原子吸收分析法
原子吸收常用分析方法
原子吸收常用分析方法撰稿：裴治世原子吸收常用分析方法原子吸收分析如果以原子化的手段来划分，可分为两大类，即火焰原子化及无焰原子化。
在日常分析中火焰原子化应用最广。
着重介绍利用火焰原子化进行分析方面的一些常识。
一、常用分析方法1、标准曲线法（又称工作曲线法）这是原子吸收光谱最常用的方法。
此法是配制一系列不同浓度的，与试样溶液基体组成相近的标准溶液，分别测量其吸光度，绘制吸光度——浓度标准曲线。
同时，在仪器相同的条件下测得试样溶液的吸光度后，在标准曲线上查得试样溶液中待测元素的浓度。
绘制标准曲线的步骤如下：首先在坐标纸上确定一个坐标系，横坐标作为浓度轴，纵坐标作为吸光度轴，在坐标系内描出各标准溶液的浓度与测得吸光度的对应点，然后将各点连成一条直线。
即是标准曲线。
由于测量误差使测量值不能完全落在一条直线上，采用描点法绘制标准曲线必然会引入人为误差，为了消除这种误差，可以利用一元线性回归方程计算分析结果。
根据光吸收定律，物质的浓度C （以x 表示）和吸光度A （以y 表示）呈线性关系，可表示为y=ax+b 。
设由N 点构成曲线，通过实验可得N 组观测数据（x i ，y i ），其中y i 为三次测定值的平均值，用线性回归法求a ，b 值。
()()()()2221()()1i ii xy x y x X y Y N a x X x x N ---==--∑∑∑∑∑∑∑ b Y aX =-标准曲线方程为y=ax+b例如：某元素由4点构成标准曲线，其浓度及测得的吸光度如下 C(x) μg ·m1-1 0.00 0.50 1.00 3.00 (P479) A(y) 0.000 0.053 0.106 0.303则 Σx=4.50 (x 值之和，浓度值之和)X =1.125 (x 的平均值,浓度的平均值)Σx 2=10.25 (x 平方之和)(Σx)2/N=5.0625(x 值和的平方除以N 或x 值和的平方的N 分之1)Σy=0.4620 (吸光度之和)Y =0.1155 (吸光度平均值)Σxy=1.0415 (浓度乘吸光度之和)(Σx)(Σy)/N=0.51975Σx 2-(Σx)2/N=5.1875Σxy-(Σx)(Σy)/N=0.52175 a=0.521755.1875=0.1006 b=Y -a X =0.0023标准曲线方程: y=0.1006x+0.0023斜率a =0.1006A/μg ·m1-1由于仪器的工作状态经常有变动，标准曲线的位置随之改变，实际分析时应每次测定都绘制标准曲线；或用标准溶液对以前所得的标准曲线位置进行适当的校正。
原子吸收分析法教程
原子吸收分析法的发展概况原子吸收光谱法是20世纪50年代中期出现并在以后逐渐发展起来的一种仪器分析方法。
它是基于被测元素的基态原子在蒸汽状态下对其原子共振线的吸收来进行元素定量分析的方法。
早在1802年，伍朗斯顿(W.H. Wollaston)在研究太阳光的连续光谱时，发现有暗线存在。
1817年，福劳霍费(J.Fraunhofer)再次发现这样的暗线，但不明其原因和来源，于是把这些暗线称为福氏线。
直到1860年本生(R.Bunson)和基尔霍夫(G.Kirchhoff)在研究碱金属和碱土金属元素的光谱时，发现钠蒸汽发射的谱线会被处于较低温度的钠蒸汽所吸收，而这些吸收线与太阳光连续光谱中的暗线的位置相一致，这一事实说明了福氏线是太阳外围大气圈中存在的Na原子对太阳光中所对应的钠辐射线吸收的结果，解开了原子吸收的面纱。
到了20世纪30年代，工业上汞的使用逐渐增多，汞蒸汽毒性强，而测定大气中的汞蒸汽较为困难，则有人利用原子吸收的原理设计了测汞仪，这是AAS法的最好应用。
AAS法作为一种实用的分析方法是从1955年才开始的。
澳大利亚的瓦尔西(A.Walsh)发表了他的著名论文"原子吸收光谱在化学分析中的应用"，奠定了原子吸收光谱法的理论基础。
随着原子吸收光谱商品化仪器的出现，到了20世纪60年代中期，原子吸收光谱法步入迅速发展的阶段。
尤其是非火焰原子器的发明和使用，使方法的灵敏度有了较大的提高，应用更为广泛。
