1、上一内容上一内容下一内容下一内容 回本章目录回本章目录O返回返回回主目录回主目录2022-8-9第八章第八章 原子吸收光谱法（Atomic Absorption Spectrometry，AAS）8.1 概述（概述（General）8.2 基本原理（基本原理（Basic Principles）8.3 仪器装置（仪器装置（Instrument）8.4 干扰及消除（干扰及消除（Interferences and Its Elimination)8.5 分析方法（分析方法（Analytical Techniques）上一内容上一内容下一内容下一内容 回本章目录回本章目录O返回返回回主目录回主目录20
2、22-8-9基态基态(ground state)能量最低，最稳定的能量状态；能量最低，最稳定的能量状态；光谱学规定基态的能量为；光谱学规定基态的能量为；共振线共振线(resonance line)由激发态向基态跃迁所发射由激发态向基态跃迁所发射的谱线称为共振线；的谱线称为共振线；主共振线主共振线由第一激发态向基态跃迁所发射的谱线称由第一激发态向基态跃迁所发射的谱线称为主共振线；为主共振线；共振辐射共振辐射由激发态向基态跃迁所发出的辐射由激发态向基态跃迁所发出的辐射激发态激发态(excitation state)所有高于基本态的能量状态所有高于基本态的能量状态激发能激发能(excitation
3、energy)从基态跃迁到某一激发态从基态跃迁到某一激发态所需要的能量。所需要的能量。基基 本本 概概 念念上一内容上一内容下一内容下一内容 回本章目录回本章目录O返回返回回主目录回主目录2022-8-98.1 概述概述定义定义:原子吸收光谱法是通过测量分原子吸收光谱法是通过测量分析物气态自由原子对特征辐射的吸析物气态自由原子对特征辐射的吸收程度进行定量分析的仪器分析方收程度进行定量分析的仪器分析方法法。上一内容上一内容下一内容下一内容 回本章目录回本章目录O返回返回回主目录回主目录2022-8-9u1802年：年：Wollaston 在研究太阳连续光谱时发现在在研究太阳连续光谱时发现在光谱中
4、出现暗线；光谱中出现暗线；u1860年：年：G R Kirchhoff和和 R Bunsen 证明了太阳光证明了太阳光谱中的暗线是太阳大气圈中钠原子对太阳光谱中钠谱中的暗线是太阳大气圈中钠原子对太阳光谱中钠辐射吸收的结果；辐射吸收的结果；u1955年：澳大利亚的年：澳大利亚的Walsh发表了著名论文发表了著名论文原子吸原子吸收光谱在化学分析中的应用收光谱在化学分析中的应用，奠定了原子吸收光，奠定了原子吸收光谱法的理论基础；谱法的理论基础；发展简史发展简史上一内容上一内容下一内容下一内容 回本章目录回本章目录O返回返回回主目录回主目录2022-8-9u1961年：年：Lvov(原苏联原苏联)发表
5、了电热原子吸收发表了电热原子吸收法的研究工作。此法的绝对灵敏度可达法的研究工作。此法的绝对灵敏度可达10-12 10-14 g；u1965年：年：Willis 将氧化亚氮将氧化亚氮乙炔火焰成功应乙炔火焰成功应用于火焰原子吸收法中，大大地扩大了所能用于火焰原子吸收法中，大大地扩大了所能测定元素的范围，使能测定的元素达到测定元素的范围，使能测定的元素达到 70 多多个。个。发展简史发展简史上一内容上一内容下一内容下一内容 回本章目录回本章目录O返回返回回主目录回主目录2022-8-91）精密度高；）精密度高；2）检出限低；）检出限低；3）光谱干扰小，选择性好；）光谱干扰小，选择性好；4）测定范围广
6、，可测）测定范围广，可测70多多 种元素；种元素；5）操作简便、快速。）操作简便、快速。不足：不足：多元素同时测定有困难；多元素同时测定有困难；对非金属及难熔元素的测定尚有困难；对非金属及难熔元素的测定尚有困难；石墨炉原子吸收分析的重现性较差。石墨炉原子吸收分析的重现性较差。AAS的特点的特点上一内容上一内容下一内容下一内容 回本章目录回本章目录O返回返回回主目录回主目录2022-8-9(1)原子吸收的测量原子吸收的测量根据吸收定律根据吸收定律,则则:原子蒸气原子蒸气LhI0 I LKIIAeIIlk434.0log0)(08.2 基本原理基本原理上一内容上一内容下一内容下一内容 回本章目录回
