第四章 原子吸收光谱法(课后复习用)
武汉大学《分析化学》(第5版)(下册)章节题库(原子吸收光谱法与原子荧光光谱法) 【圣才出品】
一、选择题1．原子吸收分析中，发射线的宽度（）。
A．比吸收线的宽B．比吸收线的窄C．与吸收线一样宽窄【答案】B【解析】这是实现峰值吸收的基本条件之一。
2．在原子吸收光谱中，火焰的作用是（）。
A．提供能量使试样蒸发并离解成基态原子B．发射待测原子的特征谱线C．提供能量使试样蒸发，离解并进一步使被测原子激发D．提供连续光源【答案】A3．原子吸收光谱分析中，测量的是（）。
A．峰值吸收B．积分吸收C．分子吸收D．连续光谱4．原子吸收分析中，与火焰原子化法相比，无火焰原子化法的（）。
A．原子化效率高，灵敏度高B．原子化效率低，灵敏度高C．原子化效率高，灵敏度低D．原子化效率低，灵敏度低【答案】A5．由于原子无规则的热运动所引起的变宽是（）。
A．多普勒变宽B．劳伦兹变宽C．赫鲁茨马克变宽D．自然变宽【答案】B【解析】劳伦兹和赫鲁茨马克变宽是压力变宽，自然变宽是在无外界影响的情况下，谱带的自然宽度。
6．原子吸收分光光度法中，常在试液中加入KCl，是作为（）。
A．释放剂B．缓冲剂C．保护剂D．消电离剂【答案】D【解析】由于原子的电离而引起的干扰为电离干扰，常加入易电离元素作为消电离剂。
7．若a和b两组分的吸收光谱互相重叠，干扰组分b的吸收光谱仅有一个吸收峰。
测定a时，用（）。
A．解线性方程组法B．等吸收双波长消去法C．系数倍率法D．以上全部方法都可使用【答案】D【解析】解线性方程组法适合于光谱相互重叠的各种情况；因为干扰组分b的吸收光谱有一个吸收峰，可以找到等吸收的双波长，所以可以选用等吸收双波长消去法；干扰组分无论是否存在等吸收，都可以用系数倍率法消除干扰组分的干扰。
8．关于荧光，正确的叙述是（）。
A．受激分子从激发的各个振动能级返回至基态时所发射出的光为荧光B．荧光波长大于激发光波长C．磷光波长小于荧光波长D．温度升高，溶液中荧光物质的荧光强度增强【答案】B【解析】A项，受激分子从激发态的最低振动能级返回至基态时所发出的光为荧光。
原子吸收光谱参考答案
第四章、原子吸收光谱分析法1 选择题1-1 原子吸收光谱是 ( A)A. 基态原子吸收特征辐射后跃迁到激发态所产生的B. 基态原子吸收了特征辐射跃迁到激发态后又回到基态时所产生的C. 分子的电子吸收特征辐射后跃迁到激发态所产生的D. 分子的振动、转动能级跃迁时对光的选择吸收产生的1-2 原子发射光谱与原子吸收光谱产生的共同点在于.( D)A. 基态原子对共振线的吸收B. 激发态原子产生的辐射C. 辐射能使气态原子内层电子产生跃迁D. 辐射能使气态原子外层电子产生跃迁1-3 在原子吸收分光光度计中，目前常用的光源是 ( C)A. 火焰B. 氙灯C. 空心阴极灯D. 交流电弧1-4 空心阴极灯内充的气体是 ( D )A. 大量的空气B. 少量的空气C. 大量的氖或氩等惰性气体D. 少量的氖或氩等惰性气体1-5 空心阴极灯的主要操作参数是 ( C )A. 内充气体的压力B. 阴极温度C. 灯电流D. 灯电压1-6 在原子吸收光谱中，用峰值吸收代替积分吸收的条件是（ B ）A 发射线半宽度比吸收线的半宽度小B 发射线半宽度比吸收线的半宽度小，且中心频率相同C 发射线半宽度比吸收线的半宽度大，且中心频率相同D 发射线频率和吸收线的频率相同1-6. 原子吸收测定时，调节燃烧器高度的目的是 ( D ) (A) 控制燃烧速度 (B) 增加燃气和助燃气预混时间(C) 提高试样雾化效率 (D) 选择合适的吸收区域1-7 原子吸收光谱分析过程中，被测元素的相对原子质量愈小，温度愈高，则谱线的热变宽将是 ( A )(A) 愈严重 (B) 愈不严重 (C) 基本不变 (D) 不变1-8在原子吸收分析中, 采用标准加入法可以消除 ( A )(A)基体效应的影响 (B)光谱背景的影响 (C)其它谱线的干扰 (D) 电离效应1-9为了消除火焰原子化器中待测元素的发射光谱干扰应采用下列哪种措施( B )(A) 直流放大 (B) 交流放大 (C) 扣除背景 (D) 减小灯电流1-10与火焰原子吸收法相比, 无火焰原子吸收法的重要优点为 ( B )(A)谱线干扰小 (B)试样用量少 (C)背景干扰小 (D)重现性好2 填空题2-1 使电子从基态跃迁到第一激发态所产生的吸收线，称为共振（吸收）线。
第四章 原子吸收光谱法(全)
h i kT
Ni/N0的大小主要与“波长 (激发能或激发电位) ”及“温度” 有关
7
Ni/N0 = gi/g0 e(-ΔE/kT) ＝ gi/g0 e(-h/kT)
a.激发能对Ni/N0的影响 当温度保持不变时,激发能(h)小或波长大，Ni/N0 则大， 但在AAS中，波长不超过600nm, 即激发能对Ni/N0的 影响有限！ b. T对Ni和No的影响 温度增加，则Ni/N0大，即处于激发态的原子数增加； 且Ni/N0随温度T增加而呈指数增加。
