激发的每 个原子的平均电子数，它正比于原子对特定波长辐射的 吸收几率。这是原子吸收光谱分析法的重要理论依据。 若能测定积分吸收，则可求出原子浓度。但是，测 定谱线宽度仅为10-3nm的积分吸收，需要分辨率非常高的 色散仪器。 2，峰值吸收 目前，一般采用测量峰值吸收系数的方法代替测量积
原子吸收光谱法(共73张课件)
比尔定律：
▪ 分析中，待测元素的浓度与其吸收辐射的原子总数成正 比。在一定浓度范围和一定火焰宽度L下：
▪ 可以通过测吸光度可求得待测元素的含量。
▪ 原子吸收分光光度A分析k'的c定量基础。待测元素浓度
2024/8/30
27
§4-3 原子吸收分光光度计
一、基本构造
光源
原子化系统
分光系统
检测系统 显示装置
表
处吸收轮廓上两点间的距离
征
（即两点间的频率差）。
▪ 数量级为10-3 -10-2 nm （发射线10-4 -10-3 nm ）。
图4.2 原子吸收光谱轮廓图
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12
谱线变宽： 自然宽度 ：N
▪ 无外界影响下，谱线仍有一定宽度—自然宽度。
▪ 与原子发生能级间跃迁时激发态原子的平均寿命有关。
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图4.3 峰值吸收测量示意图
21
应用原理： ▪ 光源：
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A lg I0 I
I0
e
0
I0d
I
e
0
Id
I I0eKL
I e 0
I0eKLd
Alg
e
0
I0 d
I e d e
K L
0 0
则：
在满足瓦尔西方法的测量条件时，在积分界限
内 吸可 收以 系认 数为。为常数，并合K理 地使之等于峰值
5%，测定灵敏度极差。
噪音低；
用该元素的锐线光源发射出特征辐射。 特点： 原子吸收分析的主要特点是测定灵敏度高，特效
发射的谱线稳定性好、强度高且宽度窄。
共振线在外光路损失小。
试样在原子化器中被蒸发,解离为气态基态原子。 共Ok振! L线et（’s特Ha征ve谱a线B）re是ak元. 素所有谱线中最容易发生、最灵敏的线，又具有元素的特征，所以分析中用该谱线作为分析线。
《仪器分析》第十二章_原子吸收光谱法
当采用锐线光源时，测量是在原子吸收线附近一定频 率范围内进行，即
I 0 I d
0
I I 0e
K l
I e
0
K l
d
锐线光源的很小，可以近似用峰值吸收系数K0 来表 示原子对辐射的吸收，因此有吸光度A为：
I0 A lg lg I
质的强谱线。
空心阴极灯光的强度与灯的工作电流有很大关系。增
大灯电流，可以增加发射强度。但是，灯电流过大，会导 致一些不良现象，如阴极溅射增强，产生密度较大的电子 云，灯本身发生自蚀现象；加快内充气体的“消耗”而缩 短寿命；阴极温度过高，使阴极物质熔化；放电不正常，
灯光强度不稳定灯。灯电流太小，灯光强低，稳定性和信
（2）峰值吸收 1955年Walsh提出，在温度不太高的稳定火焰情况下，
峰值吸收系数与被测元素的原子浓度也成正比。通常情况下，
吸收轮廓决定于多普勒变宽，吸收系数为
2 ( 0 ) ln 2 D 2
K K 0e
K0 2 D
D 是多普勒 半宽度
K d mc N
于分析化学的原因。
e 2
0
f
m 是电子质量，f是振子强度，即能被入射 辐射激发的每个原子的平均电子数，正比 于原子对特定波长光的吸收概率。
若能测定积分吸收，则可以求出原子浓度。但是，测定谱 线宽度仅仅10-3nm的积分吸收，需要分辨率很高的色散仪器，
难以做到，这也是100多年前发现原子吸收现象却一直未能用
空心阴极灯工作原理：
当正、负两电极间施加适当的直流电压(300V—500V)
时，便开始放电，阴极发射的电子在电场作用下，高速射
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PPT课件
消除电离干扰的方法
加入消电离剂 利用富燃火焰也可抑制电离干扰 利用温度较低的火焰 提高溶液的吸喷速率 标准加入法
化学干扰
是指试样溶液转化为自由基态原子的过程中,待 测元素和其他组分之间发生化学作用而引起的干 扰效应.它主要影响待测元素化合物的熔融,蒸发 和解离过程.这种效应可以是正效应,增强原子吸 收信号;也可以是负效应,降低原子吸收信号.化学 干扰是一种选择性干扰,它不仅取决于待测元素与 共存元素的性质,还与火焰类型,火焰温度,火焰状 态,观察部位等因素有关.化学干扰是火焰原子吸 收分析中干扰的主要来源,其产生的原因是多方面 的.
