仪器分析-原子吸收
仪器分析_原子吸收习题和参考答案
原子吸收习题及参考答案 一、填空题1、电子从基态跃迁到激发态时所产生的吸收谱线称为电子从基态跃迁到激发态时所产生的吸收谱线称为 . . .在从激发态跃迁回基态时在从激发态跃迁回基态时在从激发态跃迁回基态时..则发射出一定频率的光则发射出一定频率的光..这种谱线称为这种谱线称为 . . .二者均称为二者均称为二者均称为 。
各种元素都有其特有的有的 . . .称为称为称为 。
2、原子吸收光谱仪和紫外可见分光光度计的不同处在于原子吸收光谱仪和紫外可见分光光度计的不同处在于 . . .前者是前者是前者是 . . .后者后者是 。
3、空心阴极灯是原子吸收光谱仪的、空心阴极灯是原子吸收光谱仪的 。
其主要部分是。
其主要部分是。
其主要部分是 . . .它是由它是由它是由 或或 制成。
灯内充以制成。
灯内充以制成。
灯内充以 成为一种特殊形式的成为一种特殊形式的成为一种特殊形式的 。
4、原子发射光谱和原子吸收光谱法的区别在于：原子发射光谱分析是通过测量电子能级跃迁时迁时 和和 对元素进行定性、定量分析的对元素进行定性、定量分析的对元素进行定性、定量分析的..而原子吸收光谱法师测量电子能级 跃迁时跃迁时 的强度对元素进行的强度对元素进行的强度对元素进行 分析的方法。
分析的方法。
5、原子吸收光谱仪中的火焰原子化器是由、原子吸收光谱仪中的火焰原子化器是由 、、 及及 三部分组成。
三部分组成。
6、分子吸收光谱和原子吸收光谱的相同点是：都是、分子吸收光谱和原子吸收光谱的相同点是：都是 . . .都有核外层电子跃迁产生的都有核外层电子跃迁产生的都有核外层电子跃迁产生的 . .波长范围波长范围波长范围 。
二者的区别是前者的吸光物质是二者的区别是前者的吸光物质是 . . .后者是后者是后者是 。
7、在单色器的线色散率为、在单色器的线色散率为0.5mm/nm 0.5mm/nm 的条件下用原子吸收分析法测定铁时的条件下用原子吸收分析法测定铁时..要求通带宽度为0.1nm.0.1nm.狭缝宽度要调到狭缝宽度要调到狭缝宽度要调到 。
仪器分析 第四章
Walsh的贡献：
1）AAS的理论基础—峰值吸收理论 2）发明并使用了锐线光源—HCL
1961年沃尔夫（原苏联）开始了无火焰AAS工作 1965年T.B.Willis 威尼斯开始N2O—C2H2 3000oC N2O—C2H2 的使用使测定元素30种—70多种
近代的发展：
1）背景校正，如Zeeman效应校正 2）自动化 自动进样、自动测定、微机贮存 FI—AAS
用于测量少数易解离的元素
中间薄层区——温度最高，是主要的观察区 第二燃烧区——温度在2500 oC 4CO + 2H2 + 3O2 = 4CO2 + 2H2O 总反应 2C2H2 + 5O2 = 4CO2 + 2H2O
2） 高温火焰 常用火焰C2H2-Air 用于测定： Ag、Au、Pt、Pd、Cu、Zn、Cd、Na、 K、Li、Fe、 Co、Ni、Ga、In。 高温火焰C2H2-N2O 用于测定：Al 5N2O = 5N2 + 5/2O2 2 C2H2 + 5O2 = 4CO2 + 2H2O Si Cr Mo △H= -101.5Kcal △H= -300.1Kcal
的碳粒。较强的还原能力，有利于阻碍对氧亲和
力大的元素的氧化，或者能使耐高温的氧化物易 于还原。
2 . 燃烧器
可燃气体在引燃之后在燃烧器的顶端燃烧。 三种类型：园形网孔型 单缝型 三缝型 AAS的标准部件：单缝型燃烧器 100×0.5mm 三缝型燃烧器 长110mm ,宽0.4-0.6mm 二侧起屏蔽作用。 使用：连续使用的时间不宜过长，使用结束后继续水。 原因：燃烧器来不及散热，温度过高，噪声变大， 并产生辐射，火焰产生黄色，并不断跳动， 严重时甚至发生回火。——冷却后消失 3．原子化器的组成：雾化器、雾室、燃烧器
