1、YANGTZE NORMAL UNIVERSITY重庆市精品课程建设课程重庆市精品课程建设课程主讲：石文兵主讲：石文兵第七章第七章 原子吸收光谱法原子吸收光谱法化学化工学院化学化工学院YANGTZE NORMAL UNIVERSITY重庆市精品课程建设课程重庆市精品课程建设课程第一节第一节 概概 述（述（Introduction）早在早在1802年，年，渥朗斯顿渥朗斯顿在研究太阳的光谱时，就在研究太阳的光谱时，就惊奇地发现了太阳的惊奇地发现了太阳的连续光谱连续光谱中出现了无法解释的中出现了无法解释的暗暗线线。1820年，年，布鲁斯特布鲁斯特认为这些谱线是由于认为这些谱线是由于太阳外围太阳外围的
2、大气圈对太阳光的吸收而产生的的大气圈对太阳光的吸收而产生的。1860年，年，本生本生和和克希荷夫克希荷夫在研究金属的火焰光谱时，发现钠原子蒸气在研究金属的火焰光谱时，发现钠原子蒸气发出的光通过温度较低的发出的光通过温度较低的钠原子蒸气钠原子蒸气时，就会产生时，就会产生钠钠谱线的吸收谱线的吸收，并且吸收谱线的位置，并且吸收谱线的位置正好和太阳光谱中正好和太阳光谱中的的D暗线重合暗线重合。YANGTZE NORMAL UNIVERSITY重庆市精品课程建设课程重庆市精品课程建设课程 这就用实验的手段证实了太阳光谱中的这就用实验的手段证实了太阳光谱中的D暗线，暗线，正是由于太阳大气圈中的钠原子对太阳
3、光谱中的钠辐正是由于太阳大气圈中的钠原子对太阳光谱中的钠辐射产生吸收的结果射产生吸收的结果。这是人类第一次认识到原子吸收。这是人类第一次认识到原子吸收现象。现象。直到直到1955年，才由澳大利亚物理学家年，才由澳大利亚物理学家瓦尔西瓦尔西首先首先提出利用提出利用原子吸收现象，可以对原子吸收现象，可以对某些金属元素某些金属元素进行分进行分析析。从此以后，原子吸收光谱法就逐渐成为一种强有。从此以后，原子吸收光谱法就逐渐成为一种强有力的分析手段，出现在现代仪器分析的行列中。力的分析手段，出现在现代仪器分析的行列中。YANGTZE NORMAL UNIVERSITY重庆市精品课程建设课程重庆市精品课程
4、建设课程YANGTZE NORMAL UNIVERSITY重庆市精品课程建设课程重庆市精品课程建设课程1.特点：特点：(1)检出限低检出限低，10-1010-14 g；(2)准确度高准确度高，1%5%；(3)选择性高选择性高，一般情况下共存元素不干扰；，一般情况下共存元素不干扰；(4)应用广应用广，可测定，可测定70多个元素多个元素。2.缺点缺点：难熔元素、非金属元素测定困难难熔元素、非金属元素测定困难，不能进行不能进行多多元素同时测定元素同时测定。YANGTZE NORMAL UNIVERSITY重庆市精品课程建设课程重庆市精品课程建设课程第二节第二节 原子吸收光谱法的原理原子吸收光谱法的原
5、理一、原子吸收线一、原子吸收线（一）原子吸收线的产生（一）原子吸收线的产生 原子是由带有一定数目原子是由带有一定数目正电荷的核正电荷的核和相同和相同数目的数目的核外电子核外电子组成，核外电子以一定的规律组成，核外电子以一定的规律在不同的轨道中运动，每一轨道都具有确定的在不同的轨道中运动，每一轨道都具有确定的能量，称为能量，称为原子能级原子能级。当核外电子排布具有最。当核外电子排布具有最低能级时，原子的能量状态叫低能级时，原子的能量状态叫基态基态，基态是最，基态是最稳定的状态。稳定的状态。YANGTZE NORMAL UNIVERSITY重庆市精品课程建设课程重庆市精品课程建设课程 当原子的当原
6、子的最外层电子最外层电子吸收吸收定能量的定能量的光子光子而由基态而由基态跃迁到较高的能级上时，原子的能量状态叫跃迁到较高的能级上时，原子的能量状态叫激发态激发态。基基态原子被激发的过程，也就是原子吸收的过程态原子被激发的过程，也就是原子吸收的过程。激发态的能量较高，激发态的能量较高，很不稳定很不稳定，其寿命约为，其寿命约为10-710-8s，即在一瞬间，电子又会自发地从高能级跃迁回到低能级，即在一瞬间，电子又会自发地从高能级跃迁回到低能级，同时向各个方向辐射出一定能量的光子。这一过程就是同时向各个方向辐射出一定能量的光子。这一过程就是原子发射原子发射过程。过程。基态原子被激发所吸收的能量，等于
