光譜導(dǎo)論和原子吸收

1、光譜分析法導(dǎo)論分子光譜分子光譜原子光譜原子光譜光譜的概念光譜的概念復(fù)色光經(jīng)過(guò)色散系統(tǒng)（如棱鏡、光柵）分光后，被色散復(fù)色光經(jīng)過(guò)色散系統(tǒng)（如棱鏡、光柵）分光后，被色散開(kāi)的單色光按波長(zhǎng)（或頻率）大小而依次排列的圖案。開(kāi)的單色光按波長(zhǎng)（或頻率）大小而依次排列的圖案。 電磁輻射電磁輻射電磁輻射電磁輻射(電磁波電磁波) 是一種是一種以巨大速度通過(guò)空間而不需要任何物質(zhì)以巨大速度通過(guò)空間而不需要任何物質(zhì)作為傳播媒介的作為傳播媒介的光量子流光量子流，它具有，它具有波、粒二象性。波、粒二象性。波動(dòng)性：波動(dòng)性： c c 1(cm/s) )(cm)Hz( )(nm1-光速光速波數(shù)波數(shù)頻率頻率波長(zhǎng)波長(zhǎng) c 微粒性：微粒

2、性： （普朗克公式）（普朗克公式） hcchhE 普朗克常數(shù)普朗克常數(shù) h電磁輻射的二象性：電磁輻射的二象性：左邊為粒子性（能量）左邊為粒子性（能量）, ,右邊為波動(dòng)性（用右邊為波動(dòng)性（用波長(zhǎng)、波數(shù)、頻率等物理量表征）。波長(zhǎng)、波數(shù)、頻率等物理量表征）。電磁波譜電磁波譜 ：電磁輻射按波長(zhǎng)順序排列：電磁輻射按波長(zhǎng)順序排列波譜名稱波譜名稱 波長(zhǎng)范圍波長(zhǎng)范圍 射線射線 0.005 0.17nm X射線射線 0.1 10nm 紫外紫外 10 400nm 可見(jiàn)光可見(jiàn)光 400 760nm 紅外紅外0.76 1000 m微微 波波 1 1000 mm 無(wú)線電波無(wú)線電波 1 1000 m 光譜區(qū)光譜區(qū)波譜區(qū)波

3、譜區(qū)射線射線 X 射線射線紫外光紫外光可見(jiàn)光可見(jiàn)光紅外光紅外光微波微波無(wú)線電波無(wú)線電波波長(zhǎng)越短，危害越大：波長(zhǎng)越短，危害越大：白血病、癌癥、生育。白血病、癌癥、生育。電磁輻射與物質(zhì)的相互作用電磁輻射與物質(zhì)的相互作用吸收光譜法：吸收光譜法：發(fā)射光譜法：發(fā)射光譜法：1.ifEEh 2.ifEEh 光譜分析法光譜分析法光譜法：光譜法：當(dāng)物質(zhì)與輻射能相互作用時(shí)，物質(zhì)內(nèi)部當(dāng)物質(zhì)與輻射能相互作用時(shí)，物質(zhì)內(nèi)部發(fā)生能級(jí)躍遷，測(cè)量由此而產(chǎn)生的輻射能強(qiáng)度及發(fā)生能級(jí)躍遷，測(cè)量由此而產(chǎn)生的輻射能強(qiáng)度及其變化的方法稱為光譜分析法其變化的方法稱為光譜分析法 （紫外（紫外- -可見(jiàn)光度可見(jiàn)光度法、紅外光譜法）法、紅外光譜法

4、）非光譜法：非光譜法：利用物質(zhì)與輻射能相互作用時(shí)，電磁波利用物質(zhì)與輻射能相互作用時(shí)，電磁波的傳播方向、速度等物理性質(zhì)發(fā)生改變所建立的分的傳播方向、速度等物理性質(zhì)發(fā)生改變所建立的分析方法析方法 （如光散射法、旋光法、折射法和干涉法）（如光散射法、旋光法、折射法和干涉法）光譜法與非光譜法的區(qū)別光譜法與非光譜法的區(qū)別光譜法：光譜法： 按作用結(jié)果不同分類按作用結(jié)果不同分類 按物質(zhì)與輻射能間的轉(zhuǎn)換方向分類按物質(zhì)與輻射能間的轉(zhuǎn)換方向分類光譜法的分類：光譜法的分類： 按電磁輻射波長(zhǎng)分類按電磁輻射波長(zhǎng)分類本章重點(diǎn)本章重點(diǎn)熟悉電磁輻射的定義及其基本性質(zhì)熟悉電磁輻射的定義及其基本性質(zhì): 二象性的意義；二象性的意義