仪器分析原子吸收光谱分析
∫ I =
e 0
I0e-KLd
∫ A = lg
e 0
I0
d
∫e 0
I0e-KLd
第14页，本讲稿共55页
对锐线光源，可以认为Kν= b×K0 为常数：
A
=
lg 1 e-bK0L
=
lg
eK0Lb
=
0.4343K0Lb
Under normal operation condition for AAS, line profile is mainly determined by Doppler broadening, hence,
这以公式表明：积分吸收值与单位原子蒸汽中吸收辐 射的基态原子数呈简单的线性关系，这是原子吸收光谱分析
法的重要理论依据。
第10页，本讲稿共55页
前面公式中： 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。
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，技术上很难实现。 所以，1955年瓦尔西提出采用锐线光源来解决 求积分吸收值的难题。参见下图：
第11页，本讲稿共55页
第12页，本讲稿共55页
由图可见，在使用锐线光源时，光源发射线半宽度 很小，并且发射线与吸收线的中心频率一致。这时发射 线的轮廓可看作一个很窄的矩形，即峰值吸收系数K 在
一、原子吸收线和原子发射线
A
B
A 产生吸收光谱
B 产生发射光谱
E3
E0 基态能级
E1、E2、E3、激发态能级
E2
仪器分析第十四章 原子吸收光谱法
火焰原子化法原子化器
雾化器与雾化室
作用： 作用：将试 液雾化。 液雾化。 要求：喷雾 要求： 稳定、 稳定、雾滴 细小、 细小、均匀 和雾化效率 高,约(10％) 约 ％
火焰原子化法原子化器
燃烧器
作用：形成火焰， 作用：形成火焰， 使进入火焰的试 样微粒原子化。 样微粒原子化。 火焰组成影响测 定灵敏度、 定灵敏度、稳定 性和干扰， 性和干扰，对不 同元素选择不同 的火焰。乙炔的火焰。乙炔 空气焰最常用。 空气焰最常用。
原子的量子能级 描述量子能级的形式： 描述量子能级的形式：光谱项 n2S+1LJ n：主量子数，核外电子的分布层次，0，1，2… ：主量子数，核外电子的分布层次， ， ， L：总角量子数，电子的轨道性状， 0，1，2…， ：总角量子数，电子的轨道性状， ， ， ， 相应的符号为S、 、 、 相应的符号为 、P、D、F S：总自旋量子数，价电子自旋量子数的矢量和， ：总自旋量子数，价电子自旋量子数的矢量和， 0，±1/2，±1，±3/2 ， ， ， J：内量子数，电子运动过程中，轨道磁矩与自 ：内量子数，电子运动过程中， 旋磁矩耦合形成的能级分裂，取值L＋ ， 旋磁矩耦合形成的能级分裂，取值 ＋S， L＋S－1， … L－S。 ＋ － ， － 。 2S+1:光谱项的多重性。 光谱项的多重性。 光谱项的多重性
一种绝对测量方法，现在的分光装置无法实现。 一种绝对测量方法，现在的分光装置无法实现。
原子吸收法的定量基础 2.峰值吸收 2.峰值吸收 钨丝灯光源和氘灯，经分光 钨丝灯光源和氘灯， 后，光谱通带0.2 nm。而原子吸 光谱通带 。 收线的半宽度为10 收线的半宽度为 -3 nm。 。 用一般光源照射时,吸收光强 用一般光源照射时, 度变化仅为0.5%。灵敏度极差 。 度变化仅为 1955年瓦尔什（Walsh） 1955年瓦尔什（Walsh）提出用测定峰值吸收系数 年瓦尔什 K0 来代替积分吸收系数 υ的测定。 来代替积分吸收系数K 的测定。 锐线光源测量谱线的峰值吸收 并采用锐线光源测量谱线的峰值吸收。 并采用锐线光源测量谱线的峰值吸收。