7、相应激发态原基态原子被激发所吸收的能量，等于相应激发态原子跃迁回到基态所发射出的能量，子跃迁回到基态所发射出的能量，此能量等于原子的两此能量等于原子的两能级能量差能级能量差：YANGTZE NORMAL UNIVERSITY重庆市精品课程建设课程重庆市精品课程建设课程基态基态激发态激发态共振吸收线共振吸收线最低第一激发态最低第一激发态气态基气态基态原子态原子I0Ivl1123YANGTZE NORMAL UNIVERSITY重庆市精品课程建设课程重庆市精品课程建设课程（二）吸收线的轮廓与变宽（二）吸收线的轮廓与变宽1.吸收定律吸收定律0exp()vvIIK l（7-1）0lg0.434vvIA
8、K lI（7-2）Kv是基态原子对频率为v的单色光的吸收系数吸收系数，它与入射光的频率、基态原子密度及原子化温度频率、基态原子密度及原子化温度等有关。YANGTZE NORMAL UNIVERSITY重庆市精品课程建设课程重庆市精品课程建设课程2.吸收线的轮廓与变宽吸收线的轮廓与变宽 中心频率对应的吸收系数中心频率对应的吸收系数K0称为称为峰值吸收系数峰值吸收系数。在吸。在吸收线轮廓上，峰值吸收的一收线轮廓上，峰值吸收的一半处的频率或波长称为吸收半处的频率或波长称为吸收线的线的半宽度半宽度，简称为，简称为吸收线吸收线宽度宽度。原子吸收线的宽度约。原子吸收线的宽度约为为10-310-2nm。吸收
9、线的轮廓吸收线的轮廓：是指谱线强度：是指谱线强度I 或吸收系数或吸收系数K 与频率与频率的吸收曲线。的吸收曲线。以吸收线的中心频率以吸收线的中心频率0，(或中心波长或中心波长0)和半宽度和半宽度(或或)来表征。来表征。YANGTZE NORMAL UNIVERSITY重庆市精品课程建设课程重庆市精品课程建设课程（1）自然宽度）自然宽度 在无外界条件影响时，谱线的固有宽度称为自在无外界条件影响时，谱线的固有宽度称为自然宽度然宽度，以，以N或或N表示。表示。激发态原子的平均寿命激发态原子的平均寿命越短，能级宽度越宽越短，能级宽度越宽，谱线的自然宽度越大。一般，谱线的自然宽度越大。一般共振线的自然宽
10、度共振线的自然宽度N为为10-6-10-5 nm。（2）多普勒）多普勒(Doppler)变宽变宽 多普勒变宽是由原子在空间作相对热运动引起多普勒变宽是由原子在空间作相对热运动引起的谱线变宽，又称热变宽的谱线变宽，又称热变宽。以。以D或或D表示。谱线表示。谱线的多普勒变宽宽度由下式决定的多普勒变宽宽度由下式决定.YANGTZE NORMAL UNIVERSITY重庆市精品课程建设课程重庆市精品课程建设课程rDAT071016.7rDAT071016.7或或 式中：式中：T是是绝对温度绝对温度，Ar是是相对原子质量相对原子质量。温度。温度升高，升高，原子的相对热运动剧烈原子的相对热运动剧烈，热变宽
11、增大。通常，热变宽增大。通常D为为10-410-3nm，它是谱线变宽的，它是谱线变宽的主要因素主要因素。YANGTZE NORMAL UNIVERSITY重庆市精品课程建设课程重庆市精品课程建设课程（3）碰撞变宽（压力变宽）碰撞变宽（压力变宽）碰撞变宽是由同种辐射原子间或辐射原子与其它粒碰撞变宽是由同种辐射原子间或辐射原子与其它粒子间相互碰撞而产生的。子间相互碰撞而产生的。（4）自吸变宽）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。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
12、）场致变宽 外界电场、带电粒子、离子形成的电场及磁场的外界电场、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。作用使谱线变宽的现象，影响较小。YANGTZE NORMAL UNIVERSITY重庆市精品课程建设课程重庆市精品课程建设课程 二、基态原子数与原子化温度的关系二、基态原子数与原子化温度的关系)exp(00kTEggNNijj 基态原子化程度愈高，原子吸收光谱法的灵敏基态原子化程度愈高，原子吸收光谱法的灵敏度也愈高度也愈高。热力学平衡时，激发态原子数。热力学平衡时，激发态原子数 Ni 与基与基态原于数态原于数 N0 符合符合Boltzmann分布定律：分布定律：例子见