科学技术的进步，为原子吸收技术的发展、仪器的不断更新和发展提供了技术和物质基础。
近十几年来，使用连续光源和中阶梯光谱，结合用光导摄像管，二极管阵列的多元素分析检测器，设计出微机控制的原子吸收分光光度计，为解决多元素的同时测定开辟了新的前景。
微机引入原子吸收光谱，使这个仪器分析方法的面貌发生了重大的变化，而与现代分离技术的结合，联机技术的应用，更开辟这个方法更为广阔的应用前景。
原子吸收光谱法的分析过程首先把分析试样经适当的化学处理后变为试液，然后把试液引入原子化器中(对于火焰原子化器，需先经雾化器把试液雾化变成细雾，再与燃气混合由助燃器载入燃烧器)进行蒸发离解及原子化，使被测组成变成气态基态原子。
原子吸收法的基本原理
原子吸收法的基本原理
首先，原子吸收法的基本原理之一是原子蒸气的生成。
在原子吸收法分析过程中，样品首先被转化成原子蒸气。
这通常是通过火焰或炉子将样品加热至高温，使其分解成原子状态。
原子蒸气的生成是原子吸收法的关键步骤，它直接影响到后续的光谱分析过程。
其次，光源的选择也是原子吸收法的基本原理之一。
在原子吸收法中，需要选择合适的光源来激发原子蒸气吸收光线。
常用的光源包括空气-乙烯火焰、氧乙炔火焰和石墨炉等。
不同的光源对于不同元素的分析有着不同的适用性，选择合适的光源可以提高分析的准确性和灵敏度。
另外，光谱线的选择也是原子吸收法的基本原理之一。
在原子吸收法中，需要选择合适的光谱线来进行元素的分析。
不同元素有着不同的吸收光谱线，因此需要根据具体的分析要求选择合适的光谱线进行分析。
最后，检测器的选择也是原子吸收法的基本原理之一。
在原子吸收法中，需要选择合适的检测器来检测样品中的吸收光线强度。
常用的检测器包括光电倍增管、石英光电二极管和光电离检测器等。
选择合适的检测器可以提高分析的灵敏度和准确性。
总的来说，原子吸收法是一种重要的分析化学方法，它通过原子在特定波长的光线下吸收的特性来分析物质中的金属元素含量。
在原子吸收法的分析过程中，原子蒸气的生成、光源的选择、光谱线的选择和检测器的选择是其基本原理。
只有充分理解和掌握了这些基本原理，才能准确、快速地进行元素分析。
原子吸收光谱定量分析方法
原子吸收定量分析方法一、定量分析方法(P145)⑴标准曲线法：配制一系列浓度不同的标准溶液，在相同测定条件下，测定标准系列溶液和待测试样溶液的吸光度，绘制A-c标准曲线，由待测溶液的吸光度值在标准曲线上得到其含量。
(2)标准加入法当试样组成复杂，待测元素含量很低时，应采用标准加入法进行定量分析。
取若干份体积相同的试液(cX)，依次按比例加入不同量的待测物的标准溶液(cO):浓度依次为：cX，cX+cO，cX+2cO，cX+3cO，cX+4cO …分别测得吸光度为：AX ，A1 ，A2 ，A3 ，A4 …直线外推法：以对浓度做图得一直线，图中cX点即待测溶液浓度。
(3)稀释法：⑷内标法：在标准试样和被测试样中，分别加入内标元素，测定分析线和内标线的吸光度比，并以吸光度比与被测元素含量或浓度绘制工作曲线。
内标元素的选择：内标元素与被测元素在试样基体内及在原子化过程中具有相似的物理化学性质，样品中不存在，用色谱纯或者已知含量二、灵敏度和检出限(1)灵敏度1、定义：在一定浓度时，测定值(吸光度)的增量(△ A)与相应的待测元素浓度(或质量)的增量(△ c或A m)的比值(即分析校正曲线的斜率)PS:习惯上用特征浓度和特征质量表征灵敏度2、特征浓度定义：能产生1%吸收或产生0.0044吸光度时所对应的被测元素的质量浓度定义为元素的特征浓度3、特征质量定义：能产生1%吸收或产生0.0044吸光度时所对应的被测元素的质量定义为元素的特征质量。
(2)检出限定义：适当置信度下，能检测出的待测元素的最低浓度或最低质量。
用接近于空白的溶液，经若干次重复测定所得吸光度的标准偏差的3倍求得。
（3）测定条件的选择1.分析线的选择每种元素都有几条可供选择使用的吸收线。
一般选待测元素的共振线作为分析线，可以得到最好的灵敏度。
在测量高含量元素时，也可选次灵敏线。