仪器分析 第七章 原子吸收光谱法
第七章原子吸收光谱法1.原子吸收光谱的历史2.原子吸收光谱的特点3.原子吸收光谱与紫外可见吸收光谱的区别4.原子吸收光谱分析过程第一节概述1. 原子吸收光谱的历史◆1802年，沃拉斯顿(Wollaston)在研究太阳连续光谱时，首次发现太阳连续光谱中出现暗线。
◆1817年，夫琅和费(Fraunhofer)研究太阳连续光谱时再次发现这些暗线，但无法解释暗线产生的原因。
2/1363/1361825年，法国著名哲学家孔德在哲学讲义中说“恒星的化学组成是人类绝对不能得到的知识”◆1859年，本生、基尔霍夫研究碱金属和碱土金属火焰光谱时，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，并且钠在光谱中位置相同。
发射线与暗线D◆太阳光谱暗线：太阳外围大气圈中钠原子对太阳光谱中钠辐射特征波长光进行吸收的结果。
4/1365/136太阳中含有94种稳定和放射性元素：氢(71％)、氮(27％)、氧、碳、氖、硅、铁等。
◆1955年，澳大利亚物理学家Walsh（沃尔什）发表了著名论文《原子吸收光谱法在分析化学中的应用》，奠定了原子吸收光谱法的基础。
◆1960年以后，原子吸收光谱法得到迅速发展，成为微量、痕量金属元素的可靠分析方法。
6/1362. 原子吸收光谱法的特点✓检出限低：10-10～10-14g。
✓准确度高：1%～5%。
✓选择性好：一般情况下共存元素无干扰。
✓应用范围广：可测定70多种元素。
✗缺点：难熔元素、非金属元素测定困难，不能实现多元素同时分析。
7/1363. 原子吸收与紫外可见吸收的区别✓相同点：利用物质对辐射的吸收进行分析。
✗不同点：◆吸收机理不同：紫外可见为溶液中分子或离子宽带吸收，带宽为几纳米至几十纳米；原子吸收为气态基态原子的窄带吸收，带宽仅为10-3nm。
◆光源不同。
◆试样处理、实验方法及对仪器的要求不同。
8/1364. 原子吸收光谱分析过程◆确定待测元素。
◆选择该元素相应锐线光源，发射出特征谱线。
食品仪器分析-原子吸收分光光度法答案
原子吸收分光光度法习题一、填空题1.原子吸收光谱分析是利用基态的待测原于蒸气对光源辐射的吸收进行分析的。
答：特征谱线2.原子吸收光谱分析主要分为类，一类由将试样分解成自由原子，称为分析，另一类依靠将试样气化及分解，称为分析。
答：两，火焰，火焰原子吸收，电加热的石墨管，石墨炉无火焰原子吸收。
3.一般原子吸收光谱仪分为、、、四个主要部分。
答：光源、原子化器，分光系统，检测系统。
4.空心阴极灯是原子吸收光谱仪的，其最主要部分是，它是由制成的。
整个灯熔封后充以或成为一个特殊形式的。
答：光源，空心阴极灯，待测元素本身或其合金，低压氖，氢气，辉光放电管。
5.原子吸收光谱仪中的火焰原子化器是由、及三部分组成。
答：雾化器，雾化室，燃烧器。
6.原子吸收光谱仪中的分光系统也称，其作用是将光源发射的与分开。
答：单色器，待测元素共振线，其它发射线。
7.早期的原子吸收光谱仪使用棱镜为单色器，现在都使用单色器。
前者的色散原理是，后者为。
答：光栅，光的折射，光的衍射。
8.在原子吸收光谱仪中广泛使用做检测器，它的功能是将微弱的信号转换成信号，并有不同程度的。
答：光电倍增管，光，电，放大。
9.原子吸收光谱分析时工作条件的选择主要有的选择、的选择、的选择、的选择及的选择。
答：灯电流，燃烧器高度，助燃气和燃气流量比，吸收波长，单色器狭缝宽度。