物理干扰
吸喷速率
喷雾量和雾化效率
毛细管形状
物理干扰一般都是负干扰,最终影响火焰分 析体积中原子的密度.
消除物理干扰的方法
配制与待测试液基体相一致的标准溶液; 当前者困难时,可采用标准加入法; 当被测元素在试液中浓度较高时,可以稀释溶液来降低
或消除物理干扰; 在试液中加入有机溶剂,改变试液的粘度和表面张力,
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：光电倍增管 数据处理系统器
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
内标法:分别在标准试样和被测试样中加入已知量的第
三种元素作为内标元素,测定分析线和内标线的吸光度比
D (工D作,曲D线x .)然并后以在D对标应准标曲准线溶上液根中据被测元计素算含出量试或样浓中度待绘测制
原子吸收光谱法—原子吸收光谱法基本原理(仪器分析课件)
3 原理
4
2．多普勒变宽（热变宽）： 由于多普勒效应而导致的谱线变宽。其宽度约
为10-3nm数量级。
3．压力变宽：由于同类原子或与其它粒
子（分子、原子、离子、电子等）相互碰撞 而造成的吸收谱线变宽。其宽度也约为103nm数量级。
4)场致变宽：在外电场或磁场作用下， 能引起能级的分裂，从而导致谱线变宽。
5)自吸变宽：由自吸现象（共振线被灯内 同种基态原子所吸收）而引起的谱线变宽。
主要影响因素：多普勒变宽和洛伦变宽的影响。
三、共振线和吸收线
原子吸收产生：原子外层电子在能级之间的跃迁。 共振吸收线：原子外层电子从基态跃迁至第一激
发态所产生的吸收谱线。 共振发射线：原子外层电子从第一激发态直接跃
迁至基态所辐射的谱线。 共 振 线：共振发射线和共振吸收线都简称为
共振线
共振线：特征谱线，元素的灵敏线。 。
四、原子吸收分光光度法与紫外-可见吸收光谱法的比较
相同点 1）都是依据样品对入射光的吸收进行测量的。 2）两种方法都遵循朗伯-比耳定律。 3）就设备而言，均由四大部分组成，即光源、单色器、吸收池
（或原子化器）、检测器。
不同点： 1）吸收物质的状态不同。
紫外可见光谱：溶液中分子、离子，宽带分子光谱，可以使用连续光 源。 原子吸收光谱：基态原子蒸气，窄带原子光谱，必须使用锐线光源。 2）单色器与吸收池的位置不同。 紫外可见：光源→单色器→比色皿。
❖ 一、原子吸收分光光度法特点： 1. 选择性高，干扰少。共存元素对待测元素干扰少，
一般不需分离共存元素。
2. 灵敏度高。火焰原子化法：10-9g/mL；石墨炉： 10-13g/mL 。
3. 测定的范围广。测定70多种元素。 4. 操作简便、分析速度快。 5. 准确度高。火焰法误差<1%法基本原理
原子吸收光谱法
原子吸收光谱法1．原子吸收光谱法的基本原理1.1 原子吸收光谱仪器的基本结构（1）光源—发射待测元素的谱线；（2）原子化器—产生待测元素的原子蒸气，有火焰、无火焰原子化器和氢化物原子化装置；（3）分光系统—分出待测元素谱线（一般是共振线）；（4）检测系统—将光信号转换为电信号、放大、检测、显示。
1.2 原子吸收光谱法的基本原理原子吸收光谱法是原子对特征光吸收的一种相对测量方法。
它的基本原理是：以一束特定的入射光强I 0，投射至待测元素的基态原子蒸气，则此测元素的基态原子蒸气对入射的特征光产生吸收，未被吸收的部分透射过去。
待测元素浓度C 越大，光的吸收量越多，其透射光强I 越弱。
C 、I 0和I 三者之间存在一定的关系。
假定频率为υ，强度为I 0的光束透过厚度为ι的原子蒸气层后，光被吸收一部分，透过的光的强度I 可用下式表示：I = I 0e -kvlA =logI 0/I=k v ιloge采用锐线光源时，可用峰值吸收系数k 0 代替吸收系数k v ，A =logI 0/I=0.4343 k 0ι；峰值吸收系数k 0与待测元素原子浓度N 呈线性关系，A =KN ι；在给定原子化条件下，ι是定值；当原子化条件一定时，气态原子浓度N 正比于溶液中待测元素浓度C ，A = KC 。
这是原子吸收光谱分析基本关系式，它说明原子吸收光谱分析遵循郎伯-比尔定律。
通过测定已知待测元素的标准溶液与试样的吸光度，就可求出试样中待测元素的含量。