22
空心阴极灯
特性：
谱线强度大：元素在空心阴极灯中多次溅射和被激发，气 态原子平均停留时间长，激发效率较高。 谱线窄： ⑴灯电流低，几mA——几十mA，热变宽↓自吸 变宽↓；⑵内充低压惰性气体，压力变宽↓。压力变 宽很小。 谱线纯度高:阴极由待测元素制成，内充Ne或Ar，背景小。
23
光源调制
2）单道双光束 特点：可以克服因光源
波动引起的基线漂移
41
4-4.AAS实验方法
4-4-1测定条件的选择 1.分析线 通常选择第一共振线
下列情况另选： （1）共振线附近有干扰线 （2）共振线在远紫外区 （3）测定高含量元素， 避免过度稀释
2.狭缝宽度
S（mm） A（Fe
371.99nm）
不引起吸光度减小 的最大狭缝宽度
雾化效率 到达燃烧器的样品量 100% 样品总提升量
28
2.雾化室
作用： 1.进一步使试液雾滴细化、匀化，使大雾滴聚 集成液态下沉排出。 2.使燃料气、助燃气和细小雾滴混合均匀，以 减少对火焰的扰动。
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3. 燃烧器
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4.火焰
火焰由燃气及助燃气混合燃烧产生 作用：使待测物质分解为基态原子。 火焰的种类： 按燃助比不同分
原子吸收光谱法复习题
原子吸收光谱法复习题1、原子吸收光谱法是基于从光源辐射出待测元素的特征谱线的光，通过样品的蒸气时，被蒸气中待测元素的( 4 )所吸收，出辐射特征谱线光被减弱的程度，求出样品中待测元素的含量。
(1)原子 (2)激发态原子 (3)分子 (4)基态原子2、原子吸收光谱法是基于从光源辐射出待测元素的特征谱线的光，通过样品的蒸气时，被蒸气中待测元素的( 4 )所吸收，出辐射特征谱线光被减弱的程度，求出样品中待测元素的含量。
(1)原子 (2)激发态原子 (3)分子 (4)基态原子3、原子荧光与原子吸收光谱仪结构上的主要区别在( 2 )。
(1) 光源 (2) 光路(3) 单色器 (4) 原子化器4、下列哪种原子荧光是反斯托克斯荧光( 1 )?(1) 铬原子吸收3593.5，发射3578.7(2) 铅原子吸收2833.1，发射2833.1(3) 铅原子吸收2833.1，发射4057.8(4) 铟原子吸收3775.5，发射5350.55、原子吸收是指呈气态的基态原子对由同类原子辐射出的特征谱线具有吸收的现象。
6、应用原子吸收光谱法进行定量分析的依据是什么？进行定量分析有哪些方法？答：原子吸收光谱法进行定量分析的依据是：试样中待测元素的浓度与待测元素吸收辐射的原子总数成正比，即A＝k'C 。
定量分析方法有标准曲线法和标准加入法两种。
7、原子吸收线的宽度主要是由多普勒变宽(或热变宽)引起的。
8、用原子吸收法测锑，用铅作内标。
取5.00mL未知锑溶液，加入2.00mL4.13mg.mL-1的铅溶液并稀释至10.0mL，测得ASb /APb= 0.808。
另取相同浓度的锑和铅溶液，ASb /APb= 1.31，计算未知液中锑的质量浓度。
9、用原子吸收法测定元素M时。
由未知试样得到的吸光度为0.435，若9毫升试样中加入1毫升100mg·L-1的M标准溶液，测得该混合液吸光度为0.835．问未知试液中M的浓度是多少？二1. 空心阴极灯是一种(锐线)光源，它的发射光源具有(辐射强度大,稳定性好,光谱纯度高的)特点。
(完整word版)原子吸收光谱法习题及答案
原子吸收分光光度法1．试比较原子吸收分光光度法与紫外-可见分光光度法有哪些异同点？答：相同点：二者都为吸收光谱，吸收有选择性，主要测量溶液，定量公式：A=kc，仪器结构具有相似性．不同点：原子吸收光谱法紫外――可见分光光度法(1) 原子吸收分子吸收(2) 线性光源连续光源(3) 吸收线窄，光栅作色散元件吸收带宽，光栅或棱镜作色散元件(4) 需要原子化装置(吸收池不同)无(5) 背景常有影响，光源应调制(6) 定量分析定性分析、定量分析(7) 干扰较多，检出限较低干扰较少，检出限较低2．试比较原子发射光谱法、原子吸收光谱法、原子荧光光谱法有哪些异同点？答：相同点：属于原子光谱，对应于原子的外层电子的跃迁；是线光谱，用共振线灵敏度高，均可用于定量分析．不同点：原子发射光谱法原子吸收光谱法原子荧光光谱法(1)原理发射原子线和离子线基态原子的吸收自由原子(光致发光)发射光谱吸收光谱发射光谱(2)测量信号发射谱线强度吸光度荧光强度(3)定量公式lgR=lgA + blgc A=kc I f=kc(4)光源作用不同使样品蒸发和激发线光源产生锐线连续光源或线光源(5)入射光路和检测光路直线直线直角(6)谱线数目可用原子线和原子线(少)原子线(少)离子线(谱线多)(7)分析对象多元素同时测定单元素单元素、多元素(8)应用可用作定性分析定量分析定量分析(9)激发方式光源有原子化装置有原子化装置(10)色散系统棱镜或光栅光栅可不需要色散装置(但有滤光装置)(11)干扰受温度影响严重温度影响较小受散射影响严重(12)灵敏度高中高(13)精密度稍差适中适中3．已知钠蒸气的总压力（原子＋离子）为1.013 l0-3Pa，火焰温度为2 500K时，电离平衡常数（用压力表示）为4.86⨯l0-4Pa 。