10.原子吸收法测定固体或液体试样前，应对样品进行适当处理。
处理方法可用、、、等方法。
答：溶解，灰化，分离，富集。
11.原子吸收光谱分析时产生的干扰主要有干扰，干扰，干扰三种。
答：光谱干扰，物理干扰，化学干扰。
二、判断题1.原子吸收光谱分析定量测定的理论基础是朗伯一比尔定律。
（√）2.在原子吸收分析中，对光源要求辐射线的半宽度比吸收线的半宽度要宽的多。
（×）3.原子吸收光谱仪和752型分光光度计一样，都是以氢弧灯做为光源的。
（×）4.原子吸收法测定时，试样中有一定基体干扰时，要选用工作曲线法进行测定。
仪器分析原子吸收光谱法
仪器分析原子吸收光谱法原子吸收光谱法是一种常用的仪器分析技术，用于测定物质中特定金属元素的含量。
该方法基于原子在特定波长的光下吸收特定能量的现象，通过测量所吸收的光的强度，可以确定样品中目标金属元素的浓度。
原子吸收光谱法主要包括石墨炉原子吸收光谱法（Graphite Furnace Atomic Absorption Spectroscopy, GF-AAS）和火焰原子吸收光谱法（Flame Atomic Absorption Spectroscopy, FAAS）。
两种方法的原理基本相同，只是在光源和样品的处理上有所不同。
在GF-AAS中，样品首先转化为气态原子，并通过石墨炉中的加热将其浓缩。
然后，通过光源产生的特定波长的光照射样品，在特定波长的光作用下，样品中的目标金属元素发生原子态到激发态的跃迁，吸收特定的能量。
通过测量光源透射光的强度变化，可以得到样品中目标金属元素的浓度。
在FAAS中，样品通过喷射到火焰中所产生的高温环境下转化为气态原子。
然后，通过特定波长的光照射样品，样品中的目标金属元素吸收特定能量，发生原子态到激发态的跃迁。
同样，通过测量光源透射光的强度变化，可以测定样品中目标金属元素的浓度。
原子吸收光谱法具有以下优点：1. 灵敏度高：原子吸收光谱法可以测定微量金属元素的含量，其灵敏度在ppb（亿分之一）到ppm（百万分之一）的水平上。
2.选择性好：由于每种金属元素吸收特定波长的光，因此不同金属元素之间相互干扰较小。
通过选择不同的光源波长，可以测定多种金属元素的含量。
3.准确性高：原子吸收光谱法经过多年的发展，仪器的准确性和重复性得到大幅提高。
同时，该方法具有较低的标准偏差和高的精密度。
4.快速分析：原子吸收光谱法具有快速分析的特点，一个样品一般只需几分钟即可完成分析，适用于大批量样品的分析。
除了优点之外1.需要样品前处理：样品的前处理会影响到分析结果的准确性和检测灵敏度。
例如，在GF-AAS中，样品需要进行湿氧化处理，其中可能会引入外源性污染物。
仪器分析第五章 原子吸收光谱法
第五章原子吸收光谱法Chapter FiveAtomic Absorption SpectrumFor Short：AAS第一节基本原理一、原子吸收光谱分析概述1、原子吸收光谱的起源18世纪初，人们便开始观察和研究原子吸收光谱-----太阳光谱中的暗线。
1955年，澳大利亚物理学家瓦尔西发表了著名论文“原子吸收光谱在化学分析中的应用”，奠定了原子吸收光谱分析法的理论基础。
1955年，原子吸收光谱作为一种分析方法开始应用。
并在60年代得到迅速发展和普及。
2、什么是原子吸收光谱？溶液中的金属离子化合物在高温下能够解离成原子蒸气，两种形态间存在定量关系。
当光源发射出的特征波长光辐射通过原子蒸气时，原子中的外层电子吸收能量，特征谱线的光强度减弱。
光强度的变化符合朗伯-比耳定律，进行定量分析。
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。