7、本章目录O返回返回回主目录回主目录2022-8-9 实验证明实验证明,光谱线并不是一条几何线，而是光谱线并不是一条几何线，而是具有一定的宽度，即具有一定的轮廓。具有一定的宽度，即具有一定的轮廓。谱线轮廓谱线轮廓(line profile)谱线强度或吸收系谱线强度或吸收系数随频率或波长的数随频率或波长的分布分布。(2)原子吸收线的轮廓原子吸收线的轮廓上一内容上一内容下一内容下一内容 回本章目录回本章目录O返回返回回主目录回主目录2022-8-9描述谱线轮廓特征的物理量是：描述谱线轮廓特征的物理量是：中心波长中心波长(频率频率)(central wavelength(frequency)谱线峰值强
8、度或峰值吸收系数所对应的频率谱线峰值强度或峰值吸收系数所对应的频率(波长波长)。中心频率由原子能级决定。中心频率由原子能级决定。半宽度半宽度(line half-width)谱线峰值强度或峰值吸谱线峰值强度或峰值吸收系数一半所对应的频率收系数一半所对应的频率(波长波长)范围。范围。(2)原子吸收线的轮廓原子吸收线的轮廓上一内容上一内容下一内容下一内容 回本章目录回本章目录O返回返回回主目录回主目录2022-8-9谱线宽度谱线宽度(line width)由以下几部分构成：由以下几部分构成：)自然宽度自然宽度(natural width)不受外界条件影不受外界条件影响的谱线固有宽度。响的谱线固有宽
9、度。自然宽度与激发态原子的平均寿命有自然宽度与激发态原子的平均寿命有关，平均寿命越长，谱线宽度越窄。不关，平均寿命越长，谱线宽度越窄。不同谱线有不同的自然宽度，多数情况下同谱线有不同的自然宽度，多数情况下约为约为10-5nm数量级。与其它变宽相比，数量级。与其它变宽相比，可忽略不计。可忽略不计。（3）原子吸收线的宽度）原子吸收线的宽度上一内容上一内容下一内容下一内容 回本章目录回本章目录O返回返回回主目录回主目录2022-8-92)多普勒变宽多普勒变宽(Doppler broadening)多普勒变宽多普勒变宽原子在空间作相对热运动原子在空间作相对热运动引起的谱线变宽。引起的谱线变宽。由于辐射
10、原子作无规则的热运动，它与位由于辐射原子作无规则的热运动，它与位置固定的观测器间便产生相对的位移，从而发置固定的观测器间便产生相对的位移，从而发生多普勒效应，使谱线变宽。这种谱线变宽由生多普勒效应，使谱线变宽。这种谱线变宽由于是热运动产生的，所以又称为热变宽。一般于是热运动产生的，所以又称为热变宽。一般可达可达10-3nm，是谱线变宽的主要因素。是谱线变宽的主要因素。（3）原子吸收线的宽度）原子吸收线的宽度上一内容上一内容下一内容下一内容 回本章目录回本章目录O返回返回回主目录回主目录2022-8-9 3)压力变宽压力变宽(pressure boradening)由于辐射原子与其它粒子（分子、
11、原子、离子由于辐射原子与其它粒子（分子、原子、离子和电子等）间的相互作用而产生的谱线变宽，统称和电子等）间的相互作用而产生的谱线变宽，统称为压力变宽。为压力变宽。压力变宽有两种：压力变宽有两种：罗伦兹罗伦兹(Lorentz)变变宽宽不同粒子碰撞不同粒子碰撞引起的谱引起的谱线变宽；线变宽；赫芝马赫芝马(Holtzmark)变宽变宽 同种粒子碰撞同种粒子碰撞引起的引起的谱线变宽。谱线变宽。（3）原子吸收线的宽度）原子吸收线的宽度上一内容上一内容下一内容下一内容 回本章目录回本章目录O返回返回回主目录回主目录2022-8-94)场致变宽场致变宽(field broadening)由于磁场和电场的作用
12、所引起的谱线变宽。由于磁场和电场的作用所引起的谱线变宽。5)自吸变宽自吸变宽(self-absorption broadening)由于自吸效应所引起的谱线变宽。由于自吸效应所引起的谱线变宽。（3）原子吸收线的宽度）原子吸收线的宽度上一内容上一内容下一内容下一内容 回本章目录回本章目录O返回返回回主目录回主目录2022-8-9K 在吸收线轮廓内，吸收在吸收线轮廓内，吸收系数的积分称为积分吸收系系数的积分称为积分吸收系数，简称为积分吸收，它表数，简称为积分吸收，它表示吸收的全部能量。从理论示吸收的全部能量。从理论上可以得出，积分吸收与原上可以得出，积分吸收与原子蒸气中吸收辐射的原子数子蒸气中吸收
13、辐射的原子数成正比。数学表达式为：成正比。数学表达式为：fNK020mced （4）积分吸收积分吸收上一内容上一内容下一内容下一内容 回本章目录回本章目录O返回返回回主目录回主目录2022-8-9（5）峰值吸收峰值吸收所谓峰值吸收，便是峰所谓峰值吸收，便是峰值吸收系数。峰值吸收值吸收系数。峰值吸收系数系数K0与单位体积原子与单位体积原子蒸气中待测元素的基态蒸气中待测元素的基态原子数原子数N0的关系如下：的关系如下：N0kN022K20 fmcedln上一内容上一内容下一内容下一内容 回本章目录回本章目录O返回返回回主目录回主目录2022-8-9 当使用一个锐线光源通过当使用一个锐线光源通过原子