5、；2. 掌握電磁波譜的分區(qū)及各類電磁波譜的波長(zhǎng)掌握電磁波譜的分區(qū)及各類電磁波譜的波長(zhǎng)(頻率頻率) 范圍和相應(yīng)的能級(jí)躍遷類型；范圍和相應(yīng)的能級(jí)躍遷類型；3. 掌握電磁波譜的波長(zhǎng)、波數(shù)、頻率以及能量之間的掌握電磁波譜的波長(zhǎng)、波數(shù)、頻率以及能量之間的 相互關(guān)系及運(yùn)算方法；相互關(guān)系及運(yùn)算方法；掌握分子光譜和原子光譜、吸收光譜和發(fā)射光譜的掌握分子光譜和原子光譜、吸收光譜和發(fā)射光譜的 特點(diǎn)和區(qū)別；特點(diǎn)和區(qū)別；作業(yè)題：作業(yè)題：簡(jiǎn)述光的二象性？簡(jiǎn)述光的二象性？原子吸收光譜法原子吸收光譜法( Atomic Absorption Spectrometry, AAS )概概 述述原子吸收光譜法原子吸收光譜法：又稱原

6、子吸收分光光度法又稱原子吸收分光光度法 根據(jù)物質(zhì)的基態(tài)原子蒸氣對(duì)同類原子的特征輻根據(jù)物質(zhì)的基態(tài)原子蒸氣對(duì)同類原子的特征輻射的吸收作用來(lái)進(jìn)行元素定量分析的方法。射的吸收作用來(lái)進(jìn)行元素定量分析的方法。原子吸收光譜分析的基本過(guò)程：原子吸收光譜分析的基本過(guò)程： 如欲測(cè)定試樣中某元素含量，用該元素的銳線光源發(fā)如欲測(cè)定試樣中某元素含量，用該元素的銳線光源發(fā)射出特征輻射，試樣在原子化器中被蒸發(fā)、解離為氣態(tài)基射出特征輻射，試樣在原子化器中被蒸發(fā)、解離為氣態(tài)基態(tài)原子，當(dāng)元素的特征輻射通過(guò)該元素的氣態(tài)基態(tài)原子區(qū)態(tài)原子，當(dāng)元素的特征輻射通過(guò)該元素的氣態(tài)基態(tài)原子區(qū)時(shí)，元素的特征輻射因被氣態(tài)基態(tài)原子吸收而減弱，經(jīng)過(guò)時(shí)，

7、元素的特征輻射因被氣態(tài)基態(tài)原子吸收而減弱，經(jīng)過(guò)色散系統(tǒng)和檢測(cè)系統(tǒng)后，測(cè)得吸光度，根據(jù)吸光度與被測(cè)色散系統(tǒng)和檢測(cè)系統(tǒng)后，測(cè)得吸光度，根據(jù)吸光度與被測(cè)定元素的濃度線性關(guān)系，從而進(jìn)行元素的定量分析。定元素的濃度線性關(guān)系，從而進(jìn)行元素的定量分析。AAS的特點(diǎn)的特點(diǎn)（1 1）檢出限低，靈敏度高）檢出限低，靈敏度高 火焰原子吸收法的檢出限可達(dá)到火焰原子吸收法的檢出限可達(dá)到ngngmlml-1 -1級(jí)，石級(jí)，石墨爐原子吸收法的檢出限可達(dá)到墨爐原子吸收法的檢出限可達(dá)到1010-10-10-10-10-14-14g g。（2 2）準(zhǔn)確度好）準(zhǔn)確度好 火焰原子吸收法的相對(duì)誤差為小于火焰原子吸收法的相對(duì)誤差為小于1

8、%1%，石墨，石墨爐原子吸收法的相對(duì)誤差一般約為爐原子吸收法的相對(duì)誤差一般約為3%-5%3%-5%。（3 3）選擇性好）選擇性好 多數(shù)情況下，共存元素對(duì)被測(cè)元素不產(chǎn)生干擾。多數(shù)情況下，共存元素對(duì)被測(cè)元素不產(chǎn)生干擾。（4 4）分析速度快）分析速度快 用用P-E5000P-E5000型自動(dòng)原子吸收儀在型自動(dòng)原子吸收儀在35min35min，能，能連續(xù)測(cè)定連續(xù)測(cè)定5050個(gè)試樣中的個(gè)試樣中的6 6中元素。中元素。（5 5）應(yīng)用范圍廣）應(yīng)用范圍廣 可測(cè)定的元素多達(dá)可測(cè)定的元素多達(dá)7070余種，可以測(cè)定金屬、余種，可以測(cè)定金屬、個(gè)別非金屬個(gè)別非金屬( (如砷如砷) )和有機(jī)化合物。和有機(jī)化合物。（6）儀