❖原子与分子一样,吸收特定能量后,产生基态→激发态跃迁；产生原子吸收光谱，即共振吸收。
❖原子由基态→第一激发态的跃迁,最易发生。
❖每种原子的核外电子能级分布不同，当产生由基态→第一激发态的跃迁时，吸收特定频率的辐射能量。
二、共振线：共振吸收线——电子从基态跃迁至第一激发态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——电子从第一激发态再跃回基态时，则发射出同样频率的辐射，对应的谱线称为共振发射线（也简称共振线）。
原子的共振线的吸收共振线称为元素的特征谱线，因为：各种元素的原子结构和外层电子排布不同。
所以不同元素的原子从基态激发成第一激发态（或由第一激发态跃回基态）时，吸收（或发射）的能量不同，因此各种元素的共振线各有其特征性。
共振线又称为元素的灵敏线，因为：这种从基态到第一激发态的跃迁最容易发生，因此对大多数元素来说，共振线是指元素所有谱线中最灵敏的谱线。
在原子吸收光度法中，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。
仪器分析实验-原子发射与原子吸收光谱法
火焰的燃助比变化也会导致测量灵敏度的变化。同样，变化的大小也因火焰种类和元素的 性质而定。即使是相同种类的火焰，燃助比不同，也会引起最佳测量高度的改变，从而使测量 灵敏度发生变化。从图 155-2 可看出燃烧器高度与燃助比两个条件的相互依赖关系。
当仪器的光学及电学部分处于稳定的工作状态时，就可根据操作规程对分析条件进行选
五、数据处理
1、定性分析 根据试样谱板与“谱线图”对比的结果，指出试样中某元素出现的 2~3 条 灵敏线及其黑度，以确定大量元素、中量元素、微量元素、痕量元素等。
2、 定量分析 比较试样和标准中同一条灵敏线的黑度，以确定黑度~1%，~0.1%，~0.01%， ~0.001%，若在 0.1%和 0.01%之间，并接近 0.01%时，则可用 0.1%~0.01%表示，以此表示被 测元素的半定量分析结果。
为了便于识别谱线波长位置，通常用铁光谱作为波长标尺，将铁棒或氧化铁粉末与试样并 列摄谱，把摄得的谱板置于映谱仪上，放大 20 倍与“谱线图”进行比较，如果某些元素的灵 敏线出现则证明试样中存在这些元素。
在一定的条件下，元素的谱线强度随着其含量增高而增大，利用这一特性可对各种元素进 行定量分析。为了确定其大致含量，可将试样与半定量标样在同一块感光板上摄谱，然后在映 谱仪上用目视法，对被测元素的黑度进行比较，借助所出现最低级别谱线的强度级数估计各元 素在试样中的大致含量，即光谱半定量分析法。表 154-1 列出了所出现最低级别谱线的强度级 数与含量的对应关系。
4
三、仪器和试剂
仪器：AA300 型原子吸收分光光度计（美国 PE 公司）；10mL 比色管：6 支；25mL 比色 管：1 支；100mL 容量瓶：1 个；5mL 分度吸量管：2 支
仪器分析张新荣原子吸收光谱ppt
在生物体内的分布、代谢和作用。
03
临床诊断与疾病预防
通过原子吸收光谱法对生物体液和排泄物中的元素进行定量分析，为
临床诊断和疾病预防提供依据和支持。
原子吸收光谱法的应用前景及挑战
样品前处理
原子吸收光谱法的样品前处理方法需要进一步优化和完 善，以提高待测元素的回收率和纯度，降低干扰物质的 影响。
仪器性能与技术参数
仪器分析张新荣原子吸收光谱
xx年xx月xx日
Байду номын сангаас
目 录
• 原子吸收光谱法简介 • 原子吸收光谱仪基本结构与原理 • 原子吸收光谱仪的实验技术 • 原子吸收光谱法与其他仪器分析方法比较 • 原子吸收光谱法在环境样品中的应用 • 原子吸收光谱法的展望