13、教材例子见教材P99。YANGTZE NORMAL UNIVERSITY重庆市精品课程建设课程重庆市精品课程建设课程（一）积分吸收测量法：测量气态基态原子吸收共（一）积分吸收测量法：测量气态基态原子吸收共振线的总能量的方法。根据光的吸收定律和爱因斯振线的总能量的方法。根据光的吸收定律和爱因斯坦辐射量子理论，谱线的积分吸收与基态原子密度坦辐射量子理论，谱线的积分吸收与基态原子密度的关系由下式表达：的关系由下式表达：02dfNmcevKv三、原子吸收法的测量三、原子吸收法的测量YANGTZE NORMAL UNIVERSITY重庆市精品课程建设课程重庆市精品课程建设课程对于给定的元素来讲：对于给定
14、的元素来讲：kNvKvd 上式表明，积分吸收与原于密度成正比积分吸收与原于密度成正比。如如果能求得积分吸收，便可求得待测定元素的浓度果能求得积分吸收，便可求得待测定元素的浓度。这是一种这是一种绝对测量方法绝对测量方法，现在的，现在的分光装置无法实分光装置无法实现现。YANGTZE NORMAL UNIVERSITY重庆市精品课程建设课程重庆市精品课程建设课程 在原子吸收分析中使用锐线光源来测量谱线的在原子吸收分析中使用锐线光源来测量谱线的峰值吸收峰值吸收。（二）峰值吸收测量法（二）峰值吸收测量法 以峰值吸收测量代替积分以峰值吸收测量代替积分吸收测量的吸收测量的必要条件是必要条件是：1.锐线光源
15、辐射的发射线锐线光源辐射的发射线与原子吸收线的中心频率与原子吸收线的中心频率0（或波长（或波长0）完全一致；）完全一致；2.锐锐线光源发射线的半宽度比吸收线光源发射线的半宽度比吸收线的半宽度更窄。线的半宽度更窄。YANGTZE NORMAL UNIVERSITY重庆市精品课程建设课程重庆市精品课程建设课程峰值吸收峰值吸收:)exp(0lKIIlKIIA434.0lg0dvKKv2ln2D0 由于峰值吸收测量是在由于峰值吸收测量是在中心频率中心频率 0两旁很窄两旁很窄（d 0）的范围内的积分吸收测量）的范围内的积分吸收测量，此时，此时，K=K0。在原子吸收中，谱线变宽主要受多普勒效应影响，则：在
16、原子吸收中，谱线变宽主要受多普勒效应影响，则：（1）（2）（3）将式（将式（1）、（）、（2）代入式（）代入式（1）得：）得：kNlA2ln2434.0D（4）YANGTZE NORMAL UNIVERSITY重庆市精品课程建设课程重庆市精品课程建设课程将各常数合并，得：将各常数合并，得：KcA 上式表明在一定工作条件下，当吸收厚度上式表明在一定工作条件下，当吸收厚度一定时，峰值吸收测量的吸光度与被测元素的一定时，峰值吸收测量的吸光度与被测元素的含量成线性关系含量成线性关系。这是原于吸收光谱定量分析这是原于吸收光谱定量分析法的基础法的基础。（5）YANGTZE NORMAL UNIVERSIT
17、Y重庆市精品课程建设课程重庆市精品课程建设课程 第三节第三节 原子吸收光谱仪器原子吸收光谱仪器火焰原子吸收分光光度计示意图火焰原子吸收分光光度计示意图YANGTZE NORMAL UNIVERSITY重庆市精品课程建设课程重庆市精品课程建设课程一、锐线光源一、锐线光源 锐线光源的作用是发射谱线宽度很窄的元锐线光源的作用是发射谱线宽度很窄的元素共振线，提供待测元素的特征光谱，获得较素共振线，提供待测元素的特征光谱，获得较高的灵敏度和准确度高的灵敏度和准确度。锐线光源应满足如下要求：锐线光源应满足如下要求：（1）能发射待测元素的共振线；）能发射待测元素的共振线；（2）辐射光强度大，稳定性好；）辐射
18、光强度大，稳定性好；（3）背景小、寿命长、操作方便。）背景小、寿命长、操作方便。YANGTZE NORMAL UNIVERSITY重庆市精品课程建设课程重庆市精品课程建设课程（一）空心阴极灯的构造（一）空心阴极灯的构造YANGTZE NORMAL UNIVERSITY重庆市精品课程建设课程重庆市精品课程建设课程 在电场作用下，空心阴极内开始辉光放电；空心阴极发在电场作用下，空心阴极内开始辉光放电；空心阴极发射出的电子高速奔向阳极，并与灯内填充的惰性气体原子发射出的电子高速奔向阳极，并与灯内填充的惰性气体原子发生碰撞，使其电离，产生的正离子又在电场的作用下加速向生碰撞，使其电离，产生的正离子又在
19、电场的作用下加速向阴极撞击，使空心阴极内衬的金属物质发生阴极溅射。这些阴极撞击，使空心阴极内衬的金属物质发生阴极溅射。这些被溅射出来的原子蒸气与其它粒子（电子、离子、原子）相被溅射出来的原子蒸气与其它粒子（电子、离子、原子）相互碰撞而被激发，于是阴极发射出元素特征光谱。互碰撞而被激发，于是阴极发射出元素特征光谱。用不同待测元素作阴极材料，可制成相应空心阴极灯。用不同待测元素作阴极材料，可制成相应空心阴极灯。空心阴极灯的辐射强度与灯的工作电流有关。空心阴极灯的辐射强度与灯的工作电流有关。优点：辐射光强度大，稳定，谱线窄，灯容易更换。优点：辐射光强度大，稳定，谱线窄，灯容易更换。（二）（二）放电机