2．特点2.1 灵敏度高：火焰法一般为μg/mL —ng/mL 级，无焰法绝对灵敏度在10-10-10-14g 之间。
2.2 干扰小：同化学分析法和发射光谱法比较，其谱线干扰小且易抑制。
2.3分析速度快：干扰小、易于克服，因此，在复杂试样分析中，制备一份溶液，不经化学分离就能直接测定多元素。
2.4精密度好、准确度高：光源的稳定性直接影响原子吸收仪器测量的精密度，不同元素的光源稳定性是不同的，因而精密度也不同。
原子吸收光谱分析法知识详解
原子吸收光谱分析法知识详解原子吸收光谱分析法是实验室元素分析最常用的方法之一。
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。
一、原子吸收光谱的理论基础1、原子吸收光谱的产生在原子中，电子按一定的轨道环绕原子核旋转，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。
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。
激发态原于很不稳定，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：ΔE=Eq-E0=hv=hc/λ式中：H：普朗克常数，其数值为：6.626*10-23J·S；C：光速（3*105km／s）；V、入：分别为发射光的频率和波长；E0、E q：分别代表基态和激发态原子的能量，它们与原子的结构有关。
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已与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。
原子吸收光谱是源于发射光谱的逆过程。
基态原子只能吸收频率为：υ=（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。
这种振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(有些元素有好几条线，有的只有一条，次灵敏线能量太低不能使用）。
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AAS的基本原理
赫鲁兹马克(Holtzmark)变宽(R或R): 同种原子碰撞，又称为共振变宽， R随着待测
元素原子密度升高而增大，在原子吸收法中，测定 元素的浓度较低，R一般可以忽略不计 。
自吸变宽：
光源辐射共振线被光源周围较冷的同种原子所吸 收的现象叫做自吸，自吸现象使谱线强度降低，同 时导致谱线变宽。
然宽度,它与原子发生能级间跃迁时激发态原子的 平均寿命(10-8-10-5 s)有关，寿命越长，则谱线宽 度就越窄，自然宽度造成的影响与其他因素相比 可以忽略不计。
AAS的基本原理
多普勒变宽(D或D): 由于原子在空间作无规则热运动所引起的谱
线变宽，因而又称为热变宽。
或 7.16 107 T
AAS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ng·ml-1级，石
墨炉原子吸收法的检出限可达到10-10-10-14g。
（2）准确度好 火焰原子吸收法的相对误差为小于1%，石墨
炉原子吸收法的相对误差一般约为3%-5%。 （3）选择性好
多数情况下，共存元素对被测元素不产生干扰。
AAS的特点
激发态原子数Ni与基态原子数No之比较小,<1%. 可以用基 态原子数代表待测元素的原子总数N。
例题 计算2000K和3000K时, Na589.0nm的激发态 与基态原子数之比各为多少？已知gi/g0=2
解：
Ei
hc
4.136 1015eV s 3 1010cm s1 589.0nm 107 cm nm1
AAS的基本原理
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) :最大吸收系数对应的波长
半宽度ΔO(吸收线宽度)：峰值吸收值一半处的频率
原子吸收线的宽度约为10-3-10-2nm(折合成波长)。
AAS的基本原理
3.吸收峰变宽原因
