原子吸收光譜基礎(chǔ)原理及分析方法

1、 第八章第八章 原子吸收光譜分析原子吸收光譜分析 (Atomic Absorption Spectrometry, AAS)(Atomic Absorption Spectrometry, AAS)8-1 8-1 原子吸收光譜分析概述原子吸收光譜分析概述 一、原子吸收光譜分析方法的歷史發(fā)展一、原子吸收光譜分析方法的歷史發(fā)展 w18th century18th century，武郎斯頓和福勞和費(fèi)就觀察到太陽光譜中武郎斯頓和福勞和費(fèi)就觀察到太陽光譜中的原子吸收譜線。的原子吸收譜線。w19th century 19th century ，19291929年瑞典農(nóng)學(xué)家年瑞典農(nóng)學(xué)家 Lwndegardh

2、 Lwndegardh 用空氣用空氣- -乙炔火焰，氣動(dòng)噴霧攝譜法進(jìn)行火焰光度分析。乙炔火焰，氣動(dòng)噴霧攝譜法進(jìn)行火焰光度分析。19551955年年 由澳大利亞物理學(xué)家由澳大利亞物理學(xué)家 Walsh Walsh 和和 荷蘭科學(xué)家荷蘭科學(xué)家 Alkemade Alkemade 發(fā)明發(fā)明了原子吸收光譜分析技術(shù)，并用于化學(xué)物質(zhì)的定量分析。了原子吸收光譜分析技術(shù)，并用于化學(xué)物質(zhì)的定量分析。w19761976以來以來， 由于微電子技術(shù)的發(fā)展使原子吸收技術(shù)的應(yīng)由于微電子技術(shù)的發(fā)展使原子吸收技術(shù)的應(yīng)用不斷進(jìn)步，衍生出了石墨爐原子化技術(shù)、塞曼效應(yīng)背景校用不斷進(jìn)步，衍生出了石墨爐原子化技術(shù)、塞曼效應(yīng)背景校正等先進(jìn)

3、技術(shù)，尤其在臨床檢驗(yàn)、環(huán)境保護(hù)、生物化學(xué)等方正等先進(jìn)技術(shù)，尤其在臨床檢驗(yàn)、環(huán)境保護(hù)、生物化學(xué)等方面應(yīng)用廣泛。面應(yīng)用廣泛。二、原子吸收光譜分析的常規(guī)模式w特點(diǎn)：特點(diǎn)：w測定的是特定譜線測定的是特定譜線的吸收（由于原子的吸收（由于原子吸收線的數(shù)量大大吸收線的數(shù)量大大少于原子發(fā)射線）少于原子發(fā)射線）所以譜線重疊幾率所以譜線重疊幾率小，光譜干擾少。小，光譜干擾少。w在實(shí)驗(yàn)條件下，基在實(shí)驗(yàn)條件下，基態(tài)原子數(shù)目大大高態(tài)原子數(shù)目大大高于激發(fā)態(tài)原子數(shù)目，于激發(fā)態(tài)原子數(shù)目，因此吸收法靈敏度因此吸收法靈敏度比較高。比較高。原子吸收法的選擇性高，干擾較少且易于克服原子吸收法的選擇性高，干擾較少且易于克服。由于原于的

4、吸收線比發(fā)射線的數(shù)目少得多，這樣由于原于的吸收線比發(fā)射線的數(shù)目少得多，這樣譜線重疊的幾率小得多。而且空心陰極燈一般并譜線重疊的幾率小得多。而且空心陰極燈一般并不發(fā)射那些鄰近波長的輻射線經(jīng)，因此其它輻射不發(fā)射那些鄰近波長的輻射線經(jīng)，因此其它輻射線干擾較小。線干擾較小。原子吸收具有較高的靈敏度。原子吸收具有較高的靈敏度。在原子吸收法的實(shí)驗(yàn)條件下，原子蒸氣中基態(tài)原在原子吸收法的實(shí)驗(yàn)條件下，原子蒸氣中基態(tài)原于數(shù)比激發(fā)態(tài)原子數(shù)多得多，所以測定的是大部于數(shù)比激發(fā)態(tài)原子數(shù)多得多，所以測定的是大部分原子。分原子。原子吸收法原子吸收法 比發(fā)射法具有更佳的信噪比比發(fā)射法具有更佳的信噪比這是由于激發(fā)態(tài)原子數(shù)的溫度系

5、數(shù)顯著大于基態(tài)這是由于激發(fā)態(tài)原子數(shù)的溫度系數(shù)顯著大于基態(tài)原子。原子。Comparison of AAS and AES AAS intrinsically more sensitive than AES Similar atomization techniques to AES Addition of radiation source High temperature for atomization necessary flame and electrothermal atomization Very high temperature for excitation not necessary