9、器簡(jiǎn)單，操作方便）儀器簡(jiǎn)單，操作方便缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：難熔元素、大部分非金屬元素測(cè)定困難、難熔元素、大部分非金屬元素測(cè)定困難、不不能進(jìn)行多元素同時(shí)分析能進(jìn)行多元素同時(shí)分析AAS的特點(diǎn)的特點(diǎn)1、原子吸收現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)、原子吸收現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn) 1802年年Wollaston發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)光譜的暗線發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)光譜的暗線一、歷史一、歷史這一方法的發(fā)展經(jīng)歷了這一方法的發(fā)展經(jīng)歷了3 3個(gè)發(fā)展個(gè)發(fā)展階段：階段： 1859年年Kirchhoff和和 Bunson解釋了解釋了暗線產(chǎn)生的原因暗線產(chǎn)生的原因太陽(yáng)光暗線 暗線是由于大氣層中存在的元素的原子暗線是由于大氣層中存在的元素的原子對(duì)太陽(yáng)光選擇性吸收的結(jié)果對(duì)太陽(yáng)光選擇性吸收的結(jié)果基于

10、原子吸收原理基于原子吸收原理進(jìn)行儀器設(shè)計(jì)的思路進(jìn)行儀器設(shè)計(jì)的思路光源光源火焰火焰棱鏡棱鏡檢測(cè)裝置檢測(cè)裝置Why are molecular spectra usually measured in absorption, and atomic spectra in emission? There is apparently no good reason to disregard the absorption spectra of atoms. When a continuum source was used, a resolution of 2 pm（0.002 nm） would be req

11、uired. The measurement of atomic absorption hence requires line radiation sources. The task of the monochromator is then merely to separate the line used for measurement from other lines emitted by the source.Statements from Sir Alan Walsh:Sir Alan Walsh 1916-1998Walsh的論文“Application of atomic absor

12、ption spectrometry to analytical chemistry”空心陰極燈的發(fā)明空心陰極燈的發(fā)明 -+Ar19551955年年WalshWalsh發(fā)表的這一篇論文解決了原子吸收光譜的光源發(fā)表的這一篇論文解決了原子吸收光譜的光源問(wèn)題，隨后問(wèn)題，隨后 PE PE 和和 VarianVarian公司推出了原子吸收商品儀器。公司推出了原子吸收商品儀器。Drawing by Walsh from April 1952The first AAS InstrumentAAS Research Laboratory Prototype in 1961空心陰極光源火焰棱鏡光電管電熱原子化技

13、術(shù)的提出電熱原子化技術(shù)的提出 19591959年里沃夫提出電熱原子化技術(shù)，大大年里沃夫提出電熱原子化技術(shù)，大大提高了原子吸收的靈敏度提高了原子吸收的靈敏度AAS的基本原理的基本原理一、共振線一、共振線 1.1.原子的能級(jí)與躍遷原子的能級(jí)與躍遷 基態(tài)基態(tài)第一激發(fā)態(tài)第一激發(fā)態(tài), ,吸收一定頻率的輻射能量。產(chǎn)生的吸收吸收一定頻率的輻射能量。產(chǎn)生的吸收線叫共振吸收線（簡(jiǎn)稱共振線）線叫共振吸收線（簡(jiǎn)稱共振線） 吸收光譜吸收光譜 激發(fā)態(tài)激發(fā)態(tài)基態(tài)，發(fā)射出一定頻率的輻射。所釋放的光線叫共基態(tài)，發(fā)射出一定頻率的輻射。所釋放的光線叫共振發(fā)射線（也簡(jiǎn)稱共振線）振發(fā)射線（也簡(jiǎn)稱共振線） 發(fā)射光譜發(fā)射光譜 2.2.元

14、素的特征譜線元素的特征譜線 1 1）各種元素的原子結(jié)構(gòu)和外層電子排布不同）各種元素的原子結(jié)構(gòu)和外層電子排布不同 躍遷吸收能量不同躍遷吸收能量不同具有特征性具有特征性 2 2）各種元素的基態(tài)）各種元素的基態(tài)第一激發(fā)態(tài)第一激發(fā)態(tài) 最易發(fā)生、吸收最強(qiáng)、最靈敏線，最易發(fā)生、吸收最強(qiáng)、最靈敏線，特征譜線特征譜線 3 3）AASAAS就是利用處于基態(tài)的待測(cè)原子蒸氣對(duì)從光源發(fā)射的就是利用處于基態(tài)的待測(cè)原子蒸氣對(duì)從光源發(fā)射的特特征譜線征譜線( (共振線共振線) )的吸收進(jìn)行定量分析。的吸收進(jìn)行定量分析。二、原子吸收光譜輪廓與譜線變寬二、原子吸收光譜輪廓與譜線變寬 1. 1.吸收定律吸收定律Iv=I0exp(