01
原子吸收光谱法简介
原子吸收光谱法的基本原理
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，样品中的基态原子在 吸收特定波长的光源后，吸收能量跃迁到激发态，再回到基态时发射出与光源波 长相同的光，通过测量光源通过样品后的吸光度来定量分析样品中的元素含量。
结果分析
对测定结果进行分析，判断土壤中重金属元素含量的高低，了解 土壤污染状况。
原子吸收光谱法测定大气颗粒物中的重金属元素
样品前处理
采集大气颗粒物样品，将颗粒物 进行分离、洗涤、干燥等处理， 以备后续分析。
仪器分析
利用原子吸收光谱法测定大气颗 粒物中重金属元素的含量，如Pb 、Cd、Cr等。
结果分析
原子发射光谱法
是一种基于原子能级跃迁的分析方法，通过测定样品在加热或电激发下发射 的光谱线来确定元素浓度。该方法具有较高的多元素分析能力和较低的检出 限，但干扰因素较多且分析时间较长。
05
《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
仪器分析--原子吸收分光光度法
2020年2月24日星期一
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63-3
原子吸收现象发现较早，100余年后才得到应用： 20世纪30年代出现测汞仪。 直至1955年，澳大利亚物理学家 Walsh. A（沃尔 什）发表了著名论文：《原子吸收光谱法在分析 化学中的应用》，标志着AAS真正进入分析化学 20世纪60年代中期，原子吸收光谱法步入迅速发 展的阶段。尤其是非火焰原子化器的发明使用。
斯塔克(Stark)变宽：光源在电场中也能产生谱线 的分裂，当电场不是十分强时，也表现为宽谱线。
变宽因素小结
温度变宽和压力变宽（劳伦兹变宽）是主 要的，其数量级都是10－3nm。尤其在浓度 较小时。 锐线光源发射线变宽：受Doppler变宽和 自吸收变宽影响大。
2020年2月24日星期一
上一内容 下一内容
Δν L = 2N Aσ2 P
21 1 (+ )
πRT Ar Mr
（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。灯电流越大，自吸越重。
（5）场致变宽
指外界电场、带电粒子、离子形成的电场及磁场 的作用使谱线变宽的现象。影响较小。
塞曼(Zeeman)效应：光源置于磁场中，则原来表 现为一条的谱线，会分裂为两条或以上的谱线 (2J+1条)；磁场影响不很大，分裂线频率差较小， 仪器的分辨率有限时，表现为一条宽谱线；
2020年2月24日星期一
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63-30
（1）用峰值吸收代替积分吸收的前提条件
① 必须使用锐线光源 ② 锐线光源的发射线
与原子吸收线的中 心频率完全一致。 ③ 锐线光源发射线的 半宽度比吸收线的 半宽度更窄，一般 为吸收线半宽度的
仪器分析第6章 原子吸收光谱
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。
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。
（3）原子吸收法的选择性高，干扰较少且易于克服
（4）原子吸收条件下，原子蒸气中基态原子比激发 态原子数目多得多，所以测定的是大部分原子，这 就使得原子吸收法具有较高的灵敏度
原子吸收光谱的特点：