6、generally no plasma / arc / spark AASAtomic absorption spectrometry從儀器構(gòu)造來看， 二者還有以下的異同點(diǎn)8-2 8-2 原子吸收光譜分析基本原理原子吸收光譜分析基本原理 一、原子吸收線和原子發(fā)射線一、原子吸收線和原子發(fā)射線E0E1E2E3AB A A 產(chǎn)生吸收光譜產(chǎn)生吸收光譜 B B 產(chǎn)生發(fā)射光譜產(chǎn)生發(fā)射光譜 E E0 0 基態(tài)能級基態(tài)能級 E E1 1、E E2 2、E E3 3、激發(fā)態(tài)能級激發(fā)態(tài)能級 電子從基態(tài)躍遷到能量最電子從基態(tài)躍遷到能量最低的激發(fā)態(tài)低的激發(fā)態(tài)( (稱為第一激發(fā)態(tài)稱為第一激發(fā)態(tài)) )時(shí)要吸收一定頻率的光

7、，時(shí)要吸收一定頻率的光，這這種譜線稱為共振吸收線；當(dāng)種譜線稱為共振吸收線；當(dāng)它再躍遷回基態(tài)時(shí)，則發(fā)射它再躍遷回基態(tài)時(shí)，則發(fā)射出同樣頻率的光出同樣頻率的光( (譜線譜線) )，這，這種譜線稱為共振發(fā)射線種譜線稱為共振發(fā)射線( (它們它們都簡稱共振線都簡稱共振線) )。二、原子吸收線的形狀二、原子吸收線的形狀 原子吸收光譜線線寬原子吸收光譜線線寬 0.001nm 0.001nm 原子發(fā)射光譜線線寬原子發(fā)射光譜線線寬 0.0005nm 0.0005nm （有譜線展寬現(xiàn)象）（有譜線展寬現(xiàn)象） 因此，光譜測定的特征譜線因此，光譜測定的特征譜線會有區(qū)別：會有區(qū)別：測定元素測定元素 吸收分析線波長吸收分析線

8、波長 發(fā)射分析線波長發(fā)射分析線波長 Al 3093 3961Al 3093 3961 Co 2407 3453 Co 2407 3453If applying a continuum light source, a If applying a continuum light source, a relationship between radiant power passing relationship between radiant power passing through the sample (through the sample (透過光強(qiáng)度透過光強(qiáng)度) and frequency

9、is ) and frequency is shown in the figure on lower-left side shown in the figure on lower-left side 三、引起吸收線變寬的因素 a a、自然寬度（、自然寬度（natural widthnatural width） 用用N N 表示。表示。 b b、多普勒變寬、多普勒變寬(Doppler broadening)(Doppler broadening) 用用D D 表示。表示。 c c、壓力變寬（包括勞倫茲變寬共振變、壓力變寬（包括勞倫茲變寬共振變 寬），它們分別用寬），它們分別用L L 和和R R表

10、示。表示。 d d、場致變寬等其它因素變寬。、場致變寬等其它因素變寬。 它們之間的關(guān)系式為：2/122)(NRLDT 四、積分吸收和峰值吸收四、積分吸收和峰值吸收 從理論上可以得出，積分吸收與原子蒸氣中吸收輻從理論上可以得出，積分吸收與原子蒸氣中吸收輻射的原子數(shù)成正比。數(shù)學(xué)表達(dá)式為：射的原子數(shù)成正比。數(shù)學(xué)表達(dá)式為： 在吸收線輪廓內(nèi)，吸收系數(shù)的值會隨吸收光子的波在吸收線輪廓內(nèi)，吸收系數(shù)的值會隨吸收光子的波長變化而變化，要表示原子蒸氣吸收的全部能量，就必長變化而變化，要表示原子蒸氣吸收的全部能量，就必須在吸收線所在的波長區(qū)間進(jìn)行積分運(yùn)算，所得結(jié)果簡須在吸收線所在的波長區(qū)間進(jìn)行積分運(yùn)算，所得結(jié)果簡稱

11、為積分吸收值。稱為積分吸收值。 這以公式表明：積分吸收值與單位原子蒸汽中吸收這以公式表明：積分吸收值與單位原子蒸汽中吸收輻射的輻射的基態(tài)原子數(shù)基態(tài)原子數(shù)呈簡單的線性關(guān)系，呈簡單的線性關(guān)系，這是原子吸收光這是原子吸收光譜分析法的重要理論依據(jù)。譜分析法的重要理論依據(jù)。K d = e2N0/mc+-(eq.8-4) 前面公式中：前面公式中： e e為電子電荷；為電子電荷；m m為電子質(zhì)量；為電子質(zhì)量；c c為光速；為光速；N N0 0為單位體積內(nèi)基態(tài)原子數(shù)；為單位體積內(nèi)基態(tài)原子數(shù)；f f 振子強(qiáng)度，即能振子強(qiáng)度，即能被入射輻射激發(fā)的每個(gè)原子的平均電子數(shù)，它正被入射輻射激發(fā)的每個(gè)原子的平均電子數(shù)，它正