自然变宽(N或N): 在无外界条件影响时，谱线的固有宽度称为自
AAS的基本原理
一、共振线
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。产生的吸收
线叫共振吸收线（简称共振线） —— 吸收光谱 激发态基态，发射出一定频率的辐射。所释放的光线叫共
振发射线（也简称共振线） ——发射光谱 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 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）利用特征谱线(共振线)可以进行定量分析。
AAS的基本原理
四、原子吸收法的测量
1. 积分吸收测量法
测量气态基态原子 吸收共振线的总能量称 为积分吸收测量法。它 相当于吸收线轮廓下面 所包围的整个面积。
AAS的基本原理
2.峰值吸收测量法
1955年澳大利亚物理学家沃尔士提出采用锐 线光源，测量吸收线的峰值吸收。
三、基态原子数与原子化温度
在原子化过程中，多数原子处于基态，有部分原子成为 激发态原子。在处于一定条件的热平衡状态下，激发态原 子数Ni与基态原子数N0之间的关系可用波耳兹曼方程表示
Ni gi exp( Ei )
N0 g0
kT
gi和gO分别为激发态和基态的统计权重，Ei表示激发能。
温度越高，Ni/N0值越大。通常原子化火焰温度低于3000K，
AAS的基本原理
二、原子吸收光谱轮廓与谱线变宽
1.吸收定律
Iv=I0·exp( -Kvl )
A
lg I0 Iv
0.434Kvl
I0、 Iv分别是频率为v的入射光和透过光的强 度； Kv为原子蒸气对频率为v的入射光的吸收 系数；l 为原子蒸气的宽度。
AAS的基本原理
2.吸收线的轮廓和变宽
原子结构较分子结构简单，理论上应产生线状 光谱吸收线。 实际上用特征吸收频率左右范围的辐射光照射 时，获得一峰形吸收：具有一定宽度。 透射光强度Iv 和吸收系数Kv与辐射频率v有关. 以Iv与v 作图, 以Kv与 作图：
第六章 原子吸收光谱法
( Atomic Absorption Spectrometry, AAS )
概述
原子吸收光谱法：又称原子吸收分光光度法 根据物质的基态原子蒸气对同类原子的特征辐
射的吸收作用来进行元素定量分析的方法。
原子吸收光谱分析的基本过程：
如欲测定试样中某元素含量，用该元素的锐线光源发射 出特征辐射，试样在原子化器中被蒸发、解离为气态基态 原子，当元素的特征辐射通过该元素的气态基态原子区时， 元素的特征辐射因被气态基态原子吸收而减弱，经过色散 系统和检测系统后，测得吸光度，根据吸光度与被测定元 素的浓度线性关系，从而进行元素的定量分析。
D
0A
r
T为绝对温度，Ar为相对原子质量。
温度升高，原子的相对热运动剧烈，热宽 度增大。即使在温度较低时，也比自然宽度要 严重，因此必须引起注意。
AAS的基本原理
劳伦兹(Lorentz)变宽(L或L):
由于原子相互碰撞使能量发生稍微变化。待测 原子和其他原子碰撞，通常L为10-4-10-3，劳伦 兹变宽随外界气体压力的升高而加剧，有称为压 力变宽，随温度的升高谱线变宽呈下降的趋势。
AAS的基本原理
除上述的变宽原因之外，还有电场致宽、 磁场致宽。但在通常原子吸收实验条件下，吸 收线轮廓主要受多普勒变宽和劳伦兹变宽的影 响。当采用火焰原子化器时，劳伦兹变宽为主 要因素；当采用无火焰原子化器时，多普勒变 宽占主要地位。
谱线变宽往往会导致原子吸收分析的灵敏 度下降。
AAS的基本原理
（4）分析速度快 用P-E5000型自动原子吸收仪在35min，能
连续测定50个试样中的6中元素。 （5）应用范围广
可测定的元素多达70余种，可以测定金属、 非金属和有机化合物。 （6）仪器简单，操作方便
原子吸收光谱法的不足之处：多种元素同时测定尚 有困难，有相当一些元素的测定灵敏度还不能令人满意。
2.107eV
T=2000K：
Ni gi exp( Ei )
Ng
kT
0
0
2.107eV
2exp(
)
8.618 105eV K1 2000KK：
Ni 5.78 104 N
0
Ni/N0值小于1%，基态占原子总数的99%以上，可以 用N0代表原子化器中原子总数N。