优点： (1) 检出限低，10-10～10-14g； (2) 准确度高，RSD约1%～5%； (3) 选择性高，一般情况下共存元素不干扰； (4) 应用广，可测定70多个元素（各种样品中） 局限性：难熔元素、非金属元素测定困难；不能同 时多元素测定
澳大利亚物理学家瓦尔西发表了著名论文：《原 子吸收光谱法在分析化学中的应用》奠定了原子吸收 光谱法的基础，之后原子吸收光谱法迅速发展。
原子吸收光谱与原子发射光谱的比较：
（1）原子吸收光谱分析利用的是原子吸收现象，而 发射光谱分析则基于原子发射现象
（2）原子吸收线比发射线的数目少的多，这样谱线 的重叠概率小
✓ 单道双光束型：利用参比光束补偿 光源引起的基线漂移。
1. 光源
作用：辐射待测元素的特征光谱（共振线和其它 非吸收谱线），以供测量之用。
要求： A. 能辐射锐线光源 B. 辐射的光强度必须足够、稳定且背景小 C. 灯供电稳定，以确保光强度稳定 空心阴极灯、蒸气放电灯、无极放电灯
空心阴极灯结构
♫ 干燥：试液随升温脱水干燥，由液体转化为固 体。一般情况下，90～120℃，15 ~ 30 s。
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原子吸收光谱法
Atomic Absorption Spectrometry (AAS)
第一节 概述
原子吸收光谱法是一种基于待测基态原子 对特征谱线的吸收而建立的分析方法。
一、历史
这一方法的发展经历了3个发展 阶段：
1、原子吸收现象的发现
1802年Wollaston发现太阳光谱的暗 线；
1859年Kirchhoff和 Bunson解释了 暗线产生的原因
原子吸收法中可忽略。
4、原子吸收线的轮廓 综合上述因素，实际原子吸收线的宽度约为10-3
nm 数量级
I
Io
(~10-3 nm)
Ko
K
Ko
2
(~10-3 nm)
o
三、原子吸收光谱的测量
1、积分吸收
吸光原子数 No 越多，吸光曲线面积越大（峰越 高），因此，理论上积分吸收与 No 呈正比：
K Ko
D= 7.16 10-7 o
T M
T
D Dopple 变宽可达10-3 nm 数量级
3、压力变宽 压力变宽指压力增大后，原子之间相互碰撞引起
的变宽。分为： Lorentz 变宽：指被测元素原子和其它粒子碰撞引
起的变宽（ <10-3 nm )； Holtsmart 变宽：指同种原子碰撞引起的变宽。在
的曲线，从理论上讲原子吸收线
应是一条无限窄的线，但实际上
它有一定宽度。
I
1、自然宽度 由于激发寿命原因，原子吸收线有
一定自然宽度，约为10-5 nm
o
o
2. Dopple 变宽(热变宽)
由于原子的热运动而引起的变宽
D=
2 o ann常数 C
光速 m
原子质量
若用M（原子量）代替m, 则: m=1.660510-24M
核
• 外电子将吸收特征能量的光辐射，由基态
跃
• 迁到相应的激发态，产生原子吸收光谱。
• 使电子从基态跃迁至第一激发态所产生的吸 • 收线称为第一共振吸收线（灵敏线） • 由于原子结构和外层电子排布不同，共振线 • 各有特征，是元素的特征谱线（定性） • 吸收程度与基态原子数成正比 （定
问题
• 原子吸收分析的前提是样品在高温下
激发态和基态原子数 激发态和基态统计权重 Boltzman常数
T 热力学温度
Ei 激发能
教材78页列出某些元素共振线的Ni/No值
由此表数据可以看出：
T
Ni/No
T 3000 Ni/No < 10-3 可以忽略
因此，原子吸收测量通常在3000K以下进 行
二、原子吸收线的轮廓
I
原子吸收线指强度随频率变化
（可测元素达70个，相互干扰很小）
缺点：不能进行多元素同时分析
问题
• 原子吸收不适于定性分析的原因是测一个