12、比于原子對特定波長輻射的吸收幾率。比于原子對特定波長輻射的吸收幾率。 若能測定積分吸收，則可求出原子濃度。若能測定積分吸收，則可求出原子濃度。但是，測定譜線寬度僅為但是，測定譜線寬度僅為10-3nm的積分吸收，的積分吸收，需要分辨率非常高的色散儀器，技術(shù)上很難實(shí)現(xiàn)。需要分辨率非常高的色散儀器，技術(shù)上很難實(shí)現(xiàn)。所以，所以，1955年瓦爾西提出采用銳線光源來解決年瓦爾西提出采用銳線光源來解決求積分吸收值的難題。參見下圖：求積分吸收值的難題。參見下圖： 由圖可見，由圖可見，在使用銳線光源時(shí)，光源發(fā)射線半寬在使用銳線光源時(shí)，光源發(fā)射線半寬度很小，并且發(fā)射線與吸收線的中心頻率一致。這時(shí)度很小，并且發(fā)射線

13、與吸收線的中心頻率一致。這時(shí)發(fā)射線的輪廓可看作一個(gè)很窄的矩形，即峰值吸收系發(fā)射線的輪廓可看作一個(gè)很窄的矩形，即峰值吸收系數(shù)數(shù)K K 在此輪廓內(nèi)不隨頻率而改變，吸收只限于發(fā)射線在此輪廓內(nèi)不隨頻率而改變，吸收只限于發(fā)射線輪廓內(nèi)。這樣，求出一定的峰值吸收系數(shù)即可將求積輪廓內(nèi)。這樣，求出一定的峰值吸收系數(shù)即可將求積分的問題簡化。分的問題簡化。 目前，一般采用測量峰值吸收系數(shù)的方法代替測目前，一般采用測量峰值吸收系數(shù)的方法代替測量積分吸收系數(shù)的方法。如果采用發(fā)射線半寬度比吸量積分吸收系數(shù)的方法。如果采用發(fā)射線半寬度比吸收線半寬度小得多的銳線光源，并且發(fā)射線的中心與收線半寬度小得多的銳線光源，并且發(fā)射線的

14、中心與吸收線中心一致（如上圖），就不需要用高分辨率的吸收線中心一致（如上圖），就不需要用高分辨率的單色器，而只要簡單分光，就能測出峰值吸收系數(shù)。單色器，而只要簡單分光，就能測出峰值吸收系數(shù)。利用銳線光源時(shí)峰值吸收與積分吸收之間存在的簡單利用銳線光源時(shí)峰值吸收與積分吸收之間存在的簡單比例關(guān)系即可求出總吸光度比例關(guān)系即可求出總吸光度A A，再由郎伯，再由郎伯- -比爾定律可比爾定律可求出被測物基態(tài)原子的濃度。求出被測物基態(tài)原子的濃度。五、原子吸收定量公式的推導(dǎo)五、原子吸收定量公式的推導(dǎo) 若以若以 I0 和和 I 分別代表光源通過原子蒸汽前后的總分別代表光源通過原子蒸汽前后的總光強(qiáng)度：光強(qiáng)度：A =

15、 lg I0II = I d e0I0 = I0 d e0I = I0 e-K L , I = I0e-KLd e0A = lg I0 d e0 I0e-KLd e0對銳線光源，可以認(rèn)為對銳線光源，可以認(rèn)為K= b= bK K0 0 為常數(shù)：為常數(shù)：A = lg = lg eK0Lb = 0.4343K0Lb1e-bK0LUnder normal operation condition for AAS, line profile is mainly determined by Doppler broadening, hence,(eq.8-5)理論與實(shí)驗(yàn)業(yè)已證明理論與實(shí)驗(yàn)業(yè)已證明(自學(xué)教材自學(xué)

16、教材p232233)，在原子吸收光，在原子吸收光譜分析的實(shí)驗(yàn)條件下（火焰溫度譜分析的實(shí)驗(yàn)條件下（火焰溫度3000K， 共振線波長通常共振線波長通常不大于不大于600nm），大多數(shù)化合物均已離解，且絕大多數(shù)以），大多數(shù)化合物均已離解，且絕大多數(shù)以基態(tài)原子狀態(tài)存在，基態(tài)原子狀態(tài)存在，激發(fā)態(tài)原子不足激發(fā)態(tài)原子不足0.1%, 因此，可用因此，可用N0代表吸收輻射的原子總數(shù)。代表吸收輻射的原子總數(shù)。 實(shí)際工作中要求測定的是待測元素的濃度，此濃度與實(shí)際工作中要求測定的是待測元素的濃度，此濃度與吸收輻射的原子總數(shù)成正比關(guān)系吸收輻射的原子總數(shù)成正比關(guān)系, 所以，所以， 在一定的實(shí)驗(yàn)條件下（一定的原子化率和一定

