分析化学 习题答案 原子吸收光谱法

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。

原子化系统：将试样中的待测元素转变成原子蒸汽。

分光系统：将待测元素的共振线与邻近谱线分开。

检测系统：
6、在原子吸收分光光度计中为什么要采用锐线光源？为什么常
用空心阴极灯作光源？
答：P143原子吸收谱线很窄，半宽度仅为千分之几纳米，要准确地测定积分吸收值需要高分辨率的分光仪器，目前还难以实现。

7、可见分光光度计的分光系统在吸收池前面，而原子吸收分光
光度计的分光系统在原子化系统(也是吸收系统)的后面，为什么？
答：分光系统的作用是将待测谱线与邻近谱线分开。

在分光光度计中，光源非单色光源，在光通过吸收池之前需要从光源发出的一系列光中将测试所需的特定波长的光线分离出来，因此分光系统在吸收池前面。

而在原子吸收中，光源是单色锐线光源，当光
源发出的单色光经过原子化系统后，到达检测器之前，需要将测
定的特征线从原子化系统发射出的各中光线之中分离出来，因此
分光系统在原子化系统后面。

8、火焰原子吸收光谱法中的干扰有哪些？简述抑制各种干扰的
方法？
答：(1)化学干扰包括离解化学干扰、氧化-还原化学干扰及电离化学干扰。

通过在标液和试液中加入某种光谱化学缓冲剂可抑制或
减小化学干扰。

(2)物理干扰指试样的一种或多种物理性质改变所引起的干扰，主要来源于雾化过程、去溶剂过程及伴随固体转化
为蒸汽过程中物理化学现象的干扰。

该种干扰可用控制试液与标
液的组成尽量一致来消除，也可采用标加法或稀释法来减小或消
除。

(3)光谱干扰是由待测元素发射或吸收的辐射光谱与干扰元素的辐射光谱不能完全分离所引起的。

避免或抑制干扰的方法有，
用纯度较高的单元素灯、减小狭缝、另选分析线等。

9、在火焰原子吸收光谱法中为什么要调节灯电流、燃气与助燃
气的比例、燃烧器高度、测试波长、通带等仪器工作条件？
答：调节灯电流是为了保证有稳定和足够的辐射光；调节燃气与
助燃气的比例是为了改变火焰状态，进而改善原子化效率；调节
燃烧器高度是为了确定观察高度，进而确定合适的灵敏度和稳定
性；调节测试波长是为了选择不同的分析线来适应不同的情况的
需要；调节通带时为了获得合适的光强并抑制干扰。

10、用标准加入法测定某一试样溶液中镉的浓度。

各试液在加入镉标准溶液后，用水稀释至50mL，测得其吸光度如下表所示。

求镉的浓度。

序号试液的体
积/mL
加入镉标准溶液（10μg mL-
1）的体积/mL
吸光度
12000.042
22010.080
32020.116
42040.190
解：设直接测定的镉浓度为c x μg/ml
加入镉标的浓度c0分别为：c0 = 0, A x = 0.042
μg/ml A1 = 0.080
μg/ml A2 = 0.116
μg/ml A3 = 0.190
将吸光度（A）—镉标准浓度C（μg/ml）的标准曲线进行线性回归得：
A = 0.1846C + 0.0424 (r = 0.99995) (*注：可用Excel做标准曲线得到回归方程)
该线性方程在x轴交点处的值即为测得镉的浓度：c x = 0.23 μg/ml
∴试样中镉的含量为：0.23*50/20=0.57 mg/L
11、用原子吸收光谱法测定自来水中镁的含量（用mg L-1表示）。

取一系列镁标准液（1μg mL-1）及自来水水样于50mL容量瓶中，分别加入5%锶盐溶液2mL后，用蒸馏水稀释至刻度。

然后与蒸馏水交替进样，测定其吸光度，其数据如下表所示。

计算自来水中镁的含量。

编号1234567
镁标准溶的体
积/mL 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00
自来水水
样20mL
吸光度0.0430.0920.1400.1870.2340.2860.135解：设自来水稀释后直接测定的镁浓度为c x μg/ml
1~6号中镁标的浓度分别为：c1 = 0, A1= 0.043
c2=1*1/50=0.02 μg/ml A2 = 0.092
c3=1*2/50=0.04 μg/ml A3 = 0.140
c4=1*3/50=0.06 μg/ml A4 = 0.187
c5=1*4/50=0.08 μg/ml A5 = 0.234
c6=1*5/50=0.1 μg/ml A6 = 0.286
将吸光度（A）—标准溶液含镁量（m, μg）的标准曲线进行线性回归得：
A = 2.4114C + 0.0431 (r = 0.9999)
将A = 0.135代入得自来水样中直接测得的镁含量为：c x=0.038μg/ml(mg/L)。

∴自来水中镁的含量为：0.038*50/20=0.095 mg/L
12、某原子吸收分光光度计倒线色散率为1nm/mm，狭缝宽度分别为0.1mm、0.2mm、1.0mm，问对应的通带宽度分别是多少？
解：W = D·S
已知：D = 1nm/mm, S1 = 0.1mm；S2 = 0.2mm；S3 = 1.0mm
通带宽度： W1 = D·S1 = 1×0.1 = 0.1 nm
W2 = D·S2 = 1×0.2 = 0.2 nm
W3 = D·S3 = 1×1.0 = 1.0 nm。