2.单色器光谱通带的选择（调节狭缝宽度）光谱通带的选择以排除光谱干扰和具有一定透光强度为原则。
原子吸收分析方法(氢化物发生法)
原子吸收分析方法（氢化物发生法）氢化物发生法 As,Sb,Bi,Ge,Sn,Pb,Se,Te八种元素的最佳分析线都处于近紫外区，用常规的火焰原子汲取法会产生严峻的背景汲取，石墨炉原子汲取法的基体干扰和灰化损失比较严峻，甚至等离子放射光谱法对上述元素加上汞的检出能力都无法满足测定普通样品的需要。
氢化物发生法是按照上述八种元素的氢化物在常温下为气态，且热稳定性差的特点，利用某些能产生初生态的还原剂或者化学反应，与样品中的分析元素形成挥发性共价氢化物，并用惰性气体作载气，将氢化物蒸气导入加热的T形石英管中，氢化物受热后快速分解，将被测元素离解为基态原子蒸气，从而汲取该元素的特征放射信号。
1969年，澳大利亚的Holak首次利用氢化物发生技术测定了砷，因为砷以砷化氢的形式与基体分别，基体的干扰显然降低。
氢化物发生办法有金属酸还原体系、（钾）-酸体系以及电解法三种。
目前应用最多的是（钾）-酸体系，它的反应原理如下： NaBH4+3H2O+HCl→H3BO3+NaCI+8H+ 8H++Em+→EHn ↑+H2↑(过剩）其中，Em+为正m价的被测元素离子；EHn为被测元素的氢化物。
氢化物的形成取决于两个因素，一是被测元素与氢化合的速度，二是在酸性溶液中的分解速度。
1.氢化物发生中的干扰氢化物发生中的干扰类型主要有液相干扰和蔼相干扰。
实际样品分析中，往往会碰到不同程度的多种干扰现象，干扰机理可概括为如下七个方面。
(1)形成固态氢化物酸度是十分重要的条件，酸度不合适，既影响氢化物的生成速度，又简单产生固态氢化物和泡沫状的衍生物。
例如，测定砷时，假如酸度低，会发生如下反应： AsH3+HOAsH2→As2H4(s)+H2O As2H4→As2H2(s)+H2↑这样就削减了AsH3的生成量。
测定锑、锗时也会浮现同样问题。
(2)形成难融化合物假如待测元素与干扰元素之间生成了一种难溶于酸的化合物，则势必影响氢化物的释放效率从而引起负干扰，铜对硒的干扰比对砷的干扰强，就是由于还原产生的硒化氢与溶液中的铜离子生成不溶性的硒化铜，而砷化铜是可溶于酸的，明显抑制干扰元素与待测元素之间形成难溶于酸的化第1页共4页。
原子吸收光谱分析法
Atomic Absorption Spectrometry, AAS
1
一、原子吸收光谱法
§8-1 概述
1.原子吸收分光光度法的特点 检出限低；准确度高； 选择性好，一般情况下共存元素不干扰；价廉。 2.应用
应用范围广，可测定70多个元素
3.基本原理 原子吸收光谱法: 基于待测元素的基态原子在蒸气状态对 原子共振辐射的吸收程度来确定物质含量的分析方法。
__________，对应的频率称为__________，在此频率处
的吸收称为__________。 ^^谱线轮廓 峰值吸收系数 中心频率 峰值吸收
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三、吸收线宽度的影响因素
吸收线的宽度受多种因素影响，一类是由原子性质所决定，另
一类是外界因素。 1、自然宽度 Δ N
• 定义：无外界影响时，谱线仍有一定的宽度 • 一般约10-5nm。与其他变宽相比可完全忽略。 2、多普勒变宽（热变宽）Δ D • 定义：又称热变宽，是由于原子在空间作无规则热运动导致的 变宽，通常在原子吸收光谱法测量条件下，多普勒变宽是影响
效率低而且使基态原子在吸收区内停留的时间很短。
（ 2 ）消耗试液量大，一般为 0.5-1 mL 。对于数量很少的试样 （如血液、活体组织等）的分析，受到限制。
（3）不能直接分析固体试样。
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2. 无火焰原子化装置
利用电热、阴极溅射、等离子体或激光等方法使试样中
待测元素形成基态自由原子。 前广泛使用的是电热高温石墨炉原子化法。 （1）结构 由石墨炉电源、炉体和石墨管三部分组成。