17、的火焰在一定的實(shí)驗(yàn)條件下（一定的原子化率和一定的火焰寬度），吸光度與試樣中待測元素的濃度成正比，即寬度），吸光度與試樣中待測元素的濃度成正比，即A = k C（eq.8-7)上式就是原子吸收分光光度分析的理論基礎(chǔ)上式就是原子吸收分光光度分析的理論基礎(chǔ)8-3 8-3 原子吸收光譜分析基本原理原子吸收光譜分析基本原理 一、原子光譜儀的結(jié)構(gòu)一、原子光譜儀的結(jié)構(gòu)原子吸收分光光度計(jì)，從原子化器的構(gòu)型不同原子吸收分光光度計(jì)，從原子化器的構(gòu)型不同又分為火焰型和電熱型兩種：又分為火焰型和電熱型兩種：二、光源（空心陰極燈） 對光源的基本要求：發(fā)射的共振輻射的半寬度要明對光源的基本要求：發(fā)射的共振輻射的半寬度要明

18、顯小于吸收線的半寬度顯小于吸收線的半寬度(銳線光源銳線光源)；輻射的強(qiáng)度大；輻射；輻射的強(qiáng)度大；輻射光強(qiáng)穩(wěn)定，背景小，使用壽命長等?？招年帢O燈是符合光強(qiáng)穩(wěn)定，背景小，使用壽命長等?？招年帢O燈是符合上述要求的理想光源，應(yīng)用最廣。上述要求的理想光源，應(yīng)用最廣。Anode Cathode MShield Ne+M* M + h MOptically transparent windowSchematic diagram of a hollow cathode lamp showing mechanism by which atomic emission is obtained無極放電燈無極放電燈三、

19、原子化器（擋板、折流板）（二）火焰的基本特性二）火焰的基本特性（a）燃燒速度）燃燒速度(Burning velocity) 燃燒速度燃燒速度是指由是指由著火點(diǎn)著火點(diǎn)向向可燃燒混合氣其它點(diǎn)可燃燒混合氣其它點(diǎn)傳播傳播的速度的速度。它影響火焰的安全操作和燃燒的穩(wěn)定性。要使它影響火焰的安全操作和燃燒的穩(wěn)定性。要使火焰穩(wěn)定，可燃混合氣體的供應(yīng)速度應(yīng)大于燃燒速度?；鹧娣€(wěn)定，可燃混合氣體的供應(yīng)速度應(yīng)大于燃燒速度。但供氣速度過大，會使火焰離開燃燒器，變得不穩(wěn)定，但供氣速度過大，會使火焰離開燃燒器，變得不穩(wěn)定，甚至吹滅火焰；供氣速度過小，將會引起回火。甚至吹滅火焰；供氣速度過小，將會引起回火。（b）火焰溫度）火

20、焰溫度(flame temperature) 不同類型的火焰，其溫度不同不同類型的火焰，其溫度不同(典型火焰為：乙炔典型火焰為：乙炔-空氣空氣2300度、乙炔度、乙炔-笑氣笑氣2900度度)。（c）火焰的燃?xì)夂椭細(xì)獗壤┗鹧娴娜細(xì)夂椭細(xì)獗壤?按火焰燃?xì)獍椿鹧嫒細(xì)?fuel gas)和助燃?xì)夂椭細(xì)?oxidant gas)比例的不同，比例的不同，可將火焰分為三類：可將火焰分為三類：化學(xué)計(jì)量火焰化學(xué)計(jì)量火焰(中性火焰中性火焰, stoichiometric)、富燃性火焰富燃性火焰(fuel-rich)和貧燃性火焰和貧燃性火焰(fuel-lean)。 化學(xué)計(jì)量火焰化學(xué)計(jì)量火焰 燃?xì)馀c助燃?xì)庵?/p>

21、與化學(xué)反應(yīng)計(jì)量關(guān)系相燃?xì)馀c助燃?xì)庵扰c化學(xué)反應(yīng)計(jì)量關(guān)系相近，又稱為中性火焰。此火焰溫度高、穩(wěn)定、干擾小、背景低近，又稱為中性火焰。此火焰溫度高、穩(wěn)定、干擾小、背景低 富燃火焰富燃火焰 燃?xì)獯笥诨瘜W(xué)計(jì)量的火焰。又稱還原性火焰。燃?xì)獯笥诨瘜W(xué)計(jì)量的火焰。又稱還原性火焰?；鹧娉庶S色，層次模糊，溫度稍低，火焰的還原性較強(qiáng)，適合火焰呈黃色，層次模糊，溫度稍低，火焰的還原性較強(qiáng)，適合于易形成難離解氧化物于易形成難離解氧化物(refractory oxide)元素的測定。元素的測定。 貧燃火焰貧燃火焰 又稱氧化性火焰，即助燃比大于化學(xué)計(jì)量的火又稱氧化性火焰，即助燃比大于化學(xué)計(jì)量的火焰。氧化性較強(qiáng)，火焰呈藍(lán)色，