14、蒸气时原子蒸气时,则吸收只限于在则吸收只限于在发射线轮廓内进行。这时发发射线轮廓内进行。这时发射线轮廓可以看作一个很窄射线轮廓可以看作一个很窄的矩形，各波长的吸收系数的矩形，各波长的吸收系数近似相等。因此可以用峰值近似相等。因此可以用峰值吸收系数吸收系数K0代替代替K ，即即：K bK0，又又K0 k N0 而而0.434 K L 则：则：0.434bK0l=KLc KcK0N0k（5）峰值吸收峰值吸收上一内容上一内容下一内容下一内容 回本章目录回本章目录O返回返回回主目录回主目录2022-8-9峰值吸收测量技术的要点：峰值吸收测量技术的要点：发射线与吸收线的中心频率一致且发射发射线与吸收线的
15、中心频率一致且发射线宽度比吸收线宽度要窄得多。线宽度比吸收线宽度要窄得多。要满足此要点，必须要求光源为：要满足此要点，必须要求光源为：锐线光源；锐线光源；发射元素与待测元素相同。发射元素与待测元素相同。（5）峰值吸收峰值吸收上一内容上一内容下一内容下一内容 回本章目录回本章目录O返回返回回主目录回主目录2022-8-9注意：注意：在导出峰值吸收测量公式时，还作了如下假设：在导出峰值吸收测量公式时，还作了如下假设：在原子化器中的原子浓度的分布是均匀的；在原子化器中的原子浓度的分布是均匀的；火焰温度是不变的；火焰温度是不变的；单色器通带远大于吸收线的半宽度。单色器通带远大于吸收线的半宽度。（5）峰
16、值吸收峰值吸收上一内容上一内容下一内容下一内容 回本章目录回本章目录O返回返回回主目录回主目录2022-8-9基态原子与激发态原子的关系基态原子与激发态原子的关系 基态原子吸收其共振辐射后，外层电子基态原子吸收其共振辐射后，外层电子由基态跃迁至激发态而产生原子吸收光谱。由基态跃迁至激发态而产生原子吸收光谱。在通常的原子吸收测定条件下，根据热在通常的原子吸收测定条件下，根据热力学原理，在原子蒸气中力学原理，在原子蒸气中(包括被测元素原子包括被测元素原子)，可能会有基态与激发态存在。在一定温度下可能会有基态与激发态存在。在一定温度下达到热平衡时，基态与激发态原子数的比例达到热平衡时，基态与激发态原
17、子数的比例遵循遵循Boltzman分布定律。分布定律。上一内容上一内容下一内容下一内容 回本章目录回本章目录O返回返回回主目录回主目录2022-8-9 Ni/N0=gi/g0 exp(-Ei/kT)式中式中,Ni与与N0 分别为激发态与基态的原子分别为激发态与基态的原子数；数；gi/g0为统计权重，它表示能级的简并为统计权重，它表示能级的简并度；度；T为热力学温度；为热力学温度；k为为Boltzman常数；常数；Ei为激发能。为激发能。基态原子与激发态原子的关系基态原子与激发态原子的关系上一内容上一内容下一内容下一内容 回本章目录回本章目录O返回返回回主目录回主目录2022-8-9 从上式可知
18、，温度越高，从上式可知，温度越高，Ni/N0值越大，即激发值越大，即激发态原子数随温度升高而增加，而且按指数关系变化；态原子数随温度升高而增加，而且按指数关系变化；在相同的温度条件下，激发能越小，吸收线波长越长，在相同的温度条件下，激发能越小，吸收线波长越长，Ni/N0值越大。尽管如此变化，但是在原子吸收光谱值越大。尽管如此变化，但是在原子吸收光谱中，原子化温度一般小于中，原子化温度一般小于3000K，大多数元素的最强大多数元素的最强共振线都低于共振线都低于 600 nm，Ni/N0值绝大部分在值绝大部分在10-3以下，以下，激发态和基态原子数之比小于千分之一，激发态原子激发态和基态原子数之比
19、小于千分之一，激发态原子数可以忽略。因此。数可以忽略。因此。基态原子数基态原子数N0可以近似等于总可以近似等于总原子数原子数NNi/N0=gi/g0 exp(-Ei/kT)基态原子与激发态原子的关系基态原子与激发态原子的关系上一内容上一内容下一内容下一内容 回本章目录回本章目录O返回返回回主目录回主目录2022-8-9吸光度与待测元素浓度的关系吸光度与待测元素浓度的关系在锐线光源的条件下，在锐线光源的条件下，K?=K0 A=0.434k0L N0LKIIAeIIlk434.0log0)(0将将N N0 0=N=N代入上面得到的式子可代入上面得到的式子可以得到以得到A与单位体与单位体积原子蒸气中