试计算：（1）未电离钠原子的分压和电离度;(2) 加入钾为缓冲剂，电子分压为为1.013⨯l0-2Pa 时未电离的钠原子的分压。
第四章 原子吸收光谱法
小背景低，适合于许多元素的测定。
贫燃火焰（氧化性）：温度较低，有较强的氧化性，有利 于测定易解离，易电离元素,如碱金属和不易氧化的元素 如Ag、Au、Pd等
（5）关于原子化过程：复杂的物理、化学过程 例如：某元素的原子化过程：
主反应：MX（l）－脱溶－MX（s）－气化－MX（g）－原
子化－M0（g）＋X0（g）
e 2
mc
f k，则
Kn dn k N 即积分吸收与原子密度成正比。
只要把原子吸收峰面积求出，就可以定量，求出待测元
素的浓度。 但是：由于原子吸收线的轮廓很窄，一般在0.00x nm数 量级，需要分辨率极高的分光仪器，很困难的。
结论： （1）如果用连续光源激发，由于入射光被吸收的程度极
（2）放电机理 在两电极间施加电压后，电子从阴极发射，与内充气 体碰撞使其发生电离，电离出带正电荷的气体离子在 电场作用下加速，获得足够的能量，向阴极表面轰击， 轰击阴极表面时, 可将被测元素原子从晶格中轰击出 来, 即谓溅射, 溅射出的原子大量聚集在空心阴极内,
与其它粒子碰撞而被激发, 发射出相应元素的特征谱
率要与吸收线中心频率一致；（2）必须是锐线
如何解决这个问题？ 很简单，只要用待测元素的材料做成光源，让此材料的元素
产生发射线就可以了。
空心阴极灯
（1）构造
阳极: 钨棒装有钛, 锆, 钽金属作成的阳极，钛, 锆,
钽等可以吸收杂质气体，如氢气，二氧化碳等 阴极: 钨棒作成圆筒形，筒内熔入被测元素（纯金属， 合金或化合物） 管内充气：惰性气体（氩或氖），低压（几百帕）
第四章 原子吸收光谱法
Atomic absorption spectrometry
第一节
武汉大学《分析化学》(第5版)(下册)课后习题(原子吸收光谱法与原子荧光光谱法) 【圣才出品】
第4章 原子吸收光谱法与原子荧光光谱法4-1 Mg 原子的核外电子跃迁时吸收共振线的波长为285.21nm ，计算110133S P →在2500K 时其激发态和基态原子数之比。
解：已知231341.3810, 6.62610k J K h J s---=⨯⋅=⨯⋅由于/0/i E kT i g g e-∆i 0N /N =00/(21)/(21),i i g g J J J L S=++=+又根据题意可得00,1i J J ==所以0/3/1i g g =348919/ 6.62610 3.010/285.2110 6.97410i E hc Jλ---∆==⨯⨯⨯⨯=⨯1923i 0N /N =10103exp[ 6.974/(1.382500)]---⨯⨯⨯⨯-9i 0N /N =5.06104-2 原子吸收分光光度计单色器的倒线色散率为1.6nm/mm ，欲测定Si251.61nm 的吸收值，为了消除多重线Si251.43nm 和Si251.92nm 的干扰，应采取什么措施？答：由题意知属于谱线干扰，可采用的措施是减小单色器狭缝。
Si251.61nm 与Si251.92nm 、Si251.43nm 分别相差0.31nm 和0.18nm ，单色器的倒线色散率为1.6nm/mm ，所以应选用的狭缝宽度s≤（0.18/1.6）mm ＝0.1125mm 。
4-3 简述原子吸收光谱产生的原理，并比较与原子发射光谱有何不同？答：（1）原子吸收光谱产生的原理：处于基态原子核外层电子，如果外界所提供特定能量的光辐射恰好等于核外层电子基态与某一激发态之间的能量差时，核外层电子将吸（2）原子吸收光谱与原子发射光谱的不同之处为：原子吸收光谱是基于物质所产生的原子蒸气对特定谱线的吸收作用来进行定量分析的方法；原子发射光谱是基于原子的发射现象来进行定量分析的方法。
4-4 简述原子吸收光谱法进行定量分析的依据及其定量分析的特点。
4原子吸收光谱法习题答案
第四章 原子吸收光谱法习题答案1.原子吸收光谱分析的基本原理是什么？简要说明原子吸收光谱定量分析基本关系的应用条件。
原子吸收是基态原子受激吸收跃迁的过程，当有辐射通过自由原子蒸气，且入射辐射的频率等于原子中外层电子由基态跃迁到较高能态所需能量的辐射时，原子就产生共振吸收。
原子吸收分光光度法就是根据物质产生的原子蒸气对特定波长光的吸收作用来进行定量分析的。