22、溫度較低，適于易離解、易電焰。氧化性較強(qiáng)，火焰呈藍(lán)色，溫度較低，適于易離解、易電離元素的原子化，如堿金屬等。離元素的原子化，如堿金屬等。 乙炔乙炔-空氣空氣 火焰火焰 是原子吸收測定中最常用的火是原子吸收測定中最常用的火焰，該火焰燃燒穩(wěn)定，重現(xiàn)性好，噪聲低，溫度高，焰，該火焰燃燒穩(wěn)定，重現(xiàn)性好，噪聲低，溫度高，對大多數(shù)元素有足夠高的靈敏度，但它在短波紫外對大多數(shù)元素有足夠高的靈敏度，但它在短波紫外區(qū)有較大的吸收。區(qū)有較大的吸收。 氫氫-空氣火焰空氣火焰 是氧化性火焰，燃燒速度較乙炔是氧化性火焰，燃燒速度較乙炔-空氣空氣 火焰高，但溫度較低，優(yōu)點(diǎn)是背景發(fā)射較弱，火焰高，但溫度較低，優(yōu)點(diǎn)是背景發(fā)射

23、較弱，透射性能好。透射性能好。 乙炔乙炔-一氧化二氮火焰一氧化二氮火焰 的優(yōu)點(diǎn)是火焰溫度高，的優(yōu)點(diǎn)是火焰溫度高，而燃燒速度并不快，適用于難原子化元素的測定，而燃燒速度并不快，適用于難原子化元素的測定，用它可測定用它可測定70多種元素。多種元素。（三）無火焰原子化器（三）無火焰原子化器（flameless/non-flame） 火焰原子化器僅有約火焰原子化器僅有約 10%的試液被原子化，而約的試液被原子化，而約90的的試液由廢液管排出。因而靈敏度較低。無火焰原子化裝置可以試液由廢液管排出。因而靈敏度較低。無火焰原子化裝置可以提高原子比效率，使靈敏度增加提高原子比效率，使靈敏度增加10200倍。倍

24、。 無火焰原于化裝置有多種：電熱高溫石墨管、石墨坩堝無火焰原于化裝置有多種：電熱高溫石墨管、石墨坩堝(crucible)、石墨、石墨 棒棒(rod)、鉭舟、鉭舟(tantalum boat)、鎳杯、高頻、鎳杯、高頻感應(yīng)加熱爐、空心陰極濺射感應(yīng)加熱爐、空心陰極濺射(sputtering)、等離子噴焰、激光、等離子噴焰、激光 等等等等 。 無火焰原子化器常用的是無火焰原子化器常用的是石墨爐原子化器（石墨爐原子化器（atomization in graphite furnace）。石墨爐原子化法的過程是將試樣注入石墨爐原子化法的過程是將試樣注入石墨管中間位置，用大電流通過石墨管以產(chǎn)生高達(dá)石墨管中間位

25、置，用大電流通過石墨管以產(chǎn)生高達(dá)2000 3000的高溫使試樣經(jīng)過干燥、蒸發(fā)和原子化。的高溫使試樣經(jīng)過干燥、蒸發(fā)和原子化。 商品儀器的石墨爐結(jié)構(gòu)多樣，但實(shí)際上用得最多的是商品儀器的石墨爐結(jié)構(gòu)多樣，但實(shí)際上用得最多的是MassmannMassmann（馬斯曼）爐的（馬斯曼）爐的HGAHGA系列和系列和Varin-TrchtronVarin-Trchtron（瓦里安（瓦里安 - - 特克特特克特朗）公司生產(chǎn)的朗）公司生產(chǎn)的CRACRA系列。系列。 石墨爐的基本結(jié)構(gòu)包括：石墨爐的基本結(jié)構(gòu)包括：石墨管（杯）石墨管（杯）(graphite tube)(graphite tube)、爐體（保護(hù)氣系統(tǒng)）、電

26、源等三部分組成。工作是經(jīng)歷干燥爐體（保護(hù)氣系統(tǒng)）、電源等三部分組成。工作是經(jīng)歷干燥(dryness)(dryness)、灰化、灰化(incineration)(incineration)、原子化和凈化、原子化和凈化(depuration)(depuration)等四個(gè)階段，即完成一次分析過程。等四個(gè)階段，即完成一次分析過程。 為防止石墨的高溫氧化作用，減少記憶效應(yīng)，保護(hù)已熱解為防止石墨的高溫氧化作用，減少記憶效應(yīng)，保護(hù)已熱解的原子蒸氣不在被氧化，可及時(shí)排泄分析過程中的煙霧，因此的原子蒸氣不在被氧化，可及時(shí)排泄分析過程中的煙霧，因此在石墨爐加熱過程中（除原子化階段內(nèi)內(nèi)氣路停氣之外）需要在石墨爐加