20、理放电机理YANGTZE NORMAL UNIVERSITY重庆市精品课程建设课程重庆市精品课程建设课程二、原子化器二、原子化器 作用：作用：将试样蒸发并使待测定元素转化为基态原将试样蒸发并使待测定元素转化为基态原子蒸气。子蒸气。原子化方法：原子化方法：火焰原子化法和非火焰原子化法火焰原子化法和非火焰原子化法。火焰原子化法：操作简单，对大多数元素灵敏度火焰原子化法：操作简单，对大多数元素灵敏度较高，应用广较高，应用广 泛；但雾化效率低，原子化效率也低。泛；但雾化效率低，原子化效率也低。非火焰原子化法：有更高的原子化效率和很高的非火焰原子化法：有更高的原子化效率和很高的灵敏度。但精密度较差，操作
21、也比较复杂。灵敏度。但精密度较差，操作也比较复杂。YANGTZE NORMAL UNIVERSITY重庆市精品课程建设课程重庆市精品课程建设课程 预混合型原子化器预混合型原子化器1火焰火焰 2燃烧器燃烧器 3撞击球撞击球 4毛细管毛细管 5雾化器雾化器 6试试液液 7废液废液 8雾化室雾化室9空气或空气或N2O（一）（一）火焰原子化器火焰原子化器YANGTZE NORMAL UNIVERSITY重庆市精品课程建设课程重庆市精品课程建设课程1.雾化器雾化器 它的作用是将试液雾化。它的作用是将试液雾化。2.雾化室雾化室 它的作用有三个：它的作用有三个：a.使较大雾粒沉降、凝聚从使较大雾粒沉降、凝聚
22、从废液口排出；废液口排出；b.使雾粒与燃气、助燃气均匀混使雾粒与燃气、助燃气均匀混合形成气溶胶，再进入火焰原子化；合形成气溶胶，再进入火焰原子化；c.“缓冲缓冲”稳定混合气气压，产生稳定火焰。稳定混合气气压，产生稳定火焰。3.燃烧器燃烧器 它的作用是产生火焰，使进入火焰的试样气溶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。胶蒸发和原子化。YANGTZE NORMAL UNIVERSITY重庆市精品课程建设课程重庆市精品课程建设课程4.火焰火焰 （1）火焰的种类和性质）火焰的种类和性质火焰类型火焰类型温度温度/K丙烷空气焰丙烷空气焰氢气空气焰氢气空气焰乙炔空气焰乙炔空气焰乙炔氧化亚氮
23、焰乙炔氧化亚氮焰2200230026003200燃气和助燃气的不同，火焰的温度也不同。燃气和助燃气的不同，火焰的温度也不同。YANGTZE NORMAL UNIVERSITY重庆市精品课程建设课程重庆市精品课程建设课程火焰的种类火焰的种类燃助比燃助比火焰的性质火焰的性质 火焰状态火焰状态应用范围应用范围富燃火焰富燃火焰约约1：3还原性还原性层次模糊层次模糊呈亮黄色呈亮黄色易氧化而形成难解易氧化而形成难解离氧化物的元素离氧化物的元素化学计量火化学计量火焰焰约约1：4中性中性层次清楚层次清楚蓝色透明蓝色透明大多数元素皆适用大多数元素皆适用贫燃火焰贫燃火焰约约1：6氧化性氧化性火焰发暗火焰发暗高度缩
24、小高度缩小金属和不易氧化的金属和不易氧化的元素元素乙炔乙炔-空气火焰的种类空气火焰的种类火焰的氧化还原性取决与燃气和助燃气的比例。火焰的氧化还原性取决与燃气和助燃气的比例。YANGTZE NORMAL UNIVERSITY重庆市精品课程建设课程重庆市精品课程建设课程（2）火焰原子化过程火焰原子化过程 火焰原子化的过程是一火焰原子化的过程是一个复杂的物理化学过程。个复杂的物理化学过程。MX(l)MX(s)MX(s)M0(g)+X0(g)脱溶脱溶气化气化原子化原子化基态原子蒸气可能进一步被激发和电离，即：基态原子蒸气可能进一步被激发和电离，即：M*（g）M0（g）M+（g）+e-YANGTZE N
25、ORMAL UNIVERSITY重庆市精品课程建设课程重庆市精品课程建设课程 在乙炔在乙炔-空气焰燃烧过程中，存在着空气焰燃烧过程中，存在着O、OH、C、CO、CH等气态分解产物，某些金属元素的等气态分解产物，某些金属元素的基态气态原子易形成难解离的单氧化物（基态气态原子易形成难解离的单氧化物（MO）或单氢氧化物（或单氢氧化物（MOH），使基态原子数目减少，），使基态原子数目减少，并且这些并且这些MO和和MOH分子可能被激发，形成分分子可能被激发，形成分子光谱干扰，即：子光谱干扰，即：Mo（g）+O MO（g）MO*（g）Mo（g）+O H MOH（g）MOH*（g）YANGTZE NORMA