20、待测元素原子数积原子蒸气中待测元素原子数N与试样中待测元与试样中待测元素的浓度素的浓度c成正比。成正比。A=0.434kL N=Kc(当原子蒸气厚度当原子蒸气厚度L一定时一定时)这就是原子吸收法定量分析的基础这就是原子吸收法定量分析的基础上一内容上一内容下一内容下一内容 回本章目录回本章目录O返回返回回主目录回主目录2022-8-98.3 仪器装置仪器装置原子吸收光谱仪又称原子吸收分光光度计，由光源、原子吸收光谱仪又称原子吸收分光光度计，由光源、原子化器、单色器和检测器等四部分组成。原子化器、单色器和检测器等四部分组成。上一内容上一内容下一内容下一内容 回本章目录回本章目录O返回返回回主目录回
21、主目录2022-8-98.3 仪器装置仪器装置上一内容上一内容下一内容下一内容 回本章目录回本章目录O返回返回回主目录回主目录2022-8-9（1）光源光源 光源的作用是光源的作用是发射被测发射被测元素的特征共振辐射元素的特征共振辐射。对光源的基本要求：对光源的基本要求：发射锐线光谱；发射锐线光谱；辐射的强度大；辐射的强度大；辐射光强稳定；辐射光强稳定；使用寿命长等。使用寿命长等。空心阴极灯空心阴极灯是符合上述是符合上述要求的理想光源，应用最广。要求的理想光源，应用最广。上一内容上一内容下一内容下一内容 回本章目录回本章目录O返回返回回主目录回主目录2022-8-9 1)1)空心阴极灯的结构空
22、心阴极灯的结构 由封在玻璃中的一由封在玻璃中的一个钨丝阳极和一个圆柱个钨丝阳极和一个圆柱形阴极所组成。形阴极所组成。阴极材料是由阴极材料是由待测待测元素或含有待测元素的元素或含有待测元素的合金合金。空心阴极灯空心阴极灯上一内容上一内容下一内容下一内容 回本章目录回本章目录O返回返回回主目录回主目录2022-8-92)空心阴极灯的工作原理空心阴极灯的工作原理当在两电极之间加上当在两电极之间加上100400V的直流电压时，便会产生的直流电压时，便会产生放电。放电。阴极发射的电子在电场作用下迅速向阳极运动，途中与管阴极发射的电子在电场作用下迅速向阳极运动，途中与管内的惰性气体发生碰撞，使之电离。内的
23、惰性气体发生碰撞，使之电离。阳离子在电场中获得能量轰击阴极表面，使一些金属原子阳离子在电场中获得能量轰击阴极表面，使一些金属原子从其表面溅射出来聚集在空心阴极内从其表面溅射出来聚集在空心阴极内 其中一部分金属原子再与电子、惰性气体的原子、离子等其中一部分金属原子再与电子、惰性气体的原子、离子等碰撞而获得能量被激发，发射出相应元素的碰撞而获得能量被激发，发射出相应元素的特征谱线。特征谱线。实际测定时，利用空心阴极灯发出的特征谱线中的共振线。实际测定时，利用空心阴极灯发出的特征谱线中的共振线。空心阴极灯空心阴极灯上一内容上一内容下一内容下一内容 回本章目录回本章目录O返回返回回主目录回主目录202
24、2-8-9 为什么空心阴极灯能发射锐线光谱？为什么空心阴极灯能发射锐线光谱？由于灯的工作电流不大（由于灯的工作电流不大（mA级），阴极温度不级），阴极温度不高，多普勒变宽不明显，自吸效应小高，多普勒变宽不明显，自吸效应小 灯内的气压很低，罗伦兹变宽可忽略灯内的气压很低，罗伦兹变宽可忽略 电场强度不大，场致变宽也可忽略电场强度不大，场致变宽也可忽略 因此，在正常工作条件下，空心阴极灯能发因此，在正常工作条件下，空心阴极灯能发射锐线光谱射锐线光谱。空心阴极灯空心阴极灯上一内容上一内容下一内容下一内容 回本章目录回本章目录O返回返回回主目录回主目录2022-8-9 空心阴极灯的特点：空心阴极灯的特点
25、：发射的谱线窄；发射的谱线窄；发射强度较大；发射强度较大；光源稳定性好；光源稳定性好；使用寿命长。使用寿命长。缺陷：缺陷：单元素灯。单元素灯。空心阴极灯空心阴极灯上一内容上一内容下一内容下一内容 回本章目录回本章目录O返回返回回主目录回主目录2022-8-9 光源调制光源调制：来自火焰的辐射背景（连续光谱，直流信号）可与待测来自火焰的辐射背景（连续光谱，直流信号）可与待测物吸收线一同进入检测器，尽管单色器可滤除一部分背景，物吸收线一同进入检测器，尽管单色器可滤除一部分背景，但仍不能完全消除这些背景对测定的干扰。为此，必须对光但仍不能完全消除这些背景对测定的干扰。为此，必须对光源进行源进行“调制