27、熱過程中（除原子化階段內(nèi)內(nèi)氣路停氣之外）需要有足量（有足量（1212升升/ /分）的惰性氣體作保護(hù)。通常使用的惰性氣體分）的惰性氣體作保護(hù)。通常使用的惰性氣體主要是主要是氬氣氬氣、氮?dú)獾獨(dú)?。整個(gè)爐體有整個(gè)爐體有水冷卻保護(hù)水冷卻保護(hù)裝置，如水溫為裝置，如水溫為200 200 C C時(shí)，水的流量時(shí)，水的流量1212升升/ /分，爐子切斷電源停止加熱，在分，爐子切斷電源停止加熱，在20302030秒秒內(nèi)，即可冷卻到室溫。內(nèi)，即可冷卻到室溫。 (四四)其它原子化法其它原子化法 低溫原子化法又稱低溫原子化法又稱化學(xué)原子化法化學(xué)原子化法，其原子化溫度為室溫至，其原子化溫度為室溫至攝氏數(shù)百度。常用的有汞低溫

28、原子化法及氫化法。攝氏數(shù)百度。常用的有汞低溫原子化法及氫化法。 汞低溫原子化法汞低溫原子化法 汞在室溫下，有一定的蒸氣壓，沸點(diǎn)為汞在室溫下，有一定的蒸氣壓，沸點(diǎn)為357 C 。只要對試。只要對試樣進(jìn)行化學(xué)預(yù)處理還原出汞原子，由載氣（樣進(jìn)行化學(xué)預(yù)處理還原出汞原子，由載氣（Ar或或N2）將汞蒸氣）將汞蒸氣送入吸收池內(nèi)測定。送入吸收池內(nèi)測定。 氫化物原子化法氫化物原子化法 適用于適用于Ge、Sn、Pb、As、Sb、Bi、Se和和Te等元素。在等元素。在一定的酸度下，將被測元素還原成極易揮發(fā)與分解的氫化物，一定的酸度下，將被測元素還原成極易揮發(fā)與分解的氫化物，如如AsH3 、SnH4 、BiH3等。這

29、些氫化物經(jīng)載氣送入石英管后，等。這些氫化物經(jīng)載氣送入石英管后，進(jìn)行原子化與測定。進(jìn)行原子化與測定。四、分光系統(tǒng)四、分光系統(tǒng) 單光束光路的特點(diǎn)：簡單、價(jià)廉、維修方便、單光束光路的特點(diǎn)：簡單、價(jià)廉、維修方便、用方波供電方式可消除光源波動(dòng)的影響，滿足一用方波供電方式可消除光源波動(dòng)的影響，滿足一般分析要求。但背景無法進(jìn)行精確校正。般分析要求。但背景無法進(jìn)行精確校正。 雙光束光路的特點(diǎn)：精密、價(jià)高、能較徹底雙光束光路的特點(diǎn)：精密、價(jià)高、能較徹底消除背景的干擾，穩(wěn)定性好，滿足高精度分析要消除背景的干擾，穩(wěn)定性好，滿足高精度分析要求，便于接石墨爐原子化或其它原子化器，靈活求，便于接石墨爐原子化或其它原子化器

30、，靈活性好。性好。五、檢測系統(tǒng)五、檢測系統(tǒng) 光電倍增管、微電流放大器、對數(shù)轉(zhuǎn)換電路、光電倍增管、微電流放大器、對數(shù)轉(zhuǎn)換電路、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路及信息采集、顯示器組成。數(shù)模轉(zhuǎn)換電路及信息采集、顯示器組成。配制一組含有不同濃度被測元素的標(biāo)準(zhǔn)溶液，在與試樣測配制一組含有不同濃度被測元素的標(biāo)準(zhǔn)溶液，在與試樣測定完全相同的條件下，按濃度由低到高的順序測定吸光度定完全相同的條件下，按濃度由低到高的順序測定吸光度值。繪制吸光度對濃度的校準(zhǔn)曲線。測定試樣的吸光度，值。繪制吸光度對濃度的校準(zhǔn)曲線。測定試樣的吸光度，從校準(zhǔn)曲線上用內(nèi)插法求出被測元素的含量。從校準(zhǔn)曲線上用內(nèi)插法求出被測元素的含量。 一、標(biāo)準(zhǔn)曲線法ACCx

31、AxOCalibration curve of AASProblem:使用工作曲線時(shí)應(yīng)該考慮使用工作曲線時(shí)應(yīng)該考慮那些因素？那些因素？ 二、標(biāo)準(zhǔn)加入法二、標(biāo)準(zhǔn)加入法8-5 8-5 原子吸收定量分析干擾因素原子吸收定量分析干擾因素 原子吸收光譜法的主要干擾有物理干擾、原子吸收光譜法的主要干擾有物理干擾、化學(xué)干擾、光譜干擾、電離干擾、和背景干擾等?；瘜W(xué)干擾、光譜干擾、電離干擾、和背景干擾等。 一、物理干擾 物理干擾物理干擾是指是指試液與標(biāo)準(zhǔn)溶液試液與標(biāo)準(zhǔn)溶液 物理性質(zhì)有物理性質(zhì)有差異而產(chǎn)生的干擾差異而產(chǎn)生的干擾。如粘度、表面張力或溶液的密度。如粘度、表面張力或溶液的密度等的變化，影響樣品的霧化和氣