26、L UNIVERSITY重庆市精品课程建设课程重庆市精品课程建设课程火焰原子化的缺点：火焰原子化的缺点：雾化效率低，原子化效率低。雾化效率低，原子化效率低。基态原子在火焰吸收区中停留的时间基态原子在火焰吸收区中停留的时间短，约为短，约为10-4 s。同时原子蒸气在火焰化器被大量气体同时原子蒸气在火焰化器被大量气体稀释，很难提高起灵敏度。稀释，很难提高起灵敏度。YANGTZE NORMAL UNIVERSITY重庆市精品课程建设课程重庆市精品课程建设课程（二）非火焰原子化器（二）非火焰原子化器 非火焰原子化器是利用非火焰原子化器是利用电热、阴极溅射、高电热、阴极溅射、高频感应或激光频感应或激光等
27、方法使试样中待测定元素原子化，等方法使试样中待测定元素原子化，应用最广泛的是应用最广泛的是石墨炉原子化器（石墨炉原子化器（GFA）。石墨炉原子吸收光谱法（石墨炉原子吸收光谱法（GF-AAS）的优点：）的优点：试样用量少，液体几微升，固体几毫克；原试样用量少，液体几微升，固体几毫克；原子化效率几乎达到子化效率几乎达到100；基态原子在火焰吸收区；基态原子在火焰吸收区中停留的时间长，约为中停留的时间长，约为10-1 s。绝对灵敏度极高。绝对灵敏度极高。YANGTZE NORMAL UNIVERSITY重庆市精品课程建设课程重庆市精品课程建设课程1.石墨炉原子化器的结构石墨炉原子化器的结构 石墨炉原
28、子化器石墨炉原子化器1石墨管石墨管 2进样孔进样孔 3石墨锥石墨锥 4载气入口载气入口 5一保护气一保护气 6一电极一电极 7石英窗石英窗 8冷却水冷却水YANGTZE NORMAL UNIVERSITY重庆市精品课程建设课程重庆市精品课程建设课程（1）加热电源）加热电源 加热电源供给原子化器能量，加热电源供给原子化器能量，一般采用（一般采用（1025 V）低电压、）低电压、400600 A大电流大电流的交流电。为保证炉温恒定，要求电源提供的电的交流电。为保证炉温恒定，要求电源提供的电流稳定。炉温可在流稳定。炉温可在12s内达到内达到3000，并且能根，并且能根据需要进行调节。据需要进行调节。
29、（2）石墨管）石墨管 由致密石墨制成，有两种形状，一由致密石墨制成，有两种形状，一种是种是沟纹型沟纹型，用于载有机溶剂，取样可达，用于载有机溶剂，取样可达50 I，但其最高温度较低，不适于测定钒、钼等高沸点但其最高温度较低，不适于测定钒、钼等高沸点元素。另一种是广泛应用的标准型，长约元素。另一种是广泛应用的标准型，长约30 mm，内径约内径约4 mm，外径，外径6 mm，管中央开一小孔，用，管中央开一小孔，用于注入样品和使保护气体通过。于注入样品和使保护气体通过。YANGTZE NORMAL UNIVERSITY重庆市精品课程建设课程重庆市精品课程建设课程（3）炉体）炉体 包括包括电极、石墨锥
30、、石墨管座、电极、石墨锥、石墨管座、水冷却套管、石英窗和内外保护气路等水冷却套管、石英窗和内外保护气路等。常用。常用的保护气体为的保护气体为Ar气。外气路中气。外气路中Ar气沿石墨管外气沿石墨管外壁流动，以保护石墨管不被烧蚀。内气路中的壁流动，以保护石墨管不被烧蚀。内气路中的Ar气从管两端流向管中心，由管中心孔流出，气从管两端流向管中心，由管中心孔流出，以有效地除去在干燥相灰化过程个所产生的基以有效地除去在干燥相灰化过程个所产生的基体蒸气。同时保护了已原子化了的原子不再被体蒸气。同时保护了已原子化了的原子不再被氧化。在灰化阶段，停止通气，以延长原子在氧化。在灰化阶段，停止通气，以延长原子在吸收
31、区内的平均停留时间，以免对原子蒸气的吸收区内的平均停留时间，以免对原子蒸气的稀释。水冷却套管是为了保护炉体，确保切断稀释。水冷却套管是为了保护炉体，确保切断电源后电源后2030 s，炉子降至室温。，炉子降至室温。YANGTZE NORMAL UNIVERSITY重庆市精品课程建设课程重庆市精品课程建设课程2.石墨炉原子化器升温程序石墨炉原子化器升温程序 目前大都采用斜坡（目前大都采用斜坡（Ramp）程序升温，将试样）程序升温，将试样干燥、灰化、原子化和除残干燥、灰化、原子化和除残四个过程分步进行，通四个过程分步进行，通过设置适当的过设置适当的电流强度电流强度和和加热时间加热时间，达到逐步渐进，
