仪器分析-原子吸收光谱(PDF课件)解析
原子吸收光谱分析ppt
利用电热或激光加热将待测元素转化为原子状态，具有较低的背景干扰和较高的灵敏度。
光谱干扰及其消除方法
光谱干扰
在原子吸收光谱分析中，待测元素可能会受到其他元素的干扰，影响分析结果的准确性。
干扰消除方法
采用物理或化学方法消除干扰元素的影响，如使用分离剂、化学掩蔽等。
04 原子吸收光谱分析的仪器 与设备
原理
当特定频率的光通过待测物质时，原子中的外层电子会吸收 特定波长的光，导致原子能级发生跃迁。吸收程度与待测物 质的浓度呈正比关系，通过测量光强衰减程度可以计算出物 质的含量。
历史与发展
历史
原子吸收光谱分析起源于20世纪50年代，随着科技的不断进步，该技术经历了 从经典方法到现代方法的发展历程。
发展
浓度。
原子吸收光谱仪的主ຫໍສະໝຸດ 部件光源发射特定波长的光源，通常为 空心阴极灯或无极放电灯。
原子化器
将样品转化为可吸收光能的原 子，有火焰、石墨炉和氢化物 原子化器等类型。
单色器和检测器
单色器用于分离入射光中的不 同波长，检测器则用于检测被 吸收的光能量。
数据处理系统
用于处理和记录检测到的数据 ，并计算元素的浓度。
05 原子吸收光谱分析的应用 实例
环境样品中的重金属检测
重金属检测
原子吸收光谱法可以用于检测环境样品中的重金属元素，如铅、汞、镉等。通过测量样品 中特定元素的原子对光的吸收程度，可以确定该元素的浓度。这种方法在环境监测和污染 控制方面具有广泛应用。
准确度高
原子吸收光谱法具有较高的准确度，能够提供较为精确的元素浓度测量结果，有助于评估 环境质量状况和污染程度。
解决实际应用中的问题与挑战
复杂基体干扰
原子吸收光谱分析法教学课件ppt
原子吸收光谱分析法的应用范围
原子吸收光谱分析法广泛应用于各种领域，如环 境监测、食品检测、医药分析等。
它能够快速、准确地测定样品中目标元素的含量 ，具有灵敏度高、抗干扰能力强等优点。
原子吸收光谱分析法已成为化学分析中的重要手 段之一。
02
原子吸收光谱分析法实验技术
实验准备
实验样品准备
01
选择合适的样品，了解样品的性质、组成等，以便确定合适的
实验事故应急处理措施
实验室应制定实验事故应急预案，并定期进行演练。
对事故进行初步评估，了解事故的性质、程度和范围 ，采取适当的措施控制事故的进一步发展。
在实验过程中如发生事故，应立即停止实验，及时报 告指导老师或相关领导。
对受伤或中毒人员应及时送往医院救治，并通知相关 部门对事故进行调查和处理。
05
原子吸收光谱分析法实验仪器
实验仪器种类与性能要求
种类
原子吸收光谱仪、原子荧光光谱仪、原子发射光谱仪等。
性能要求
高灵敏度、高分辨率、高稳定性等。
实验仪器工作原理与操作方法
工作原理
利用原子能级跃迁过程中吸收特定波长光的原理，测量样品中待测元素含量。
操作方法
样品处理、仪器调试、测量、数据分析等步骤。
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
原子吸收光谱分析法PPT精品课程课件讲义
谢谢聆听
THANK YOU FOR YOUR ATTENTION
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。
2.检出极限
在适当置信度下，能检测出的待测元素的最小浓度或最 小量。用接近于空白的溶液，经若干次（10-20次）重复测定 所得吸光度的标准偏差的3倍求得。 (1)火焰法
cDL=3Sb/Sc
(2)石墨炉法
单位：μgmL-1
mDL=3Sb/Sm
Sb：标准偏差
Sc（Sm）：待测元素的灵敏度，即工作曲线的斜率。
（一）特点
• 选择性高： • 准确度高： • 灵敏度高： • 应用广
• 难熔元素、非金属元素测定困难；
• 不能多元素同时测定。
（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。
（三）、原子化系统
1.作用
将试样中
离子转变成
原子蒸气。
2燃烧器
作用：支持火焰并通过火焰的作用使试样 原子化。
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原子吸收光谱分析法