的光谱。（惰性气体光谱干扰很小）
类型:
单元素灯、多元素灯，但多元素灯谱线干扰大，价格贵使用受限
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第08原子吸收光谱分析法
若控制条件使进入火焰的试样保持一个恒定的比例，则 A与溶液中待测元素的浓度成正比，即：
A=K·c 此即为原子吸收分光光度法定量基础。
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第三节 原子吸收分光光度计
单光束原子吸收分光光度计流程
与分光光度计相比， 不同点： (1)采用锐线光源 (2)单色器在火焰与检测 器之间 (3)原子化系统 原 子 吸 收 中 的 原 子 发 射现象 消除：对光源要进行调 制。机械调制；电调制
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火焰原子化装置
火焰的类型 ： 按照燃气和助燃气比例不同，
可将火焰分为三类： a. 化学计量火焰：温度高，干扰少 ，稳定，背景低，适用于测定许多 元素。 b. 富燃火焰：还原性火焰，燃烧不 完全，测定较易形成难熔氧化物的 元素Mo、Cr稀土等。 c. 贫燃火焰：火焰温度低，氧化性 气氛，适用于碱金属测定。
2. 多普勒宽度ΔνD
由于原子在空间作无规则热运动所导致的，故又称为热变宽. 当处于热力学平衡时， Doppler变宽可用下式表示：
VD 7.162107 V0
T M
在原子吸收中，原子化温度一般在2000~3000K，ΔνD一般在10-3~102 nm，它是谱线变宽的主要因素。
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0
νa ，由图可见，在辐射线宽度 范围内，Kν可近似认为不变，并近 似等于峰值时的吸收系数K0
I
e 0
I d
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积分吸收和峰值吸收
A
lg
e 0
I0 d
I e d e
-K L
0
0
原子吸收法的基本原理
原子吸收法的基本原理
原子吸收法是一种常用的分析化学技术，用于测定样品中金属元素的含量。
其基本原理是利用金属元素在特定波长的光线照射下的吸收特性来进行分析。
该方法的基本步骤包括样品的预处理、原子化和光谱测量。
首先，样品需要经过适当的预处理方法，如溶解、转化或分离，以得到含金属元素的溶液。
然后，通过使用特定的设备，将溶液中的金属元素原子化，使其转变为自由态的金属原子。
这可以通过火焰、石墨炉或冷原子化等方法来实现。
接下来，选择特定波长的光线照射原子化后的金属元素。
这些光线被称为谱线，每种金属元素都有与之相关的特定谱线。
当这些谱线通过样品溶液时，金属元素原子会吸收特定波长的光线，而非金属元素不会吸收这些光线。
最后，通过光谱仪器测量通过样品溶液的光线强度的变化。
测量结果显示出金属元素吸收光线的特征峰，其强度与金属元素的含量成正比。
通过与已知浓度的标准溶液比较，可以确定样品中金属元素的含量。
原子吸收法的优点包括高灵敏度、良好的选择性和准确性。
然而，该方法要求样品溶液中金属元素的浓度在分析范围内，且不受其他成分的干扰。
因此，在使用原子吸收法进行分析时，需要对样品进行适当的前处理和分离。
原子吸收定量分析方法
Ax Vs cx cs ( Ax s Ax ) Vx
可得Cx。
2.外推法 操作步骤
取若干份体积相同的样品溶液（cx)。
从第二份开始加入不同量的待测元素的标准溶液， 并稀释至一定体积，则各溶液浓度分别为：cx ，
cx+ c1 ，cx+ c2 ，cx+ c3 ，cx+ c4 。 测得相应的吸光度 Ax，A1，A2，A3，A4。
解：根据所给条件列表如下 从图上查出，吸光 度为0.135时，相当于标 准水样1.91mL。
C Mg 1 1.91 0.0953 g / ml 20
A