32、达到逐步渐进升温的目的。升温的目的。YANGTZE NORMAL UNIVERSITY重庆市精品课程建设课程重庆市精品课程建设课程（1）干燥：）干燥：脱溶剂，避免在灰化、原于化时试样脱溶剂，避免在灰化、原于化时试样飞溅。温度稍高于溶剂的沸点；飞溅。温度稍高于溶剂的沸点；（2）灰化：）灰化：易挥易挥发的基体和有机物，以减少分子吸收。灰化温度为发的基体和有机物，以减少分子吸收。灰化温度为500 800，灰化时间为，灰化时间为10 20 s；（3）原子化：）原子化：试样气化后解离成基态原子蒸气。原子化温度一般试样气化后解离成基态原子蒸气。原子化温度一般为为1800 3000，时间为，时间为58 s；
33、（4）除残：）除残：消消除记忆效应。除残温度应高于原子化温度，即在除记忆效应。除残温度应高于原子化温度，即在25003200，除残时间为，除残时间为35 s。YANGTZE NORMAL UNIVERSITY重庆市精品课程建设课程重庆市精品课程建设课程三、分光系统三、分光系统（一）外光路（一）外光路 也称为照明系统，它由锐线光源也称为照明系统，它由锐线光源和两个透镜组成，其作用是使锐线光源辐射的共和两个透镜组成，其作用是使锐线光源辐射的共振发射线能正确地通过或聚焦于原子化区，并把振发射线能正确地通过或聚焦于原子化区，并把透过光聚焦于单色器的入射狭缝。透过光聚焦于单色器的入射狭缝。（二）单色器（
34、二）单色器 单色器的作用是将待测元素的单色器的作用是将待测元素的吸吸收线和临近的谱线分开收线和临近的谱线分开。YANGTZE NORMAL UNIVERSITY重庆市精品课程建设课程重庆市精品课程建设课程四、检测系统四、检测系统 检测系统包括检测系统包括光电倍增管、检波放大器和读光电倍增管、检波放大器和读出出装置。它的作用是装置。它的作用是将待测光信号转换成电信将待测光信号转换成电信号号，经过检波放大、数据处理后显示结果。，经过检波放大、数据处理后显示结果。YANGTZE NORMAL UNIVERSITY重庆市精品课程建设课程重庆市精品课程建设课程按光束数分类按光束数分类单光束分光光度计单光
35、束分光光度计双光束分光光度计双光束分光光度计按调制电源按调制电源 方式分类方式分类直流调制分光光度计直流调制分光光度计交流调制分光光度计交流调制分光光度计按波道数分类按波道数分类单道分光光度计单道分光光度计双道分光光度计双道分光光度计多道分光光度计多道分光光度计五、原子吸收分光光度计的类型五、原子吸收分光光度计的类型YANGTZE NORMAL UNIVERSITY重庆市精品课程建设课程重庆市精品课程建设课程优点：结构简单，光能集中，辐射损失少，灵敏优点：结构简单，光能集中，辐射损失少，灵敏度较高，能满足一般分析要求。度较高，能满足一般分析要求。缺点：缺点：不能消除光源波动引起的基线漂移不能消
36、除光源波动引起的基线漂移。（一）（一）单道单光束原子吸收分光光度计单道单光束原子吸收分光光度计YANGTZE NORMAL UNIVERSITY重庆市精品课程建设课程重庆市精品课程建设课程（二）单道双光束原子吸收分光光度计（二）单道双光束原子吸收分光光度计单道双光束原子吸收分光光度计光学系统单道双光束原子吸收分光光度计光学系统YANGTZE NORMAL UNIVERSITY重庆市精品课程建设课程重庆市精品课程建设课程 光源发射出的元素共振线光束被旋转切光器光源发射出的元素共振线光束被旋转切光器分解成强度相等的两束光，两光束交替进入单色分解成强度相等的两束光，两光束交替进入单色器和检测器，检测
37、器输出的信号是两光束的强度器和检测器，检测器输出的信号是两光束的强度比或吸光度之差。比或吸光度之差。单道双光束型原子吸收分光光单道双光束型原子吸收分光光度计可以消除光源和检测器不稳定引起的基线漂度计可以消除光源和检测器不稳定引起的基线漂移，但它仍不能消除原子化不稳定和背景产生的移，但它仍不能消除原子化不稳定和背景产生的影响。影响。YANGTZE NORMAL UNIVERSITY重庆市精品课程建设课程重庆市精品课程建设课程第四节第四节 原子吸收光谱法的干扰及其抑制原子吸收光谱法的干扰及其抑制一、物理干扰及其抑制一、物理干扰及其抑制 物理干扰是由于物理干扰是由于试液和标准溶液试液和标准溶液的物的