元素得换一个灯，那么，原子吸收谱线到 底有多窄？为什么不直接采用连续光源， 通过分光，产生单色光进行原子吸收分析？
第二节 原子吸收光谱理论
一、原子吸收光谱的产生
当辐射光通过原子蒸汽时，若入射辐射的频率等于原 子中的电子由基态跃迁到激发态的能量，就可能被基态 原子所吸收。
K1
K2
K3
K4
K5
K6
6 5 4 3 2 1 0
O
e2
K d =
No f
mc
e - 电子电荷
m - 电子质量
No - 基态原子数 f - 振子强度
（经典色散理论） c - 光速
由于： No = C, 因此：
K d =
e2 C f
mc
K d c
若能获得积分吸收，即可测得原子浓度。
Ar
-
+
火焰原子吸收光谱
火焰
空心阴极光源
棱镜 光电管
3、电热原子化技术的提出
1959年里沃夫提出电热原子化技术，大大 提高了原子吸收的灵敏度
二、原子吸收光谱法的特点
1、灵敏度高
（火焰法：1 ng/ml，石墨炉100-0.01 pg)；
2、精密度好
（火焰法：RSD <1%，石墨炉 3-5%）
3、选择性高
问题
空心阴极灯发出的谱线是同一元素的价 电子能级跃迁产生的结果，因此，其波长位 于该元素中心吸收峰位置没有问题， 但是，怎样保证发射线比吸收线窄？ (空心阴极灯温度比
Ko
原子化器温度低)
o
3、原子吸收光谱测量
实际测量时，将频率为、强度为IO的平行辐射光 垂直通过均匀的原子蒸汽，原子蒸汽将对辐射产生吸
收，得到透过光的强度 I，
h
共振吸收
原子吸收光谱的定义
• 基于蒸气相中被测元素的基态原子对其共
振辐射的吸收强度来测定试样中该元素含 量的一种方法。 1.蒸气相中基态原子：如何获得 2.共振辐射：如何提供 3.吸收强度：如何测量 4.吸收强度：物质含量
• 通常情况下原子处于基态 • 当外界提供的能量恰好等于原子核外层 • 电子基态与某一激发态之间的能量差时，
原子化，可是发射光谱一章中讲到： 在高温下原子也会激发，那么在什么 条件下才能保证原子化的同时，又保 证原子处于基态？请给出你的理论分 析。
当在一定条件下达到热平衡后，处在 激发态和基态的原子数的比值遵循Boltzman 分布：
Ni =
gi Exp(-
Ei )
N0
g0
KT
Ni,, N0 gi， g0 K
太阳光
暗 线
1859年德国物理学家G.Kirchhoff和 化学家R.W. Bunsen证明太阳光谱中暗线 是钠原子吸收的结果
基于原子吸收原理 进行仪器设计的思路
火焰
光源
棱镜 检测装 置
2、空心阴极灯的发明
1955年Walsh发表了一篇论文 “Application of atomic absorption spectrometry to analytical chemistry” 解决了原子吸收光谱的光源问题，50年代末 PE 和 Varian公 司推出了原子吸收商品仪器。
10-3 nm K
(~10-3 nm)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
需要一个分光系统，谱带宽度为 0.0001 nm, 且连续可调
关键性难题
• 通常光栅可分开0.1 nm， 要分开0.01 nm 的两束光需 要很昂贵的光栅；要分开两
束波长相差0.0001 nm 的光，
目前技术上 仍难以实现；
•此外，即使光栅满足了要 求，分出的光也太弱，难以 用于实际测量。
0.0001 nm
2.峰值吸收 Ko
积分吸收亦可用峰值吸收替代，即
2 Ko=
D
ln2
K d
o
2
Ko=
ln2
D
e2
C f
mC
即中心吸收与待测物浓度呈正比，因此只要用一个 固定波长的光源，在o处测量峰值吸收，即可定量。
空心阴极灯