当光源发射的某一特征波长的辐射通过原子蒸气时，被原子中的外层电子选择性吸收，透过原子蒸气的入射辐射强度减弱，其减弱程度与蒸气中该元素的基态原子浓度成正比。
当实验条件一定时，蒸气中的原子浓度与试样中该元素的含量(浓度)成正比。
因此，入射辐射减弱的程度与试样中该元素的含量(浓度)成正比。
入射辐射减弱的程度用吸光度表示。
所以，A=KC （A是吸光度，K为常数）。
基本应用条件为，采用锐线光源（发射线半宽度远小于吸收线半宽度的光源，并且发射线与吸收线的中心频率一致）。
2.简述原子吸收分光光度计的组成及各部件作用。
原子吸收分光光度计一般由四大部分组成，即光源（单色锐线辐射源）、试样原子化器、分光系统和检测系统。
光源的作用是发射被测元素的特征共振辐射。
在原子吸收光谱中采用空心阴极灯作为锐线光源。
原子化器的作用是使各种形式的试样解离出基态原子，并使其进入光源的辐射光程。
常用的原子化器有火焰原子化器和无火焰原子化器。
分光系统由入射狭缝、出射狭缝、反射镜和色散元件组成，其作用是把复合光分解为单色光，即起分光作用。
检测系统的作用是将经过原子蒸汽吸收和单色器分光后的微弱光信号转换为电信。
常用检测方法有摄谱法和光电法。
摄谱法是用感光板记录光谱信号，光电法是用光电倍增管等光电子元件检测光谱信号。
3. 什么叫锐线光源？在AAS分析中为什么要采用锐线光源？能发射出谱线强度大、宽度窄而又稳定的辐射源叫锐线光源。
在原子吸收光谱（AAS）分析中，为了进行定量分析，需要对吸收轮廓线下所包围的面积（即积分吸收）进行测定，这就需要分辨率高达50万的单色器，该苛刻的条件一般是难以达到的。
分析化学习题参考答案原子吸收光谱法(最新整理)
第六章原子吸收光谱法基本要求：掌握以下基本概念：共振线、特征谱线、锐线光源、吸收线轮廓、通带、积分吸收、峰值吸收、灵敏度和检出限，掌握原子吸收的测量、AAS 的定量关系及定量方法，了解AAS 中的干扰及火焰法的条件选择，通过和火焰法比较，了解石墨炉法的特点。
重点：有关方法和仪器的基本术语。
难点：AAS 的定量原理，火焰法的条件选择。
参考学时：4 学时部分习题解答1、何谓原子吸收光谱法？它有什么特点？答：原子吸收光谱法是利用待测元素的基态原子对其共振辐射光(共振线)的吸收进行分析的方法。
它的特点是：(1)准确度高；(2)灵敏度高；(3)测定元素范围广；(4)可对微量试样进行测定；(5)操作简便，分析速度快。
2、何谓共振发射线？何谓共振吸收线？在原子吸收分光光度计上哪一部分产生共振发射线？哪一部分产生共振吸收线？答：电子从基态激发到能量最低的激发态(第一激发态)，为共振激发，产生的谱线称为共振吸收线。
当电子从共振激发态跃迁回基态，称为共振跃迁，所发射的谱线称为共振发射线。
在原子吸收分光光度计上，光源产生共振发射线、原子化器产生共振吸收线。
3、在原子吸收光谱法中为什么常常选择共振线作分析线？答：(1)共振线是元素的特征谱线。
(2)共振线是元素所有谱线中最灵敏的谱线。
4、何谓积分吸收？何谓峰值吸收系数？为什么原子吸收光谱法常采用峰值吸收而不应用积分吸收？答：原子吸收光谱法中，将光源发射的电磁辐射通过原子蒸汽时，被吸收的能量称为积分吸收，即吸收线下面所包围的整个面积。
中心频率处的吸收系数称为峰值吸收系数。
原子吸收谱线很窄，要准确测定积分吸收值需要用高分辨率的分光仪器，目前还难以达到。
而，峰值吸收系数的测定只要使用锐线光源而不必使用高分辨率的分光仪器就可办到。
5、原子分光光度计主要由哪几部分组成？每部分的作用是什么？答：原子分光光度计主要由四部分组成：光源、原子化系统、分光系统和检测系统。
光源：发出待测元素特征谱线，为锐线光源。
分析化学习题参考答案原子吸收光谱法(可编辑修改word版)
第六章原子吸收光谱法基本要求：掌握以下基本概念：共振线、特征谱线、锐线光源、吸收线轮廓、通带、积分吸收、峰值吸收、灵敏度和检出限，掌握原子吸收的测量、AAS 的定量关系及定量方法，了解AAS 中的干扰及火焰法的条件选择，通过和火焰法比较，了解石墨炉法的特点。
重点：有关方法和仪器的基本术语。
难点：AAS 的定量原理，火焰法的条件选择。
参考学时：4 学时部分习题解答1、何谓原子吸收光谱法？它有什么特点？答：原子吸收光谱法是利用待测元素的基态原子对其共振辐射光(共振线)的吸收进行分析的方法。
它的特点是：(1)准确度高；(2)灵敏度高；(3)测定元素范围广；(4)可对微量试样进行测定；(5)操作简便，分析速度快。
2、何谓共振发射线？何谓共振吸收线？在原子吸收分光光度计上哪一部分产生共振发射线？哪一部分产生共振吸收线？答：电子从基态激发到能量最低的激发态(第一激发态)，为共振激发，产生的谱线称为共振吸收线。
当电子从共振激发态跃迁回基态，称为共振跃迁，所发射的谱线称为共振发射线。
在原子吸收分光光度计上，光源产生共振发射线、原子化器产生共振吸收线。
