原子吸收分光光度法原理

原子吸收分光光度法测定矿石中的铜

原子吸收光谱法基于从光源发出的被测元素的特征辐射通过样品蒸气时，被待测元素基态原子所吸收，由辐射的减弱程度求得样品中被测元素的含量。

在锐线光源条件下，光源的发射线通过一定厚度的原子蒸气，并被基态原子所吸收，吸光度与原子蒸气中待测元素的基态原子数间的关系遵循朗伯－比耳定律：

A＝log I

/I ＝KLN

式中A为吸光度；I0为入射光强度；I为经过原子蒸气吸收后的透射光强度；K 为吸光系数，L为光波所经过的原子蒸气的光程长度，N为基态原子密度。

在火焰温度低于3000K的条件下，可以认为原子蒸气中基态原子的数目实际上接近于原子总数。特定的实验条件下，原子总数与试样浓度c B的比例是恒定的，所以，上式又可以写成：

这就是原子吸收分光光度法的定量基础。常用的定量方法为标准曲线法和标准加入法等。

原子吸收分光光度计主要组成部分包括光源、原子化器、分光系统和检测系统。其光路如图32－1所示。

图32－1 原子吸收分光光度计光路图

1．空心阴极灯；2．火焰；3．入射狭缝；4．凹面反射镜；5．光栅；6．出射

狭缝；7．检测器

原子吸收分光光度计的光源用空心阴极灯，它是一种锐线光源。灯管由硬质玻璃制成，一端由石英或玻璃制成光学窗口，两根钨棒封入管内，一根连有由钛、锆、钽等有吸气性能金属制成的阳极，另一根上镶有一个圆筒形的空心阴极。筒内衬上或熔入被测元素，管内充有几百Pa低压载气，常用氖或氩气。当在阴阳两极间加上电压时，气体发生电离，带正电荷的气体离子在电场作用下轰击阴极，使阴极表面的金属离子溅射出来，金属原子与电子、惰性气体的原子及离子碰撞激发而发出辐射。最后，金属原子又扩散回阴极表面而重新沉积下来。通常，改变空心阴极灯的电流可以改变灯的发射强度。在忽略自吸收的前提下，其经验公式为I＝ai n，其中a、n均为常数，i为电流强度。n与阴极材料、灯内所充气体及谱线的性质有关。对于Ne、Ar等气体，n值在2～3之间，由此可见，灯的发光强度受灯电流的影响较大，影响吸光度值。