0.35 0.3 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0 0 1 2 3 4 5 6 标准溶液体积（ml)
例：用原子吸收分光光度法测定矿石中的钼,称取试 4.23g。经溶解处理后，转移入100mL容量瓶中、吸取两份 10.00mL矿样试液，分别放入两个50.00mL容量瓶中，其中一 个再加入10mL（20.0μg/mL）标准钼溶液，都稀释到刻度。 在原子吸收分光光度计上分别测得吸光度为0.314和0.816, 计算矿石中钼的含量。
作图外推，直线与横坐标轴交点为-1.0。即
10ml试样溶液含镁 1.0g。试样中镁的浓度为:
1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 -2 -0.1 0 1 -1 -0.2 -0.3
A
2
345来自6 789
镁加入量
wMg
1.0 10 6 100 % 0.0019 % 10 0.2687 50
相同条件下，测待测试样溶液吸光度为Ax。
以A-c曲线上，查出 Ax对应的cx，即求得待测试
第七章 原子吸收光谱分析法
A=K· c 此式说明：在一定实验条件下，吸光度（A） 与浓度（c）成正比。所以通过测定A，就可 求得试样中待测元素的浓度（c），此即为 原子吸收分光光度法定量基础。
§7-3 原子吸收分光光度计
• 光源-原子化系统-分光系统-检测显示系统四个
部分构成。
如果将原子化器当作分光光度计的比色皿， 其仪器的构造与分光光度计很相似。
0.0001 nm
但积分吸收的测定非常困难。因为原子吸收线的半宽度很小，只有 0.001-0.005nm。要分辨如此窄的谱线，对波长为500 nm，其分辨率应 为：
R =
500 = 500000 0 . 001
这样高的分辨率，对现代仪器不可能达到的！ 如果用连续光谱作光源，所产生的吸收值将是微不足道的，仪器也 不可能提供如此高的信噪比！ 尽管原子吸收现象早在18世纪就被发现，但一直未用于分析。直到 1955年，Walsh 提出以“峰值吸收”来代替“积分吸收”。从此，积分吸收 难于测量的困难得以间接地解决。
锐线光源:是发射线半宽度远小于吸收线 半宽度的光源，如空心阴极灯。
锐线光源需要满足的条件:
1. 光源发射线半宽度小于吸收线半宽度 2.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Kv在此轮廓内不随频率而改变， 吸收只限于发射线轮廓内。
峰值吸收测量示意图
原子化系统
助燃气 雾化器
样品液
废液
一、光源及光源调制 对AAS光源的要求： a）发射稳定的共振线，且为锐线； b）强度大，没有或只有很小的连续背景； c）操作方便，寿命长。
1.空心阴极灯(Hollow Cathode Lamp, HCL)
《原子吸收法》课件
对于有毒、有害的废弃物应进 行预处理，如加入酸或氧化剂 等，使其达到无害化要求。
废弃物处理时应遵守相关法律 法规和实验室规定，确保不对 环境和人体造成危害。
实验仪器维护与保养
实验仪器应定期进行清洁和维护 ，保持其良好的工作状态和精度
。
对于精密仪器和关键部件应定期 进行检查和校准，确保其准确性
和可靠性。
实验人员应了解仪器的原理、结 构、操作和维护方法，正确使用
仪器并避免造成损坏。
06 原子吸收法实验案例分析
案例一：食品中铅含量的测定
总结词
准确度高、操作简便
详细描述
原子吸收法在食品中铅含量的测定中表现出较高的准确度，能够满足食品质量安 全标准的要求。该方法操作简便，可快速得到测定结果，为食品安全监管提供有 力支持。
环境监测
用于检测水、土壤、空 气等环境样品中的重金 属元素，如铅、汞、镉 等。
食品检测
用于检测食品中的微量 元素，如铁、铜、锌等 ，确保食品安全。
医药领域
用于药物中微量元素的 检测和控制，保证药物 质量和安全。
科研领域
在化学、生物学、地质 学等领域中，用于研究 元素的性质和分布。
02 原子吸收法实验设备
常用的光源有空心阴极灯和无极放电灯两类。
空心阴极灯由一个封闭的管子组成，管内填充特定的金属元素，通过电流加热阴极 产生特征光谱；无极放电灯则利用辉光放电产生特征光谱。