主讲：XX XX
凡大医治病，必当安神
定志，无欲无求，先发大慈恻 隐之心，誓愿普救含灵之苦。
- - 孙思邈
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一、特征参数
原子吸收光谱仪实验课ppt课件
2.2.7 样品分析
23
2.2.8 关机
24
2.3 原子吸收的干扰及抑制
1. 物 理 干 扰（基体效应） 如：通过标准加入法来抑制 3. 光 谱 干 扰 如：通过氘灯进行校正 2. 化 学 干 扰 如：石墨炉法测铅加入加入磷酸二氢铵 （NH4H2PO4）
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化学干扰
产生：待测元素与共存组分发生了化学反应，生成了难挥发或难 解离的化合物，使基态原子数目减少所产生的干扰。
24小时，并清洗干净
• 矩管及与发生器的连接管使用前保持清洁
、干燥
• 测砷时使用到碘化钾，因此应及时用酸清
洗整个系统4小时以上，再用蒸馏水清洗， 以免碘化钾吸收汞蒸气影响汞的测定。
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思考题
• 原子吸收光谱仪为何要做维护保养？ • 测试时如何选择定量分析方法？ • 原子吸收光谱用于定量分析的理论依据是
什么？
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气 液 分 离 器
蠕动泵管
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3.7 氢化物发生器使用注意事项
当仪器调试好后，确认光路是最优化状态 时，测定发现无信号，相对偏差太大，应 考虑以下几点：
蠕动泵管是否正常运作 矩管及与发生器的连接管是否清洁、干燥 气液分离器是否干净无污
43
3.7.1 氢化物发生器的维护保养
• 蠕动泵管用后及时清洗，防止堵塞 • 气液分离器污染后，必要时拆下用硝酸泡
特点：原子吸收分析的主要干扰来源，具有选择性。 如：石墨炉法加入加入磷酸二氢铵（NH4H2PO4）
26
3 仪器的维护与保养
• 仪器缺乏保养可能出现的问题 • 仪器的维护保养内容 • 仪器的使用注意事项与保养
仪器分析-原子吸收光谱(PDF课件)解析
影响谱线变宽的因素1. 自然变宽2. 热变宽(多普勒变宽3. 碰撞变宽Holzmark变宽Lorentz变宽4. 自吸变宽3.1.2 原子吸收的测量1. 朗伯—比尔定律I = I 0e -Kv L 定义:A=lg(I 0 / I= 0.434 k V L2. 积分吸收仪器分辨率难以达到0νkN d νK =∫3. 峰值吸收直接测量吸收线中心频率或中心波长所对应的峰值原子吸收系数K来确定蒸气中的原子浓度A = K N0L = k C L发射线必须比吸收线要窄得多,同时发射线的中心频率或中心波长要与吸收线的中心频率或中心波长相一致锐线光源:发射线半宽度很窄的光源3.2 原子吸收分光光度计原子吸收分光光度计原理图3.2.1 原子化器原子化器的作用:提供合适的能量将试样中的被测元素转变为处于基态的原子。
类型:火焰原子化、电热原子化1.火焰原子化(1火焰的类型:(2火焰的构造及其温度分布:干燥区、蒸发区、原子化区和电离化合区(3自由原子在空间中的分布:(4火焰原子化器:(预混合型、全消耗型雾化器、雾室、燃烧器和火焰(5燃气和助燃气的比例:贫燃火焰、富燃火焰、中性火焰火焰原子化器示意图2.电热原子化石墨炉原子化器示意图石墨炉升温示意图石墨炉原子化器石墨炉的升温过程:干燥、灰化、原子化和净化主要优点:(1原子化效率高(2试样用量少(3能直接测定其共振吸收线位于真空紫外光谱区域的一些元素(4比火焰法安全可靠主要缺点:准确度和精密度均较差、干扰情况较严重、操作过程复杂3.2.2 光源光源的作用:发射被测元素的特征谱线以供气态基态原子吸收。
1. 空心阴极灯2.光源的调制光源调制的目的:将光源发射的共振线与火焰发射的干扰辐射区别开来。