3、在原子吸收光谱法中为什么常常选择共振线作分析线？答：(1)共振线是元素的特征谱线。
(2)共振线是元素所有谱线中最灵敏的谱线。
4、何谓积分吸收？何谓峰值吸收系数？为什么原子吸收光谱法常采用峰值吸收而不应用积分吸收？答：原子吸收光谱法中，将光源发射的电磁辐射通过原子蒸汽时，被吸收的能量称为积分吸收，即吸收线下面所包围的整个面积。
中心频率处的吸收系数称为峰值吸收系数。
原子吸收谱线很窄，要准确测定积分吸收值需要用高分辨率的分光仪器，目前还难以达到。
而，峰值吸收系数的测定只要使用锐线光源而不必使用高分辨率的分光仪器就可办到。
5、原子分光光度计主要由哪几部分组成？每部分的作用是什么？答：原子分光光度计主要由四部分组成：光源、原子化系统、分光系统和检测系统。
光源：发出待测元素特征谱线，为锐线光源。
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〕。
第四章 原子吸收光谱法与原子荧光光谱法
第四章原子吸收光谱法与原子荧光光谱法4-1 . Mg原子的核外层电子31S0→31P1跃迁时吸收共振线的波长为285.21nm,计算在2500K 时其激发态和基态原子数之比.解:Mg原子的电子跃迁由31S0→31P1 ,则g i／g0=3跃迁时共振吸收波长λ=285.21nmΔEi=h×c／λ=（6.63×10-34）×（3×108）÷（285.31×10-9）=6.97×10-19J激发态和基态原子数之比：Ni／N0＝（g i／g0）×e-ΔEi／kT其中:g i／g0=3ΔEi／kT=-6.97×10-19÷〔1.38×10-23×2500〕代入上式得：Ni／N0＝5.0×10-94-2 .子吸收分光光度计单色器的倒线色散率为1.6nm／mm，欲测定Si251.61nm的吸收值，为了消除多重线Si251.43nm和Si251.92nm的干扰，应采取什么措施？答：因为: S1 =W1/D= (251.61-251.43)/1.6= 0.11mmS2 =W2/D=（251.92-251.61）/1.6=0.19mmS1＜S2所以应采用0.11mm的狭缝.4-3 .原子吸收光谱产生原理，并比较与原子发射光谱有何不同。
答：原子吸收光谱的产生：处于基态原子核外层电子，如果外界所提供特定能量（E）的光辐射恰好等于核外层电子基态与某一激发态（i）之间的能量差（ΔEi）时，核外层电子将吸收特征能量的光辐射有基态跃迁到相应激发态，从而产生原子吸收光谱。
原子吸收光谱与原子发射光谱的不同在于：原子吸收光谱是处于基态原子核外层电子吸收特定的能量，而原子发射光谱是基态原子通过电、热或光致激光等激光光源作用获得能量；原子吸收光谱是电子从基态跃迁至激发态时所吸收的谱线，而原子发射光谱是电子从基态激发到激发态，再由激发态向基态跃迁所发射的谱线。
第四章 原子吸收光谱法(2)
2. 特征质量
能产生1%吸收信号时所对应的被测元素质量。 用m0表示，单位：pg或ng
0.0044 A C0 Cx
0.0044 A m0 / V m x / V
待测元素的质量
0.0044 mx m0 A
特征浓度或特征质量与灵敏度的关系：
0.0044 C0 S
以浓度表示的灵敏度
0.0044 m0 S
一、基本原理
1. 产生
气态基态原子 吸收激发光
荧光是光致发光
激发态
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基态（较低激发态） 原子荧光
2.类型
{
E E0
共振荧光
非共振荧光 敏化荧光
（1）共振荧光
共振荧光
A
E
激发波长=荧光波长
较高激发态
热助共振荧光 受热激发
基态
激发波长=荧光波长
较低激发态
（2）非共振荧光 荧光波长 > 激发波长
直跃线荧光 stokes荧光 非共振荧光 阶跃线荧光 anti-stokes荧光
加入的标液浓度
溶液中待测元素的浓度 A
A
0
Cx A1
C0
Cx+C0 A2
2C0
Cx+2C0 A3
3C0
Cx+3C0 A4
A=kC=k（C加+Cx） 当A=0时 , Cx= -C加 可用消除基体干扰，
-Cx
0
C0
C1 C2
C3
C加
不能消除背景干扰
3.内标法
标准液
待 测 元 素 内 标 元 素
待测液 C3 A3 Cs Cx Ax Cs Asx Ax Asx
电磁铁不通电：无Zeeman效应（A原子+A背景）
仪器分析课后习题答案完整版
仪器分析课后习题答案完整版仪器分析是化学、生物、环境等多个领域中非常重要的分析手段。
通过各种精密仪器，可以对物质的组成、结构、性质等进行准确的测定和分析。
以下是一些常见仪器分析课后习题的答案。
一、原子吸收光谱法1、简述原子吸收光谱法的基本原理。
原子吸收光谱法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的方法。