分光系统
分光系统的作用是将待测元素的特征 光谱分离成单一的光谱线，以便于检 测。
分光系统的分辨率和波长准确性对原 子吸收法的测量精度具有重要影响。
原子化条件设置
根据所选原子化器类型， 设置相应的原子化条件， 如温度、气体流量等。
原子吸收光谱分析法
四、应用
人体内矿物质含量很低，仅占人体重量0.06%左右,但 是分布却极不均匀.根据矿物在体内含量的高低，可以把 矿物质分为常量元素和微量元素两类： 常量元素 在体内含量比较高，占体重的0.01%以上； （钙、镁、硫、磷、钾、钠、氯） 微量元素 在体内含量很低，占体重的0.01%以下 （人体必须的微量元素有：铁、锌、铜、锰、镍、 钴、钼、硒、铬、碘、氟、锡、硅、钒等14种）
2.标准加入法 取若干份体积相同的试液（cX），依次按比例加入不同 量的待测物的标准溶液（cO），定容后浓度依次为： cX ， cX +cO ， cX +2cO ， cX +3cO ， cX +4 cO ……
分别测得吸光度为：AX，A1，A2，A3，A4……。 以A对浓度c做图得一直线，图中cX点即待测溶液浓度。 该法可消除基体干扰； 不能消除背景干扰；
(2)石墨炉法
单位：μSb：标准偏差 Sc（Sm）：待测元素的灵敏度，即工作曲线的斜率。
二、测定条件的选择
1．分析线 一般选待测元素的共振线作为分析线，测量高浓度时，也 可选次灵敏线 2．通带（可调节狭缝宽度改变） 无邻近干扰线（如测碱及碱土金属）时，选较大的通带 ，反之（如测过渡及稀土金属），宜选较小通带。 3．空心阴极灯电流 在保证有稳定和足够的辐射光通量的情况下，尽量选较 低的电流。 4．火焰 依据不同试样元素选择不同火焰类型。 5．观测高度 调节观测高度（燃烧器高度），可使元素通过自由原子 浓度最大的火焰区，灵敏度高，观测稳定性好。
一、特征参数
1. 灵敏度
(1)灵敏度（S）——指在一定浓度时，测定值（吸光度）的 增量（ΔA）与相应的待测元素浓度（或质量）的增量（Δc或 Δm）的比值：
Sc=ΔA/Δc
原子吸收分光光度分析法-基本原理
食品卫生 土壤修复 化工过程控制
样品类型
肉及其制品 污染土壤 碳酸钠生产中的盐湖卤水
分析内容
铜、锌的含量分析 镁元素含量分析 钙、铁元素含量分析
原子吸收分光光度分析法 -基本原理
原子吸收分光光度分析法是一种广泛用于分析金属元素的方法。该方法基于 原子光谱学的基本原理，通过检测样品中金属元素的吸收光谱，并将其与标 准参考样品进行比较，来确定元素的含量。
原子光谱学基本原理
玻尔模型
电子通过吸收能量跃迁到较高轨道，再通过发 射光子回到基态。
发射光谱
数据处理
将吸收光谱与参考样品进行比较，计算出元 素的含量。
原子吸收光谱法的仪器组成
火焰原子吸收光谱仪
样品原子通过空气燃烧器激发，在光谱仪中测量 吸收光强度。
石墨炉原子吸收光谱仪
样品原子通过石墨管加热激发，在光谱仪中测量 吸收光强度。
常用的金属元素测定
1铜
常用于分析食品和环境中的铜含量。
3钙
用于分析动物样品中的钙含量。
高能电子通过跃迁放出电磁辐射，谱线代表不 同的元素。
吸收光谱
原子对入射光子的能量进行吸收，谱线代表不 同的元素。
原子光谱分析过程概述
样品处理
溶解或分解样品，获得原子态元素。
吸收光谱检测
将光源发出的光通过空气燃烧器，使金属元 素被激发到原子状态。然后，通过样品溶液 中的原子吸收分析光强度。
光源选择
选择激发原子的光源，发射出一定波长范围 内的光。
2锌
用于分析食品和农业样品中的锌含量。
4镁
广泛用于水中镁含量的分析。
原子吸收光谱法的优缺点
1
优点
分析灵敏度高，通常在微克甚至亚微克水平下检测元素；简单易于操作，样品准 备容易，结果的分析，容易受到干扰；由于逃避效应和极大算 法的影响，存在一定的误差。
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）。
新版原子吸收光谱分析法
HCL旳优缺陷及注意事项
1.优缺陷：
（1）辐射光强度大，稳定，谱线窄，灯轻易更换。 （2）每测一种元素需更换相应旳灯。