32、溶膠到達(dá)火焰?zhèn)魉偷鹊鹊淖兓?，影響樣品的霧化和氣溶膠到達(dá)火焰?zhèn)魉偷纫鹪游諒?qiáng)度的變化而引起的干擾。引起原子吸收強(qiáng)度的變化而引起的干擾。 消除辦法：消除辦法：配制與被測試樣組成相近的標(biāo)準(zhǔn)配制與被測試樣組成相近的標(biāo)準(zhǔn)溶液或采用標(biāo)準(zhǔn)加入法。若試樣溶液的濃度高，還可溶液或采用標(biāo)準(zhǔn)加入法。若試樣溶液的濃度高，還可采用稀釋法。采用稀釋法。二、化學(xué)干擾（二、化學(xué)干擾（Chemical interference） 化學(xué)干擾是由于化學(xué)干擾是由于被被測元素原子與共存組份發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成測元素原子與共存組份發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成穩(wěn)定的化合物，影響被測元素的原子化，而引起的干擾。穩(wěn)定的化合物，影響被測元素的原子化，而引起

33、的干擾。消除化學(xué)干擾的方法：消除化學(xué)干擾的方法： （1）選擇合適的原子化方法）選擇合適的原子化方法 提高原子化溫度，減小化學(xué)干擾。使用高溫火焰或提高石墨提高原子化溫度，減小化學(xué)干擾。使用高溫火焰或提高石墨爐原子化溫度，可使難離解的化合物分解。爐原子化溫度，可使難離解的化合物分解。 采用還原性強(qiáng)的火焰與石墨爐原子化法，可使難離解的氧化采用還原性強(qiáng)的火焰與石墨爐原子化法，可使難離解的氧化物還原、分解。物還原、分解。 （2）加入釋放劑）加入釋放劑(releasing agent) 釋放劑的作用釋放劑的作用是釋放劑與干擾物質(zhì)能生成比被測元素更穩(wěn)定是釋放劑與干擾物質(zhì)能生成比被測元素更穩(wěn)定的化合物，使被測

34、元素釋放出來。的化合物，使被測元素釋放出來。 例如，磷酸根干擾鈣的測定，可在試液中加入鑭、鍶鹽，鑭、例如，磷酸根干擾鈣的測定，可在試液中加入鑭、鍶鹽，鑭、鍶與磷酸根首先生成比鈣更穩(wěn)定的磷酸鹽，就相當(dāng)于把鈣釋放出鍶與磷酸根首先生成比鈣更穩(wěn)定的磷酸鹽，就相當(dāng)于把鈣釋放出來。來。（3 3）加入保護(hù)劑）加入保護(hù)劑(projective agent)(projective agent) 保護(hù)劑作用保護(hù)劑作用是它可與被測元素生成易分解的是它可與被測元素生成易分解的或更穩(wěn)定的配合物，防止被測元素與干擾組份生成難或更穩(wěn)定的配合物，防止被測元素與干擾組份生成難離解的化合物。保護(hù)劑一般是有機(jī)配合劑。例如，離解的化

35、合物。保護(hù)劑一般是有機(jī)配合劑。例如，EDTAEDTA、8-8-羥基喹啉。羥基喹啉。（4 4）加入消電離劑）加入消電離劑(ionization buffer)(ionization buffer) 消電離劑消電離劑是比被測元素電離電位低的元素，是比被測元素電離電位低的元素，相同條件下消電離劑首先電離，產(chǎn)生大量的電子，抑相同條件下消電離劑首先電離，產(chǎn)生大量的電子，抑制被測元素的電離。制被測元素的電離。 例如，測鈣時(shí)可加入過量的例如，測鈣時(shí)可加入過量的KClKCl溶液消除電離溶液消除電離干擾。鈣的電離電位為干擾。鈣的電離電位為6.1eV6.1eV，鉀的電離電位為，鉀的電離電位為4.3eV4.3eV。

36、由于由于K K電離使鈣離子得到電子而生成原子。電離使鈣離子得到電子而生成原子。 (5) (5) 緩沖劑緩沖劑(buffer agent)(buffer agent) 于試樣與標(biāo)準(zhǔn)溶液中均加入超過緩沖量于試樣與標(biāo)準(zhǔn)溶液中均加入超過緩沖量(即干擾即干擾不再變化的最低限量不再變化的最低限量)的干擾元素。如在用乙炔的干擾元素。如在用乙炔氧氧化亞氮火化亞氮火 焰測鈦時(shí)，可在試樣和標(biāo)準(zhǔn)溶液中均加入焰測鈦時(shí)，可在試樣和標(biāo)準(zhǔn)溶液中均加入200ppm以上的鋁，使鋁以上的鋁，使鋁 對鈦的干擾趨于穩(wěn)定。對鈦的干擾趨于穩(wěn)定。 三、光譜干擾（三、光譜干擾（spectral interference） 光源在單色器的光譜