26、调制”。光源调制定义：光源调制定义：将入射光所产生的直流信号转换成交流信号，通将入射光所产生的直流信号转换成交流信号，通过电学方法将其与来自火焰的直流信号滤掉（过电学方法将其与来自火焰的直流信号滤掉（RC电路），从电路），从而避免火焰背景干扰。而避免火焰背景干扰。光源调制方法：光源调制方法：1）机械调制）机械调制在光源和火焰之间加一切光器（分成四个扇形，在光源和火焰之间加一切光器（分成四个扇形，其中对角的两个扇形可让入射光通过）并以一定的速度（频其中对角的两个扇形可让入射光通过）并以一定的速度（频率）旋转，入射光被率）旋转，入射光被“切切”成交变的光。成交变的光。2）电学调制：通过脉冲方式给光
27、源供电，直接产生）电学调制：通过脉冲方式给光源供电，直接产生“脉冲脉冲”光。光。光源调制光源调制上一内容上一内容下一内容下一内容 回本章目录回本章目录O返回返回回主目录回主目录2022-8-9 (2)(2)原子化器原子化器(吸收池吸收池)原子化器原子化器将样品中的待测组份转化为基态原子将样品中的待测组份转化为基态原子的装置。的装置。功能功能提供能量，使试样干燥、蒸发和原子化提供能量，使试样干燥、蒸发和原子化。对原子化器的基本要求：对原子化器的基本要求：有足够高的原子化效率；有足够高的原子化效率；有良好的稳定性；有良好的稳定性；操作简单。操作简单。常用的原子化器有常用的原子化器有:火焰原子化器火
28、焰原子化器和和非火焰原子化器非火焰原子化器。（2）原子化器）原子化器上一内容上一内容下一内容下一内容 回本章目录回本章目录O返回返回回主目录回主目录2022-8-9 1）火焰原子化器）火焰原子化器(Flame Atomizer)火焰原子化法火焰原子化法由化由化学火焰提供能量使试样原学火焰提供能量使试样原子化的方法。子化的方法。是目前广泛应用的一种是目前广泛应用的一种方式。常用的是方式。常用的是预混合型预混合型原子化器。原子化器。特点：特点：稳定性好，操作简稳定性好，操作简便。便。火焰原子化器火焰原子化器上一内容上一内容下一内容下一内容 回本章目录回本章目录O返回返回回主目录回主目录2022-8
29、-9预混合型火焰原预混合型火焰原子化器的组成：子化器的组成：雾化器；雾化器；雾化室；雾化室；燃烧器燃烧器。火焰原子化器火焰原子化器上一内容上一内容下一内容下一内容 回本章目录回本章目录O返回返回回主目录回主目录2022-8-9a）喷雾器喷雾器：将试样溶液转为雾状气溶胶。：将试样溶液转为雾状气溶胶。要求：稳定、雾粒细而均匀、雾化效率高、适应性强（可用要求：稳定、雾粒细而均匀、雾化效率高、适应性强（可用于不同比重、不同粘度、不同表面张力的溶液）。于不同比重、不同粘度、不同表面张力的溶液）。主要有主要有气动雾化气动雾化和和超声雾化超声雾化两大类。两大类。b）雾化室雾化室：内装撞击球和扰流器（去除大雾
30、滴并使气溶：内装撞击球和扰流器（去除大雾滴并使气溶胶均匀）。将雾状溶液与各种气体充分混合而形成更细的气胶均匀）。将雾状溶液与各种气体充分混合而形成更细的气溶胶并进入燃烧器。溶胶并进入燃烧器。c）燃烧器燃烧器：产生火焰并使试样蒸发和原子化的装置。有：产生火焰并使试样蒸发和原子化的装置。有单缝和三缝两种形式，其高度和角度可调（让光通过火焰适单缝和三缝两种形式，其高度和角度可调（让光通过火焰适宜的部位并有最大吸收）。宜的部位并有最大吸收）。燃烧器质量主要由燃烧狭缝的性质和质量决定（光程、燃烧器质量主要由燃烧狭缝的性质和质量决定（光程、回火、堵塞、耗气量）。回火、堵塞、耗气量）。火焰原子化器火焰原子化
31、器上一内容上一内容下一内容下一内容 回本章目录回本章目录O返回返回回主目录回主目录2022-8-9预预混合火焰的结构：混合火焰的结构：预热区预热区火焰开始燃烧，温火焰开始燃烧，温度低，起干燥作用。度低，起干燥作用。第一反应区第一反应区火焰燃烧不充火焰燃烧不充分，起熔融、蒸发作用。分，起熔融、蒸发作用。中间区中间区燃烧完全，温度最燃烧完全，温度最高，起原子化作用，是重要高，起原子化作用，是重要的光谱观察区。的光谱观察区。第二反应区第二反应区温度逐渐下降。温度逐渐下降。一些化合物重新复合。一些化合物重新复合。火焰原子化器火焰原子化器上一内容上一内容下一内容下一内容 回本章目录回本章目录O返回返回回