2. 空心阴极灯旳使用注意事项：
(1)空心阴极灯使用前应预热20~30min，使灯旳发光 强度到达稳定； (2) 点燃后可从灯发射出光旳颜色判断灯旳工作是否正常 (3)元素灯长久不用，应定时(每月或每隔二、三)点燃处理1h
AAS旳基本原理
除上述旳变宽原因之外，还有电场致宽、磁 场致宽。但在一般原子吸收试验条件下，吸收 线轮廓主要受多普勒变宽和劳伦兹变宽旳影响。 当采用火焰原子化器时，劳伦兹变宽（压力变 宽）为主要原因；当采用无火焰原子化器时， 多普勒变宽（热变宽）占主要地位。
谱线变宽往往会造成原子吸收分析旳敏捷度 下降。
例题 计算2023K和3000K时, Na589.0nm旳激发态 与基态原子数之比各为多少？已知gi/g0=2
解：
Ei
hc
4.136 1015 eV s 3 1010 cm s1 589.0nm 107 cm nm1
2.107eV
T=2023K：
Ni gi exp( Ei )
N0 g0
kT
非火焰原子化器
又称为电热原子化器，其种类诸多，如电热高 温石墨炉、石墨坩埚、石墨碳棒炉、镍炉、高频感 应加热炉、空心阴极溅射等。其中应用最广泛旳是 电热高温石墨炉。
石墨炉原子化器旳构造由三部分构成：
炉体，石墨管，电、水、气供给系统。
石墨炉原子化器
加热电源：惰性气体保护下，用10-25V低电压、400-600A
锐线光源旳条件 I
(1)锐线光源辐射旳发射线与原 子吸收线旳中心频率完全一致；
(2)锐线光源发射线旳半宽度 比吸收线旳半宽度更窄，一般 为吸收线半宽度旳1/5~1/10。
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3.1 概述
原子吸收光谱法（Atomic Absorption Spectrometry, AAS）又称原子吸收分光光度法。
原子吸收光谱法是基于试样蒸气相中被测元素 的基态原子对由光源发出的该原子的特征性窄频辐 射产生共振吸收，其吸光度在一定范围内与蒸气相 中被测元素的基态原子浓度成正比，以此测定试样 中该元素含量的一种仪器分析方法。
表征吸收线轮廓(峰)的参数：
中心频率0 (峰值频率) ，
最大吸收系数对应的频率； 中心波长：λ(nm)
半 宽 度：Δ0
吸收峰变宽原因：
取决于两方面的因素：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， 例如温度变宽、压力变宽等。
（1）自然宽度
照射光具有一定的宽度，这种宽度称为自然宽度， 以ΔVN表示。ΔVN约为10-6～10-5 nm，自然宽度与其他 原因所引起的谱线宽度小得多，所以可以忽略不计。
若用连续光源照射时，吸 收光的强度变化仅为0.5%。 灵敏度极差。
理论上：
π e2
Kvdv mc N0 f
讨论
Kvdv
（KV：该光线的吸收系数）
1.谱线变宽与谱线轮廓表征
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辐射光照射时，获得一峰形吸 收(具有一定宽度)。
由：It=I0e-KvL ， 透射光强度 It和吸收系 数及辐射频率有关。
以Kv与 作图。
谱线为什么变宽？峰如何表征？
谱线变宽与谱线轮廓表征
➢
元素70多个: 含金属、两性元素及非金属元素。
➢
含量: 高、中、低。
➢
样品状态: 气体、液体、固体。
➢
可以进行微量分析: 液体取样量5～100μL，固体0.05～30mg
局限性：
难熔元素、非金属测定困难，测定不同元素时需要更换 元素灯，不能同时测多元素。仅用于定量分析。
3.2 原子吸收光谱法分析的基本原理
（2）温度变宽（多普勒变宽） ΔvD 由于辐射原子在空间作无规则热运动，与观测器
两者之间形成相对位移运动，从而发生多普勒效应，
产生的谱线变宽叫热变宽。以ΔVD表示。ΔVD约为
1×10-3～5×10-3 nm，是造成原子吸收谱线宽度的主 要因素。多普勒变宽随温度升高、谱线中心频率增大 和原子量减小而增宽。