光源调制的方法:交流供电直流供电+ 切光器3.2.3 分光系统3.2.4 检测系统3.2.5 原子吸收分光光度计的类型1. 单光束型不能消除因光源波动造成的影响,基线漂移。
2. 双光束型可以消除光源波动造成的影响,但不能抵消因火焰波动带来的影响。
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。
大学仪器分析教学课件原子吸收光谱仪主要部件.ppt
四、单色器
monochromators
五、检测器
detector
15:25:11
原子吸收仪器（1）
15:25:11
原子吸收仪器（2）
15:25:11
原子吸收仪器（3）
15:25:11
一、流程
特点
1.采用待测元素的 锐线光源 2.单色器在火焰与 检测器之间 3.原子化系统
（1）雾化器
结构如图所示
主要缺点：雾化效率低。
15:25:11
（动画）
（2）燃烧器
它的作用是产生火焰，使进入火焰的试样 气溶胶蒸发和原子化。燃烧器是用不锈钢材料制 成，耐腐蚀、耐高温。燃烧器所用的喷灯有“孔 型”和“长缝型”两种。预混合型燃烧器中，一
般 采用吸收光程较长的长缝型喷灯。喷灯的缝长和 缝宽随火焰而不同， 空气－乙炔焰： 0.5mm×100mm; 氧化亚氮－乙炔焰：0.5mm×50mm;
（动画）
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。
15:25:11
（3）优缺点
优点：原子化程度高，试样用量少（1-100μL），可测固 体及粘稠试样，灵敏度高，检测极限10-12 g/L。
缺点：重现性差，测定速度慢，操作不够简便，装置复 杂。
15:25:11
5.其他原子化方法
（1）低温原子化方法 主要是氢化物原子化方法，原子化温度700~900 ゜C ； 主要应用于：As、Sb、Bi、Sn、Ge、Se、Pb、Ti等元素 原理： 在酸性介质中，与强还原剂硼氢化钠反应生成气
态氢化物。例
AsCl3 +4NaBH4 + HCl +8H2O = AsH3 ↑+4NaCl +4HBO2+13H2 将待测试样在专门的氢化物生成器中产生氢化物，送入原
《原子吸收光谱分析》PPT课件
NaNO3，便能消除NaCl对Tl测试的抑制作用。
b).分析元素改进剂 分析元素改进剂的作用是扩
大基体与分析元素之间的性质差异。对易挥发的
基体，分析元素改进剂的作用是提高分析元素的
挥发温度，对易挥发元素更是如此。因为易挥发
的分析元素要求挥发温度低，灰化时间短，往往
基体除不干净，残留干扰大。加入分析元素改进
MS)，原子化的温度较低(相对于ICP-OES)。原
子吸收光谱的干扰可分为四大类：化学干扰、
物理干扰、光谱干扰和电离干扰。其中主要干
扰为化学干扰。
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2
原子吸收光谱分析
1．化学干扰
1.1 化学干扰的产生
待测元素与共存物质在测试过程中发生
了化学反应，从而影响了待测元素化合物的解离
和原子化。这种干扰被称为化学干扰。化学干扰
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原子吸收光谱分析
12
化物而降低其灵敏度。尤其是Pd，作为广泛使用 的改进剂，已被广泛应用于对环境、生物、矿物 等领域中以及Pb，Hg，As，Sb，Bi，Se，Ag，Te 等元素的分析检测。
另外石墨管上的许多小孔(有的石墨管内 缝隙超过15%)，使得气体或溶液有一定的渗透性， 有的可达1mm。解决的办法是使石墨管改性。就 是将普通石墨管经过热解涂层处理，使其表面致 密均匀，减少其渗透性和表面活性，从而改善一 些元素的灵敏度，减小记忆效应，也能在光谱通带内有一条以上吸收谱线
理想情况下，在光谱通带内只有一 条发射谱线，并且这条发射谱线能被待测元素吸 收。但有时光源中有两条或更多的发射谱线，这 些谱线都能被待测元素吸收。总吸光度为
A总
lg
I ekiLCi i
Ii
lg
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