当光源发射的某一特征波长的辐射通过原子蒸气时，被原子中的外层电子选择性地吸收，使透过原子蒸气的入射辐射强度减弱，其减弱程度与被测元素在原子蒸气中的浓度成正比。
2、原子吸收光谱法中，为什么要用锐线光源？在原子吸收光谱法中，要用锐线光源是因为锐线光源发射的是半宽度很窄的谱线。
这样可以使光源发射线的半宽度小于吸收线的半宽度，且发射线中心频率与吸收线中心频率一致。
从而实现峰值吸收测量，大大提高了测量的灵敏度。
3、原子吸收光谱法中，影响测量灵敏度的因素有哪些？影响原子吸收光谱法测量灵敏度的因素主要包括：（1）分析线的选择：通常选择元素的共振线作为分析线，但在存在干扰时，可能需要选择其他非共振线。
（2）空心阴极灯的工作电流：电流过小，光强不足；电流过大，谱线变宽且自吸增加，灵敏度下降。
（3）火焰类型和燃气与助燃气的比例：不同类型的火焰具有不同的温度和氧化还原特性，会影响原子化效率。
（4）原子化条件：包括原子化温度、时间等，合适的条件能提高原子化效率，增强灵敏度。
二、紫外可见分光光度法1、什么是朗伯比尔定律？其适用条件是什么？朗伯比尔定律表述为：当一束平行单色光通过均匀的、非散射的吸光物质溶液时，溶液的吸光度与溶液的浓度和液层厚度的乘积成正比。
其适用条件为：入射光为单色光；吸光物质是均匀的；吸光质点之间无相互作用；辐射与物质之间的作用仅限于光吸收，无荧光和光化学现象发生。
2、紫外可见分光光度计主要由哪些部件组成？紫外可见分光光度计主要由光源、单色器、吸收池、检测器和信号显示系统组成。
仪器分析 第四章 原子吸收光谱法PPT课件
2020/8/10
5万
2020/8/10
一、光源
1.作用
发射待测元素的特征共振辐射。 在原子吸收分析中需要使用锐线光源 锐线光源需要满足的条件： （1）光源的发射线与待测原子的吸收线的ν0一 致。 （2）发射线的Δν要明显小于吸收线的 Δν。 提供锐线光源的方法：
空心阴极灯（HCL） 要测某种元素就要用该元素制成的空心阴极灯
2020/8/10
2.空心阴极灯
2020/8/10
结构如图所示
2020/8/10
3.空心阴极灯的原理
两极加电压（300～500V） →辉光放电→阴极电子飞 向阳极→途中与载气碰撞→载气电离→正离子→电场 作用下快速飞向阴极→猛烈轰击阴极表面→阴极被测 元素原子挣脱晶格束缚逃逸→空心阴极区域→被测元 素原子与电子、正离子、惰性气体原子碰撞→被测元 素原子被激发→发出特征共振辐射
2020/8/10
用不同待测元素作阴极材料，可制成相应空心阴极灯
优缺点
（1）辐射光强度大，稳定，谱线窄，灯容易更换。 （2）每测一种元素需更换相应的灯。 （3）有些元素无法做阴极材料，应用受限。
空心阴极灯的辐射强度与灯的工作电流有关。 在保证稳定放电和合适的光强输出前提下，尽可能选 用较低的工作电流。 灯电流太小，放电不稳定；灯电流过高，会导致谱线 变宽、自吸增加、灯寿命缩短。
火焰原子化器优缺点
☆☆火焰原子化法的优点：重现性好、火焰稳定性高、 背景噪声低、易于操作的特点。 缺点：原子化效率仅为10%左右，灵敏度较低。
2020/8/10
4.无火焰原子化法（电热原子化法）
常用石墨炉原子化器。 实质就是一个石墨电阻加热器，用大电流加热石墨炉 ，最高温度可达3000℃，样品在石墨管内原子化。
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E0 Absorption
M
化学化工学院 杨 睿
吸收线与发射线的关系
原子由基态跃迁至激发态（通常为第一激发态），又释 放能量回到基态，发射出的光谱线，称共振发射线 共振发射线 （简称为共振线）。 原子从基态跃迁至激发态（通常为第一激发态）所产生 的吸收谱线称为共振吸收线 共振吸收线（亦简称为共振线）。 共振吸收线
ν0
吸收谱线轮廓示意图
ν
中心频率由什么因素决定？ 中心频率由什么因素决定？
化学化工学院 杨 睿
2010 Spring Semester
无外界条件影响时的谱线宽度称为自然宽度， 无外界条件影响时的谱线宽度称为自然宽度，约 10–5 nm. 一般地，激发态原子平均寿命越长， 一般地，激发态原子平均寿命越长，谱线越窄 外界因素影响下，谱线宽度约为 外界因素影响下，谱线宽度约为10–3 nm. 1、多普勒变宽（Doppler effect） effect） 多普勒变宽（ effects） 2、碰撞变宽（collision effects） 碰撞变宽（ 共振变宽和劳伦茨变宽 3、场致变宽（electric and magnetic field 场致变宽（ effect） effect） 4、自吸变宽
ν 0, a = ν 0, e
∆ν e « ∆ν a
锐线光源
I 化学化工学院 杨 睿
λ nm
2010 Spring Semester
I0 A = lg I
I0 = ∫ I =∫
I 0,ν dν
0