基态第一激发态,吸收一定频率的辐射能量。 产生共振吸收线（简称共振线） 吸收光谱
激发态基态 发射出一定频率的辐射。 产生共振发射线（也简称共振线） 发射光谱
特征吸收
基态元素M
E
激发态M*
特征辐射
共振线
原子的能级与跃迁
E3 E2
A 产生吸收光谱
B 产生发射光谱
E0 基态能级 E1、E2、E3、激发态能级
原子吸收分光光度法
学习目标：
通过本章学习，掌握原子吸收分光光 度法的基本原理；熟悉原子吸收分光光度 计的构造、使用和维护保养的方法；掌握 定量分析方法中的标准曲线法、标准加入 法、内标法；掌握方法评价指标；了解仪 器测定条件的选择及干扰的来源及其消除 方法。
原子吸收光谱法
3.1 概述 3.2 原子吸收光谱法的基本原理 3.3 仪器类型与结构 3.4 干扰及其抑制 3.5 操作条件选择与应用
范 nm 单色器畴检测器锐线光 锐线光源→
原子吸收
源
原子化器
线状光谱 （空心 →
(10-3nm) 阴极 单色器→
灯） 检测器
图3-1 比色法与原子吸收法设备比较
原子吸收现象：原子蒸气对其原子共振辐射吸收 的现象。
1802年人们已发现原子吸收现象；
澳大利亚物理学家 Walsh A（瓦尔西）发表了著名 论文：
紫外 可 见 光 谱 法
原子 吸 收 光 谱 法
AAS与UV-Vis的异同点
相似之处
不同之处
吸收机理 光源 仪器排布
光源
均
单色器
属 工 吸收池
于 作 检测器
吸波
连续光 源
分子吸收 （钨灯 带状光谱 、
(10nm) 氘灯）
光源→ 单色器→ 吸收池→ 检测器
收段
光 190
谱 ～ 锐线光源
的 900 原子化
《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分析法的基础，之后迅速发
展。
原子吸收光谱法的特点
特点： (1) 灵敏度高，检出限低，10-9～10-12 g·mL-1。
(2) 准确度高，相对误差，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（各种试样中）。
（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，自吸现象越严重。
（5）场致变宽
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。
综上所述，在一般分析条件下温度变宽（多普勒变 宽） ΔvD和劳伦兹变宽ΔvL为主。
2. 积分吸收
连续光源如钨丝灯、氘灯，经分光后，光谱通带0.2 nm。而原子吸收线半宽度：10-3nm。如图：
2）各种元素的基态第一激发态 最易发生，吸收最强，灵敏度最高，共振线又称为
最灵敏线。
E3
3）利用原子蒸气对特征谱线的吸收
可以进行定量分析
E2
（共振线又称为分析线）。
E1
AB
E0
1.谱线变宽与谱线轮廓表征
入射频率为，光强为I0的光通过浓度为c, 光程为L后原 子蒸汽后光强降为IV
I0
原子蒸汽
IV
L
A = logI0/IV = KVL
电子从基态跃迁到能量最
A
B
低的激发态(称为第一激发态) E1 时要吸收一定频率的光，这种
谱线称为共振吸收线； 当它再跃迁回基态时，则
E0 发射出同样频率的光(谱线)， 这种谱线称为共振发射线(它
们都简称共振线)。
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，
基态第一激发态: 跃迁吸收能量不同——具有特征性，共振线又称为 特征谱线。
VD 7.162 107 V0
T M
（3）压力变宽（劳伦兹变宽，赫鲁兹马克变宽）ΔvL
由于原子相互碰撞使能量发生稍微变化。 劳伦兹（Lorentz）变宽： 待测原子和其他原子碰撞。随原子区压力增加而增大。 赫鲁兹马克（Holtsmark）变宽（共振变宽）： 同种原子碰撞。浓度高时起作用。在原子吸收中可忽略。 在通常的条件下，压力变宽起重要作用的主要是劳伦 兹 变 宽 ， 与 多 普 勒 变 宽 具 有 相 同 的 数 量 级 （ 1×10-3 ～ 5×10-3 nm）。