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§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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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
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。
原子吸收光谱分析ppt课件
(AAS)
1.简述 2.方法原理 3.仪器设备 4.火焰原子化法测试的任务参数选择 5.石墨炉原子化法测试的任务参数选择 6.干扰及消除
第一节.简述
1.原子吸收的发现
1802年，伍朗斯顿(W. H. Wollaston)在进展太 阳察看时，发现太阳光谱中存在一些暗线。 夫郎霍费(J. Fraunhofer)在1814~1817年，布鲁 斯特(D. Brewster) 在1820年相继对这些暗线 进展仔细的察看，以为是由于太阳外围较 冷 的气体吸收了太阳光所引起的。
1964年，黄本立等将蔡司Ⅲ型滤光片式 火焰光度计改装为一台简易原子吸收光谱安装， 测定了溶液中的钠，发表了最早的原子吸收光谱 分析的研讨论文。
1965年吴庭照等利用自制的同心型气动 玻璃雾化器、预混合金属层流熄灭器、镁空心阴 极灯，英国Hilger的H-700火焰分光光度计的单色 器、10 cm长不锈钢平头水冷熄灭器的预混合型火 焰原子化器组装了原子吸收光谱仪器。完成了鋰 中微量镁的测定。
4.原子吸收光谱分析的特点
优点： ⑴ 检出限低 火焰原子吸收法的检出限可到达 ng/mL量级,石墨炉原子吸收光谱法的检出限可到 达10-13~10-14g。 ⑵ 选择性好 由于原子吸收是线状吸收，又采用 待测元素特征谱线作为光源，即使在溶液中有多 个元素共存，只需它们不与待测元素产生难原子 化的化合物，就不会产生较大的谱线干扰。加上 吸收谱线比发射谱线少的多，各元素谱线的重叠
鉴于沃尔什在建立和开展原子吸收光谱分析方 面的历史功勋，1991年在挪威卑尔根召开的第27 届国际光谱学大会(CSI)上授予他第一届CSI奖。
Alan Walsh(1916-1998)和他的原子吸收光谱仪
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影响谱线变宽的因素
1. 自然变宽
2. 热变宽(多普勒变宽
3. 碰撞变宽Holzmark变宽Lorentz变宽
4. 自吸变宽
3.1.2 原子吸收的测量
1. 朗伯—比尔定律
I = I 0e -Kv L 定义:A=lg(I 0 / I= 0.434 k V L
2. 积分吸收
仪器分辨率难以达到0ν
kN d νK =∫
3. 峰值吸收
直接测量吸收线中心频率或中心波长所对应的峰值原子吸收系数K
来确定蒸气中的原子浓度
A = K N0L = k C L
发射线必须比吸收线要窄得多,同时发射线的中心频率或中心波长要与吸收线的中心频率或中心波长相一致
锐线光源:发射线半宽度很窄的光源
3.2 原子吸收分光光度计
原子吸收分光光度计原理图
3.2.1 原子化器
原子化器的作用:
提供合适的能量将试样中的被测元素转变为处于基态的原子。
类型:
火焰原子化、电热原子化
1.火焰原子化
(1火焰的类型:
(2火焰的构造及其温度分布:
干燥区、蒸发区、原子化区和电离化合区
(3自由原子在空间中的分布:
(4火焰原子化器:(预混合型、全消耗型
雾化器、雾室、燃烧器和火焰
(5燃气和助燃气的比例:
贫燃火焰、富燃火焰、中性火焰
火焰原子化器示意图
2.电热原子化
石墨炉原子化器示意图
石墨炉升温示意图
石墨炉原子化器
石墨炉的升温过程:
干燥、灰化、原子化和净化
主要优点:(1原子化效率高(2试样用量少(3能直接测定其共振吸收线位于真空紫外光谱区域的一些元素(4比火焰法安全可靠
主要缺点:准确度和精密度均较差、干扰情况较严重、操作过程复杂
3.2.2 光源
光源的作用:发射被测元素的特征谱线以供气态基态原子吸收。
1. 空心阴极灯
2.光源的调制
光源调制的目的:
将光源发射的共振线与火焰发射的干扰辐射区别开来。