∆ν e
0
I 0,ν dν
∆ν e 0
∆ν e
Iν dν = ∫
I 0,ν e − Kν L dν
公式推导过程不需 要记忆， 要记忆，仅需根据 推导掌握AAS AAS定量分 推导掌握AAS定量分 析的基本关系式（ 析的基本关系式（A ＝Kc）及其应用条 件
A = 0.43K 0 L
Doppler broadening dominate
2 π ln 2 e 2 A = 0.43 ⋅ N0 ⋅ f ⋅ L ∆ν D mc
AAS定量分析的依据： 定量分析的依据： 定量分析的依据
A = k ⋅c
2010 Spring Semester
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§4-3 原子吸收分光光度计
阴极电子溢出 电子溢出 阴极表面原子溅射 原子溅射 发射特征谱线 特征谱线
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2010 Spring Semester
空心阴极灯可提供强度大、谱线窄的待测元素的特征 空心阴极灯可提供强度大、谱线窄的待测元素的特征 强度大 共振线
特点： 特点： 激发效率较高， 激发效率较高，谱线强度较大 灯电流小，灯内温度较低，热变宽很小 灯电流小，灯内温度较低， 灯内充气压力低， 灯内充气压力低，碰撞变宽可忽略不计 几乎无自吸变宽 要用被测元素做阴极材料， 要用被测元素做阴极材料，有些物质无法实现
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2010 Spring Semester
检出限 detection limit, limit of detect (signal)
产生一个能够确证在试样中存在某元素的分析信号所需要的 该元素的最小量或最小浓度
乙炔 氧化亚氮 氢气 丙烷 空气 空气
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2010 Spring Semester
几种火焰的特性
类型 助燃比 特点 应用
正常焰 等于化学计量
温度高、干扰少、 背景小、稳定性好
多种元素
富燃焰 小于化学计量
还原性较强
易形成难离解氧化物的元素
贫燃焰 大于化学计量
氧化性较强
易离解、易电离元素
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火 焰 高
2200oC 2300oC
度
2100oC 2200oC a b
空气－乙炔火焰在富燃焰(a)和正常焰(b)时的温度梯度 (a)富燃焰 (C : O = 0.9) (b)正常焰 (C : O = 0.4)
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2010 Spring Semester
W：单色器的光谱通带（nm） D：色散元件的倒线色散率（nm/mm） S：狭缝宽度（mm）
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2010 Spring Semester
§4-4 实验技术和分析方法 一、测定条件的选择 1、分析线的选择 2、狭缝宽度的选择 3、空心阴极灯的工作电流的选择 4、原子化条件的选择 5、进样量的选择
Atomic Absorption Spectrometry
原子吸收光谱法
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2010 Spring Semester
掌握原子吸收光谱产生的机理以及影响谱线轮廓 的因素 掌握原子吸收光谱法定量分析的基本关系式，掌 握其应用条件 掌握灵敏度和检出限定义及计算 了解原子吸收光谱仪的基本结构：空心阴极灯产 生锐线光源的原理；火焰原子化器和非火焰 原子化器的特性；光谱通带的含义 了解原子吸收光谱分析干扰及其消除方法
非火焰原子化器
Graphite furnace
石墨炉
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2010 Spring Semester
石墨炉原子化器的操作分为干燥、灰化、原子化和净 化4步，由微机控制实行程序升温
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2010 Spring Semester
特点：
灵敏度高、检测限低 用样量少 直接进样 减少火焰组份引起的化学干扰 可测定共振吸收线位于真空紫外区的 非金属元素I, P, S等
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2010 Spring Semester
2.