37、通帶內(nèi)存在與分析線相鄰的其光源在單色器的光譜通帶內(nèi)存在與分析線相鄰的其它譜線，它譜線， 可能有下述兩種情況：可能有下述兩種情況： 1.1. 1.1. 與分析線相鄰的是待測元素的譜線與分析線相鄰的是待測元素的譜線。 這種情況常見于多譜線元素這種情況常見于多譜線元素( (如如NiNi、CoCo、Fe)Fe)。 減小狹縫寬度減小狹縫寬度可改善或消除這種影響?？筛纳苹蛳@種影響。 1.2. 1.2. 與分析線相鄰的是非待測元素的譜線。與分析線相鄰的是非待測元素的譜線。 如果此譜線是該元素的非吸收線，同樣會使欲測元如果此譜線是該元素的非吸收線，同樣會使欲測元素的靈敏度下降，工作曲線彎曲；如果此譜線是該

38、元素的吸素的靈敏度下降，工作曲線彎曲；如果此譜線是該元素的吸收線，而試樣中又含有此元素收線，而試樣中又含有此元素 時(shí)，將產(chǎn)生時(shí)，將產(chǎn)生“假吸收假吸收”，產(chǎn)生，產(chǎn)生正誤差。這種干擾主要是由于空心陰極燈的陰極材料不純等，正誤差。這種干擾主要是由于空心陰極燈的陰極材料不純等，且常見于多元素且常見于多元素 燈。燈。若選用具有合適惰性氣體，純度又較高若選用具有合適惰性氣體，純度又較高的單元素?zé)舻膯卧責(zé)艏纯杀苊飧蓴_。即可避免干擾。 1.3 1.3 空心陰極燈中有連續(xù)背景發(fā)射空心陰極燈中有連續(xù)背景發(fā)射 主要來自燈內(nèi)雜質(zhì)氣體或陰極上的氧化物。連續(xù)主要來自燈內(nèi)雜質(zhì)氣體或陰極上的氧化物。連續(xù) 背景的背景的發(fā)射不

39、僅使靈敏度降低，工作曲線彎曲，而且當(dāng)試樣中共存發(fā)射不僅使靈敏度降低，工作曲線彎曲，而且當(dāng)試樣中共存元素的吸收線處于連續(xù)背景的發(fā)射區(qū)時(shí)有可能產(chǎn)生假吸收。元素的吸收線處于連續(xù)背景的發(fā)射區(qū)時(shí)有可能產(chǎn)生假吸收。因因 此不能使用有嚴(yán)重連續(xù)背景發(fā)射的燈。燈的連續(xù)背景發(fā)射此不能使用有嚴(yán)重連續(xù)背景發(fā)射的燈。燈的連續(xù)背景發(fā)射是由于是由于 燈的制作不良，或長朗不用而引起的?？蔁舻闹谱鞑涣?，或長朗不用而引起的?？蓪舴唇樱瑢舴唇?，并用大電流空點(diǎn)，以純化燈內(nèi)氣體并用大電流空點(diǎn)，以純化燈內(nèi)氣體，經(jīng)過這樣處理后，情況，經(jīng)過這樣處理后，情況可能會改善。否則應(yīng)更換新燈?？赡軙纳?。否則應(yīng)更換新燈。 2. 2. 與共存元素的

40、光譜線重疊引起的干擾與共存元素的光譜線重疊引起的干擾 參見教材參見教材P250, P250, 表表8-58-5?？蛇x用待測元素的其它光譜線?？蛇x用待測元素的其它光譜線作為分析線，或者分離干擾離子來消除干擾。作為分析線，或者分離干擾離子來消除干擾。3. 3. 與原子化器有關(guān)的干擾與原子化器有關(guān)的干擾 3.1 3.1 原子化器的發(fā)射原子化器的發(fā)射 來自火焰本身或原子蒸氣中待測元素的發(fā)射。來自火焰本身或原子蒸氣中待測元素的發(fā)射。 當(dāng)儀器當(dāng)儀器采用調(diào)制方式采用調(diào)制方式進(jìn)行工作時(shí)，這一影響可得到減免。進(jìn)行工作時(shí)，這一影響可得到減免。如果干擾仍然存在，則可適當(dāng)如果干擾仍然存在，則可適當(dāng)增加燈電流增加燈電流, ,提高光源發(fā)射強(qiáng)度提高光源發(fā)射強(qiáng)度來改善倍噪比。來改善倍噪比。 3.2 3.2 背景吸收背景吸收( (分子吸收分子吸收) ) 來自原于化器來自原于化器( (火焰或火焰或 無火焰無火焰) )的一種光譜干擾。它的一種光譜干擾。它是是由氣態(tài)分子對光的吸收以及高濃度鹽的固體微粒對光的散射所由氣態(tài)分子對光的吸收以及高濃度鹽的固體微粒對光的散射所引起的。它是一種寬頻帶吸收。引起的。它是一種寬頻帶吸收。( (包括包括 火焰本體吸收、金屬鹽火焰本體吸收、金屬鹽顆粒吸收、光散射損失）顆粒吸收、光散射損失）四