光源调制的方法:
交流供电
直流供电+ 切光器
3.2.3 分光系统3.2.4 检测系统
3.2.5 原子吸收分光光度计的类型
1. 单光束型
不能消除因光源波动造成的影响,基线漂移。
2. 双光束型
可以消除光源波动造成的影响,但不能抵消因火焰波动带来的影响。
3.3 干扰及其抑制
3.3.1 物理干扰
由于试样和标样的物理性质不同而引起的干扰。
可采用配制与试样溶液有相似物理性质的标准溶液,也可采用标准加入法,可以方便地消除这种干扰。
另外,当溶液浓度太高时,可用稀释法。
3.3.2 光谱干扰
1. 谱线干扰
消除方法:另选分析线;减小狭缝宽度;降低灯电流等等。
2. 背景吸收
(1分子吸收
(2光的散射
(3火焰气体的吸收
背景吸收的校正
(1双线校正法(邻近线法
邻近线背景校正法是采用一条与分析线相近的非吸收线,被测元素基态原子对它无吸收,而背景吸收的范围较宽,所以对它仍然有吸收。
当分析时,背景和被测元素对分析线都产生吸收,分析线的吸光度值和邻近线的吸光度值两者之差即为被测元素的净吸光度值。
(2连续光源氘灯校正法
这种方法是用一个连续光谱(氘灯与锐线光源的谱线交替通过原子化器并进入检测器。
当氘灯发出的连续光谱通过时,可以认为用氘灯的连续光谱所测得的吸光度是背景吸收值,而锐线光源通过原子化器时产生的吸收为背景吸收和被测元素吸收之和,两者的差值为净的吸光度值。
(3塞曼效应背景校正法
这种校正方法将一磁场加在光源或原子化器上进行调制,使共振发射线或吸收线分裂成偏振方向不同而波长一条π线和两条±σ线。
根据π线对平行偏振光的吸收,得到原子吸收和背景吸收;而σ线对垂直偏振光的吸收仅为背景吸收。
因此两者的差值即为扣除背景后的原子吸收值。
3.3.3 化学干扰
化学干扰:在溶液或原子化过程中被测元素和其它组分之间发生化学反应而影响被测元素化合物的离解和原子化。
化学干扰的消除:
(1加入释放剂
(2加入保护剂
(3加入缓冲剂
3.3.4 电离干扰
被测元素原子在原子化过程中发生电离,使参与吸收的基态原子数量减少而造成吸光度下降的现象。
消除电离干扰的最有效办法是在标准和分析试样溶液中均加入过量的易电离元素。
常用的消电离剂是碱金属元素。
3.4 实验技术
3.4.1 试样的预处理试样的溶解与分解
溶剂萃取
3.4.2 实验条件的选择
1. 光谱通带:W=D-1S
以能将吸收线与邻近的干扰线分开为原则(W:光谱通带D-1:倒线色散率
S:狭缝宽度
2. 灯电流:与可测光强度匹配的最低电流
3. 火焰的位置及火焰条件:选吸收最大处
4. 分析线的选择:通常选共振线,有干扰时选非共振线
3.4.3 特征浓度和检测限
1.特征浓度
原子吸收分光光度法中特征浓度是指产生1%吸收或0.0044吸光度时所对应的被测元素的浓度或重量。
在火焰原子吸收法中,其表达式为:
S = C·0.0044 / A (ug/mL/1%
在石墨炉原子吸收法中,其表达式为:
S = C·V·0.0044 / A (g/1%
2．检出限检出限表示在选定的实验条件下，被测元素溶液能给出的测量信号两倍于标准偏差时所对应的浓度。
D = C·2δ / A 式中D为检测限(ug/mL，C为试液浓度 (ug/mL，δ为用空白溶液进行10次以上的吸光度测定所计算得到的标准偏差，A为试液的吸光度。
例1 现拟用原子吸收法测定碳灰中微量Si，为了选择适宜的分析条件，进行了初步试验，当Si浓度为5.0ug/ml时，测得Si 2516.1、2514.3 和2519.2Å的吸光度分别为0.44、0.044和 0.022。
（1）计算各谱线灵敏度，选择最适宜测量的谱线；（2）若仪器倒线色散率为20Å/mm，应选用多大的狭缝宽度进行测量？相应的通带宽度是多少？
解（1）Si 2516.1 Å (灵敏度最高，选此谱线） S =
5×0.0044/0.44=0.05(ug/mL/1% 同理 2514.3 Å S=0.50 (ug/mL/1% 2519.2 Å S=1.0 (ug/mL/1% (2 Si 2516.1 Å 与邻近的2514.3 Å相差1.8 Å, 即 W= 1.8 Å，由 W=D-1S 得 S=W/D-1 所以狭缝宽度S ≤ 1.8/20=0.09mm。