32、主目录回主目录2022-8-9火焰的燃烧特性：火焰的燃烧特性：燃烧速度燃烧速度火焰温度火焰温度氧化还原性质氧化还原性质天然气天然气-空气火空气火焰焰火焰原子化器火焰原子化器上一内容上一内容下一内容下一内容 回本章目录回本章目录O返回返回回主目录回主目录2022-8-9燃气燃气 助燃气助燃气 燃烧速度燃烧速度/cm.s-1 温度温度/oC 特特 点点 C2H2 Air 158-266 2100-2500 温度较高，最常用（稳定、噪声小、温度较高，最常用（稳定、噪声小、重现性好，可测定重现性好，可测定 30 多种元素）多种元素）C2H2 O2 1100-2480 3050-3160 高温火焰，可作
33、上述火焰的补充，高温火焰，可作上述火焰的补充，用于其它更难原子化的元素用于其它更难原子化的元素 C2H2 N2O 160-285 2600-2990 高温火焰，具强还原性（可使难分高温火焰，具强还原性（可使难分解的氧化物原子化），可用于多达解的氧化物原子化），可用于多达 70多种元素的测定。多种元素的测定。H2 Air 300-440 2000-2318 较低温氧化性火焰较低温氧化性火焰，适于共振线位，适于共振线位于短波区的元素（于短波区的元素（As-Se-Sn-Zn）H2 O2 900-1400 2550-2933 高燃烧速度，高温，但不易控制高燃烧速度，高温，但不易控制 H2 N2O 39
34、0 2880 高温，适于难分解氧化物的原子化高温，适于难分解氧化物的原子化 丙烷丙烷 Air 82 2198 低温，适于易解离的元素，如碱金低温，适于易解离的元素，如碱金属和碱土金属。属和碱土金属。火焰原子化器火焰原子化器上一内容上一内容下一内容下一内容 回本章目录回本章目录O返回返回回主目录回主目录2022-8-9火焰的类型火焰的类型：任何一种火焰均可按燃气与助燃气的比例分为任何一种火焰均可按燃气与助燃气的比例分为三类具有不同性质的火焰：三类具有不同性质的火焰：化学计量型化学计量型：指燃助比近似于二者反应的计量关系，又指燃助比近似于二者反应的计量关系，又称中性火焰。温度高、稳定、干扰小、背景
35、低，知适于大多称中性火焰。温度高、稳定、干扰小、背景低，知适于大多数元素分析；数元素分析；富燃火焰富燃火焰：燃气比例较大的火焰（燃助比大于化学计量燃气比例较大的火焰（燃助比大于化学计量比）。燃烧不完全、温度略低，具还原性，适于难分解的氧比）。燃烧不完全、温度略低，具还原性，适于难分解的氧化物的元素分析。但干扰较大、背景高。化物的元素分析。但干扰较大、背景高。贫燃火焰贫燃火焰：助燃气大于化学计量的火焰。温度最低，具助燃气大于化学计量的火焰。温度最低，具氧化性，适于易解离和易电离的元素，如碱金属。氧化性，适于易解离和易电离的元素，如碱金属。火焰原子化器火焰原子化器上一内容上一内容下一内容下一内容
36、回本章目录回本章目录O返回返回回主目录回主目录2022-8-9火焰的背景吸收光谱特征火焰的背景吸收光谱特征火焰原子化器火焰原子化器上一内容上一内容下一内容下一内容 回本章目录回本章目录O返回返回回主目录回主目录2022-8-9 常用的火焰常用的火焰：空气空气-乙炔乙炔火焰火焰 是原子吸收测定中最常用的火焰，该火焰是原子吸收测定中最常用的火焰，该火焰燃烧稳定，重现性好，噪声低，温度高，对大多数元素有燃烧稳定，重现性好，噪声低，温度高，对大多数元素有足够高的灵敏度，但它在短波紫外区有较大的吸收。足够高的灵敏度，但它在短波紫外区有较大的吸收。氧化亚氮氧化亚氮-一乙炔一乙炔火焰火焰 的优点是火焰温度高
37、，而燃烧速度的优点是火焰温度高，而燃烧速度并不快，适用于难原子化元素的测定，用它可测定并不快，适用于难原子化元素的测定，用它可测定7070多种多种元素。元素。空气空气-氢氢火焰火焰 是氧化性火焰，燃烧速度较乙炔是氧化性火焰，燃烧速度较乙炔-空气空气 火焰火焰高，但温度较低，优点是背景发射较弱，透射性能好。高，但温度较低，优点是背景发射较弱，透射性能好。火焰原子化器火焰原子化器上一内容上一内容下一内容下一内容 回本章目录回本章目录O返回返回回主目录回主目录2022-8-9火焰原子化器特点：火焰原子化器特点：优点优点：简单，火焰稳定，重现性好，精密：简单，火焰稳定，重现性好，精密度高，应用范围广度
38、高，应用范围广。缺点缺点：原子化效率低，只能液体进样。：原子化效率低，只能液体进样。火焰原子化器火焰原子化器上一内容上一内容下一内容下一内容 回本章目录回本章目录O返回返回回主目录回主目录2022-8-92)非火焰原子化器非火焰原子化器 利用电热、阴极溅射、等离子体和激利用电热、阴极溅射、等离子体和激光等方法使试样原子化的装置称为非火焰光等方法使试样原子化的装置称为非火焰原子化器（或原子化器（或无火焰原子化器无火焰原子化器）。目前广）。目前广泛使用的有泛使用的有石墨炉原子化器石墨炉原子化器和和低温原子化低温原子化器。器。非火焰原子化器非火焰原子化器上一内容上一内容下一内容下一内容 回本章目录回