38、物理性质的差异，引起进样速度、进样量、理性质的差异，引起进样速度、进样量、雾化效率、原子化效率的变化所产生的干雾化效率、原子化效率的变化所产生的干扰。属于这一类干扰的因素有：扰。属于这一类干扰的因素有：溶液的黏溶液的黏度、表面张力、密度、溶剂的蒸汽压和雾度、表面张力、密度、溶剂的蒸汽压和雾化气体的压力等化气体的压力等。YANGTZE NORMAL UNIVERSITY重庆市精品课程建设课程重庆市精品课程建设课程消除物理干扰的方法：消除物理干扰的方法：（1）配制与待测试样溶液相似组成的标）配制与待测试样溶液相似组成的标准溶液，并且在相同的实验条件下进行准溶液，并且在相同的实验条件下进行测定。如果
39、试样的组成不详，采用测定。如果试样的组成不详，采用标准标准加入法加入法可以消除物理干扰。可以消除物理干扰。（2）尽可能避免使用黏度大的硫酸、磷）尽可能避免使用黏度大的硫酸、磷酸来处理试样；当试液浓度较高时，适酸来处理试样；当试液浓度较高时，适当的稀释试液也可以抑制物理干扰。当的稀释试液也可以抑制物理干扰。YANGTZE NORMAL UNIVERSITY重庆市精品课程建设课程重庆市精品课程建设课程二、化学干扰及其抑制二、化学干扰及其抑制 化学干扰是待测元素与化学干扰是待测元素与共存组分共存组分发生了发生了化学反应，生成了化学反应，生成了难挥发或难解离难挥发或难解离的化合物，的化合物，使基态原子
40、数目减少所产生的干扰。它是原使基态原子数目减少所产生的干扰。它是原子吸收的主要干扰，而且具有选择性。子吸收的主要干扰，而且具有选择性。影响化学干扰的因素很多：一是由被测影响化学干扰的因素很多：一是由被测物质与共存物质的性质决定的；二是与火焰物质与共存物质的性质决定的；二是与火焰的类型、火焰的性质有关系。的类型、火焰的性质有关系。YANGTZE NORMAL UNIVERSITY重庆市精品课程建设课程重庆市精品课程建设课程 典型的化学干扰是待测元素与共存物典型的化学干扰是待测元素与共存物质作用生成难解离的化合物，使参与吸收质作用生成难解离的化合物，使参与吸收的基态原于数减少。在火焰中容易生成难的
41、基态原于数减少。在火焰中容易生成难挥发或难解离的元素有挥发或难解离的元素有铝、硅、硼、钛铝、硅、硼、钛和和铍铍等。试剂中存在的硫酸盐、磷酸盐、氧等。试剂中存在的硫酸盐、磷酸盐、氧化铝对钙的测定的干扰，是由于它们与钙化铝对钙的测定的干扰，是由于它们与钙形成了难挥发的化合物所致。化学于扰是形成了难挥发的化合物所致。化学于扰是一种选择性的干扰。一种选择性的干扰。YANGTZE NORMAL UNIVERSITY重庆市精品课程建设课程重庆市精品课程建设课程 消除化学干扰的方法：消除化学干扰的方法：（1）提高火焰温度提高火焰温度 适当的提高火焰的温度使适当的提高火焰的温度使难挥发、难解离的化合物较完全基
42、态原子化。难挥发、难解离的化合物较完全基态原子化。（2）假如释放剂假如释放剂 加入释放剂与干扰元素生成加入释放剂与干扰元素生成更稳定或更难挥发的化合物，从而使被测定元素更稳定或更难挥发的化合物，从而使被测定元素从含有干扰元素的化合物中释放出来。从含有干扰元素的化合物中释放出来。例如，磷酸盐干扰钙的测定，当加入氯化镧例如，磷酸盐干扰钙的测定，当加入氯化镧（释放剂）后，镧离子与磷酸根更易结合而将钙（释放剂）后，镧离子与磷酸根更易结合而将钙释放出来，从而消除了磷酸根对钙测定的干扰。释放出来，从而消除了磷酸根对钙测定的干扰。YANGTZE NORMAL UNIVERSITY重庆市精品课程建设课程重庆市
43、精品课程建设课程 （3）加入保护剂加入保护剂 保护剂多半是有机络保护剂多半是有机络合物，它与被测定元素或干扰元素形成合物，它与被测定元素或干扰元素形成稳定的络合物，避免待测元素和干扰元稳定的络合物，避免待测元素和干扰元素形成生成难挥发化合物。素形成生成难挥发化合物。YANGTZE NORMAL UNIVERSITY重庆市精品课程建设课程重庆市精品课程建设课程（4）加入基体改进剂加入基体改进剂 石墨炉原子吸收光谱石墨炉原子吸收光谱分析法中，加入某些化学试剂于试液或石墨管分析法中，加入某些化学试剂于试液或石墨管中，改变基体或被测定元素的中，改变基体或被测定元素的热稳定性热稳定性，避免，避免了化学干
44、扰，这些化学试剂称为了化学干扰，这些化学试剂称为基体改进剂基体改进剂。（5）化学分离法化学分离法 应用化学方法将待测定元素应用化学方法将待测定元素与干扰元素分离，不仅可以消除基体元素的干与干扰元素分离，不仅可以消除基体元素的干扰，还可以富集待测定元素。常用的化学分离扰，还可以富集待测定元素。常用的化学分离方法有方法有萃取法、离子交换法萃取法、离子交换法和和沉淀法沉淀法等。等。YANGTZE NORMAL UNIVERSITY重庆市精品课程建设课程重庆市精品课程建设课程三、电离干扰及其抑制三、电离干扰及其抑制 某些某些易电离元素易电离元素在火焰中产生电离，在火焰中产生电离，使基态原子数减少，降低