原子化器
原子化器——提供能量，使试样干燥、蒸发和原子化 原子化器
火焰原子化器
非火焰原子化器
化学化工学院 杨 睿
2010 Spring Semester
火焰原子化器
产生基态气态原子 将试液变成细雾
除大雾滴，使试液 雾滴均匀化和细化 将燃气和助燃气充 分混合
化学化工学院 杨 睿
2010 Spring Semester
特征灵敏度(AAS中常用)：
能产生1%吸收（即吸光度值为0.0044）信号时所对应的 被测元素的浓度或质量 特征浓度
c x × 0.0044 0.0044 c0 = = A S
特征质量
c x × 0.0044 0.0044 m0 = = A S
∆E = hν
因此，同一元素的原子共振发射线 共振吸收线 共振发射线与共振吸收线 共振发射线 共振吸收线具有相 同的频率（和波长） 原子吸收光谱位于紫外－可见区（ 原子吸收光谱位于紫外－可见区（Why ?） ）
化学化工学院 杨 睿
2010 Spring Semester
二、定量分析的理论基础
首先，同学们要明确，在一定实验条件下，我们测定的 基态原子数N0，近似地等于原子总数N 请根据Boltzmann分布定律，总结影响Ni/N0的因素， 并选择适当的实验条件 其次，同学们要掌握影响AAS谱线轮廓的因素 第三，同学们要理解用峰值吸收代替积分吸收进行AAS 定量测定的原因，掌握原子吸收光谱法定量分析的 基本关系式（A＝Kc），掌握其应用条件
重点学习光源和原子化器： 了解原子吸收光谱仪的基本结构（P99）； 了解空心阴极灯的构造，理解其产生锐线光源的原理 和特点（P100－101） ； 了解火焰原子化器和非火焰原子化器的特性； 理解光谱通带的含义
化学化工学院 杨 睿
Hale Waihona Puke 2010 Spring Semester
一、 光源
空心阴极灯的构造（ P100 ） 空心阴极灯的构造（ 空心阴极灯的发光原理（ 空心阴极灯的发光原理（ P101 ）
石墨炉原子化器设备比较复杂，成本 比较高；但在工作中比火焰原子 化系统安全。 基体干扰较严重，测量的精密度较火 焰原子化法差。
化学化工学院 杨 睿
2010 Spring Semester
三、单色器 光谱通带：（单色器的主要操作参数） 光谱通带：（单色器的主要操作参数） ：（单色器的主要操作参数 W=D× W=D×S
化学化工学院 杨 睿
2010 Spring Semester
3、原子吸收光谱的进行定量分析 （1）、积分吸收测量法
∫ Kν dν =
π e2
mc
N0 f
Kν：吸收系数； e：电子电荷； m：电子质量； c：光速； N0：基态原子数； f：振子强度
0
∫ Kν dν = KN
∫ Kν dν = KN
测量绝对值， 测量绝对值，需要高分辨率单色器和高灵敏度检测器
化学化工学院 杨 睿
2010 Spring Semester
1、Boltzmann分布定律
gi ⋅ e Ni = E − 0 N0 g0 ⋅ e kT
−
Ei kT
gi − ∆Ei Ni = e kT N0 g0
T↑， Ni / N0 ↑ ，即Ni随T升高而增加 T一定，∆Ei↓ ，Ni /N0↑ 原子化温度低于3000K，大多数元素主共振线小于600nm ( Ni / N0) < 10-3 N0 = N总
化学化工学院 杨 睿
2010 Spring Semester
Atomic Absorption Spectrometry (AAS) §4-1 §4-2 §4-3 §4-4 §4-5 §4-6 概述 基本原理 原子吸收光谱法的仪器 实验技术和分析方法 灵敏度与检出限 干扰效应及其消除方法
化学化工学院 杨 睿
2010 Spring Semester
§4-1 概述 原子吸收光谱法(AAS)：是基于气态基态 ： 基态原子对待 原子吸收光谱法 基态 测元素的特征谱线 吸收 特征谱线的吸收 定量分析的 特征谱线 吸收作用而进行定量 定量 方法