39、本章目录O返回返回回主目录回主目录2022-8-9石墨炉原子化石墨炉原子化器器（Graphite furnace Atomizer）石墨炉组成石墨炉组成:电 源、保 护电 源、保 护系统和石墨管系统和石墨管三部分。三部分。石墨炉原子化器石墨炉原子化器上一内容上一内容下一内容下一内容 回本章目录回本章目录O返回返回回主目录回主目录2022-8-9电源：电源：1025V，500A。用于产生高温。用于产生高温。保护系统：保护系统：保护气（保护气（Ar）分成两路分成两路 管外气管外气防止空气进入，保护石墨管不被氧化、烧防止空气进入，保护石墨管不被氧化、烧蚀。蚀。管内气管内气流经石墨管两端及加样口，可排
40、出空气并流经石墨管两端及加样口，可排出空气并驱除加热初始阶段样品产生的蒸汽驱除加热初始阶段样品产生的蒸汽 冷却水冷却水金属炉体周围通水，以保护炉体。金属炉体周围通水，以保护炉体。石墨管：试样原子化。石墨管：试样原子化。石墨管改进技术：石墨管改进技术：石墨平台技术石墨平台技术在管内置一放样品的石墨片。在管内置一放样品的石墨片。涂层石墨管技术涂层石墨管技术在管壁涂敷一层难溶化合物。在管壁涂敷一层难溶化合物。石墨炉原子化器石墨炉原子化器上一内容上一内容下一内容下一内容 回本章目录回本章目录O返回返回回主目录回主目录2022-8-9石墨炉升温程序：干燥、灰化、原子化和净化。石墨炉升温程序：干燥、灰化、
41、原子化和净化。干燥干燥温温度度oC时间时间t净化净化原子化原子化灰化灰化虚线：阶梯升温虚线：阶梯升温实线：斜坡升温实线：斜坡升温干干 燥：去除溶剂，防样品溅射；燥：去除溶剂，防样品溅射；灰灰 化：使基体和有机物尽量挥发除去；化：使基体和有机物尽量挥发除去；原子化：待测物化合物分解为基态原子，此时停止通原子化：待测物化合物分解为基态原子，此时停止通 Ar，延长原子停留时间，提高灵敏度；延长原子停留时间，提高灵敏度；净净 化：样品测定完成，高温去残渣，净化石墨管。化：样品测定完成，高温去残渣，净化石墨管。石墨炉原子化器石墨炉原子化器上一内容上一内容下一内容下一内容 回本章目录回本章目录O返回返回回
42、主目录回主目录2022-8-9石墨炉原子化的特点：石墨炉原子化的特点：灵敏度高；灵敏度高；试样用量少；试样用量少；固体样品分析；固体样品分析；可通过程序升温预处理试样。可通过程序升温预处理试样。缺陷：缺陷：精密度较差；精密度较差；基体效应严重。基体效应严重。石墨炉原子化器石墨炉原子化器上一内容上一内容下一内容下一内容 回本章目录回本章目录O返回返回回主目录回主目录2022-8-9 低温原子化低温原子化（化学原子（化学原子化）：化）：1）原子蒸气还原法原子蒸气还原法 将试样中的化合物用还原剂将试样中的化合物用还原剂还原为原子蒸气，并通过还原为原子蒸气，并通过Ar 或或N2 将其带入吸收池进行测定
43、。将其带入吸收池进行测定。2）氢化物发生氢化物发生 在一定酸度条件下，将试在一定酸度条件下，将试样以还原剂样以还原剂（NaBH4）还原为还原为元素气态氢化物，并通过元素气态氢化物，并通过Ar或或N2将其带入热的石英管内原子将其带入热的石英管内原子化并测定。化并测定。低温原子化低温原子化上一内容上一内容下一内容下一内容 回本章目录回本章目录O返回返回回主目录回主目录2022-8-9特点：灵敏度高；选择性好。特点：灵敏度高；选择性好。缺陷：测定元素有限。缺陷：测定元素有限。低温原子化低温原子化上一内容上一内容下一内容下一内容 回本章目录回本章目录O返回返回回主目录回主目录2022-8-9 同其它光
44、学分光系统一样，原子吸收光度计中的同其它光学分光系统一样，原子吸收光度计中的分光系统亦包括出射、入射狭缝、反射镜和色散原件。分光系统亦包括出射、入射狭缝、反射镜和色散原件。单色器的作用在是将被测元素的特征谱线与其它单色器的作用在是将被测元素的特征谱线与其它谱线分离开来。谱线分离开来。由于锐线光源的谱线简单，故对单色器的色散率要求由于锐线光源的谱线简单，故对单色器的色散率要求不高不高(线色散率为线色散率为1030/mm)。(4)检测器检测器 使用光倍增管并可直接得到测定的吸收度信号。使用光倍增管并可直接得到测定的吸收度信号。（3）分光系统）分光系统上一内容上一内容下一内容下一内容 回本章目录回本