45、了元素测定的使基态原子数减少，降低了元素测定的灵敏度，这种干扰称为电离干扰。灵敏度，这种干扰称为电离干扰。四、光谱干扰及其抑制四、光谱干扰及其抑制主要有主要有谱线干扰谱线干扰和和背景干扰背景干扰两种两种。YANGTZE NORMAL UNIVERSITY重庆市精品课程建设课程重庆市精品课程建设课程（一）（一）谱线干扰和抑制谱线干扰和抑制1.谱线干扰谱线干扰 它是指单色器光谱通带内除了元它是指单色器光谱通带内除了元素吸收分析线外，还进入了素吸收分析线外，还进入了发射线的临近线发射线的临近线或或其它吸收线其它吸收线，使分析方法的灵敏度和准确度下，使分析方法的灵敏度和准确度下降。降。2.谱线干扰的抑
46、制谱线干扰的抑制 通常是减小单色器的光谱通常是减小单色器的光谱通带宽度即减小狭缝宽度，提高仪器的分辨率，通带宽度即减小狭缝宽度，提高仪器的分辨率，使元素的共振吸收线与干扰谱线分开。使元素的共振吸收线与干扰谱线分开。YANGTZE NORMAL UNIVERSITY重庆市精品课程建设课程重庆市精品课程建设课程（二）背景干扰和抑制（二）背景干扰和抑制1.光谱背景干扰光谱背景干扰 主要是指原子化过程中产生主要是指原子化过程中产生的的分子吸收分子吸收和和固体微粒产生的光散射干扰效应固体微粒产生的光散射干扰效应。2.光谱背景干扰的抑制和校正光谱背景干扰的抑制和校正（1）光谱背景干扰的抑制）光谱背景干扰的
47、抑制 在实际工作中，多在实际工作中，多采用改变采用改变火焰类型、燃助比和调节火焰观测区火焰类型、燃助比和调节火焰观测区高度高度来抑制分子吸收干扰；在石墨炉原子光谱来抑制分子吸收干扰；在石墨炉原子光谱分析中，常选用适当的基体改进剂，采用选择分析中，常选用适当的基体改进剂，采用选择性挥发来抑制分子吸收的干扰。性挥发来抑制分子吸收的干扰。YANGTZE NORMAL UNIVERSITY重庆市精品课程建设课程重庆市精品课程建设课程（2）光谱的背景校正）光谱的背景校正 在原子吸收光谱在原子吸收光谱分析中，校正背景的方法有分析中，校正背景的方法有仪器调零吸收仪器调零吸收法、邻近线校正背景法、氘灯校正背景
48、法法、邻近线校正背景法、氘灯校正背景法和塞曼效应和塞曼效应校正背景法。校正背景法。YANGTZE NORMAL UNIVERSITY重庆市精品课程建设课程重庆市精品课程建设课程一、定量分析方法一、定量分析方法（一）标准曲线法（一）标准曲线法配制一系列浓度不同的标准配制一系列浓度不同的标准溶液，在相同测定条件下，测定标液和试样溶液溶液，在相同测定条件下，测定标液和试样溶液的吸光度，绘制的吸光度，绘制A-c标准曲线，求得试样中被测标准曲线，求得试样中被测定元素的含量。标准曲线法简单、快速，适于大定元素的含量。标准曲线法简单、快速，适于大批量批量组成简单和相似组成简单和相似的试样分析。应用标准曲线的
49、试样分析。应用标准曲线法应注意以下几点：法应注意以下几点：第五节第五节 原子吸收光谱定量分析原子吸收光谱定量分析YANGTZE NORMAL UNIVERSITY重庆市精品课程建设课程重庆市精品课程建设课程（1）标准系列的组成与待测定试样组成尽可能相似，标准系列的组成与待测定试样组成尽可能相似，配制标准系列时，应加入与试样相同的基体成分。在配制标准系列时，应加入与试样相同的基体成分。在测定时应该进行背景校正。测定时应该进行背景校正。（2）所配制的试样浓度应该在所配制的试样浓度应该在A-c标推曲线的直线标推曲线的直线范围内，吸光度在范围内，吸光度在0.15-0.6之间测量的准确度较高。之间测量的
50、准确度较高。（3）在整个分析过程中，测定条件始终保持不变。在整个分析过程中，测定条件始终保持不变。YANGTZE NORMAL UNIVERSITY重庆市精品课程建设课程重庆市精品课程建设课程（二）（二）标准加入法标准加入法 设设cx、cs分别表示试样中待测定元素的浓度分别表示试样中待测定元素的浓度和试液中加入的标准溶液的浓度，和试液中加入的标准溶液的浓度，Ax、As分别表分别表示试液和加入标准后溶液的吸光度，则：示试液和加入标准后溶液的吸光度，则：sxsxxcAAAc)(sxsccKAxxKcA YANGTZE NORMAL UNIVERSITY重庆市精品课程建设课程重庆市精品课程建设课程