45、章目录O返回返回回主目录回主目录2022-8-9单光束：单光束：1）结构简单，体积小，）结构简单，体积小，价格低；价格低；2）易发生零漂移，空）易发生零漂移，空 心阴极灯要预热心阴极灯要预热。双光束：双光束：1）零漂移小，空心阴）零漂移小，空心阴 极灯不需预热。极灯不需预热。2）仍不可消除火焰的仍不可消除火焰的 波动和背景的影响波动和背景的影响 原子吸收仪器类型原子吸收仪器类型上一内容上一内容下一内容下一内容 回本章目录回本章目录O返回返回回主目录回主目录2022-8-98.4 干扰及消除干扰及消除 干扰的类型干扰的类型光谱干扰光谱干扰分析物与干扰物信号分辨不开分析物与干扰物信号分辨不开所造成
46、的干扰效应。所造成的干扰效应。非光谱干扰非光谱干扰由于干扰物的存在使已经分由于干扰物的存在使已经分辨开的信号造成差错的干扰效应。辨开的信号造成差错的干扰效应。上一内容上一内容下一内容下一内容 回本章目录回本章目录O返回返回回主目录回主目录2022-8-9q物理干扰物理干扰试液与标准溶液物理性质差异所产试液与标准溶液物理性质差异所产生的干扰。生的干扰。来源来源：试样粘度、表面张力使其进入火焰的速度或试样粘度、表面张力使其进入火焰的速度或喷雾效率改变引起的干扰。喷雾效率改变引起的干扰。消除消除：可通过配制与试样具有相似组成的标准溶液可通过配制与试样具有相似组成的标准溶液或标准加入法来克服。或标准加
47、入法来克服。8.4 干扰及消除干扰及消除上一内容上一内容下一内容下一内容 回本章目录回本章目录O返回返回回主目录回主目录2022-8-9q化学干扰化学干扰由于被测元素原子与共存组分由于被测元素原子与共存组分发生化学反应造成的干扰。发生化学反应造成的干扰。来源来源：分析物与共存元素发生化学反应生成分析物与共存元素发生化学反应生成难挥发的化合物从而影响原子化效率，使待难挥发的化合物从而影响原子化效率，使待测元素的吸光度降低。测元素的吸光度降低。8.4 干扰及消除干扰及消除上一内容上一内容下一内容下一内容 回本章目录回本章目录O返回返回回主目录回主目录2022-8-9消除：消除：选择合适的原子化方法
48、选择合适的原子化方法温度、还原性质等温度、还原性质等增加观察高度增加观察高度增加受热时间增加受热时间加入释放剂加入释放剂PO43-对对Ca2+的干扰：加入的干扰：加入La(III)、Sr(II)-释放释放Ca2+加入保护剂加入保护剂 Mg 和和Al 形成难溶形成难溶MgAl2O4-加加8-羟基喹啉作保护剂羟基喹啉作保护剂加入缓冲剂或基体改进剂加入缓冲剂或基体改进剂主要对主要对GFAAS。加入加入EDTA可使可使Cd的原子化温度降低的原子化温度降低化学分离化学分离：溶剂萃取、离子交换、沉淀分离等：溶剂萃取、离子交换、沉淀分离等8.4 干扰及消除干扰及消除上一内容上一内容下一内容下一内容 回本章目
49、录回本章目录O返回返回回主目录回主目录2022-8-9q电离干扰电离干扰来源来源：高温导致原子电离，从而使基态原子高温导致原子电离，从而使基态原子数减少，吸光度下降。数减少，吸光度下降。消除消除：加入消电离剂加入消电离剂(主要为碱金属元素主要为碱金属元素)，产，产生大量电子，从而抑制待测原子的电离。生大量电子，从而抑制待测原子的电离。如大量如大量KCl 的的加入可抑制加入可抑制Ca的电离。的电离。8.4 干扰及消除干扰及消除上一内容上一内容下一内容下一内容 回本章目录回本章目录O返回返回回主目录回主目录2022-8-9q 光谱干扰光谱干扰光谱干扰包括光谱干扰包括:谱线干扰和背景干扰。谱线干扰和
50、背景干扰。谱线干扰谱线干扰：干扰物与分析物谱线分辨不开所：干扰物与分析物谱线分辨不开所造成的干扰。造成的干扰。来源来源：a)在光谱通带内有一条以上的吸收线；在光谱通带内有一条以上的吸收线；b)在光谱通带内有一条以上的发射线；在光谱通带内有一条以上的发射线；c)在光谱通带内有吸收线重叠。在光谱通带内有吸收线重叠。消除消除：减小出射狭缝；：减小出射狭缝；另选分析线；另选分析线；分离干扰元素。分离干扰元素。8.4 干扰及消除干扰及消除上一内容上一内容下一内容下一内容 回本章目录回本章目录O返回返回回主目录回主目录2022-8-9q背景干扰背景干扰由于火焰分子发射、分子吸收和光由于火焰分子发射、分子吸