15、-Kvl )lKvv434. 0IIlgA0 I0、 Iv分別是頻率為分別是頻率為v的入射光和透過(guò)光的強(qiáng)的入射光和透過(guò)光的強(qiáng)度；度； Kv為原子蒸氣對(duì)頻率為為原子蒸氣對(duì)頻率為v的入射光的吸收的入射光的吸收系數(shù)；系數(shù)；l 為原子蒸氣的寬度。為原子蒸氣的寬度。AAS的基本原理的基本原理原子結(jié)構(gòu)較分子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，理論上應(yīng)產(chǎn)生線狀原子結(jié)構(gòu)較分子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，理論上應(yīng)產(chǎn)生線狀光譜吸收線。光譜吸收線。 實(shí)際上用特征吸收頻率左右范圍的輻射光照射實(shí)際上用特征吸收頻率左右范圍的輻射光照射時(shí)，獲得一峰形吸收：具有一定寬度。時(shí)，獲得一峰形吸收：具有一定寬度。透射光強(qiáng)度透射光強(qiáng)度Iv 和吸收系數(shù)和吸收系數(shù)Kv與輻射頻率與輻

16、射頻率v有關(guān)有關(guān). . 以以Iv與與v 作圖作圖, , 以以Kv與與 作圖：作圖： 2. 2. 吸收線的輪廓和變寬吸收線的輪廓和變寬AAS的基本原理的基本原理表征吸收線輪廓（峰）的參數(shù)：表征吸收線輪廓（峰）的參數(shù)：中心頻率中心頻率 O(峰值頻率峰值頻率) :最大吸收系數(shù)對(duì)應(yīng)的頻率最大吸收系數(shù)對(duì)應(yīng)的頻率中心波長(zhǎng)中心波長(zhǎng)(nm) : :最大吸收系數(shù)對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)最大吸收系數(shù)對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)半寬度半寬度 O(吸收線寬度吸收線寬度)：峰值吸收值一半處的頻率：峰值吸收值一半處的頻率 原子吸收線的寬度約為原子吸收線的寬度約為10-3-10-2 nm( (折合成波長(zhǎng)折合成波長(zhǎng)) )。AAS的基本原理的基本原理吸收曲線

17、：吸收曲線：K K 為縱坐標(biāo)，為縱坐標(biāo)， 為橫坐標(biāo)為橫坐標(biāo)3. 3. 吸收峰變寬原因吸收峰變寬原因 自然變寬自然變寬( (N N或或N N):): 在無(wú)外界條件影響時(shí)，譜線的固有寬度稱為自在無(wú)外界條件影響時(shí)，譜線的固有寬度稱為自然寬度然寬度, ,它與原子發(fā)生能級(jí)間躍遷時(shí)激發(fā)態(tài)原子的它與原子發(fā)生能級(jí)間躍遷時(shí)激發(fā)態(tài)原子的平均壽命平均壽命( (10-8-10-5 s) )有關(guān)，壽命越長(zhǎng)，則譜線寬有關(guān)，壽命越長(zhǎng)，則譜線寬度就越窄，度就越窄，自然寬度造成的影響與其他因素相比自然寬度造成的影響與其他因素相比可以忽略不計(jì)?？梢院雎圆挥?jì)。AAS的基本原理的基本原理rAT07D1016. 7或T為絕對(duì)溫度，為絕

18、對(duì)溫度，Ar為相對(duì)原子質(zhì)量。為相對(duì)原子質(zhì)量。 溫度升高，原子的相對(duì)熱運(yùn)動(dòng)劇烈，熱寬溫度升高，原子的相對(duì)熱運(yùn)動(dòng)劇烈，熱寬度增大。即使在溫度較低時(shí)，也比自然寬度要度增大。即使在溫度較低時(shí)，也比自然寬度要嚴(yán)重，因此必須引起注意。嚴(yán)重，因此必須引起注意。多普勒變寬（多普勒變寬（Doppler）( (D或或D):): 由于原子在空間作無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)所引起的譜由于原子在空間作無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)所引起的譜線變寬，因而又稱為線變寬，因而又稱為熱變寬熱變寬。AAS的基本原理的基本原理勞倫茲勞倫茲(Lorentz)變寬變寬(L或或L): 由于原子相互碰撞使能量發(fā)生稍微變化。待測(cè)由于原子相互碰撞使能量發(fā)生稍微變化。待測(cè)原子

19、和其他原子碰撞，通常原子和其他原子碰撞，通常L L為為1010-4-4-10-10-3-3，勞倫，勞倫茲變寬隨外界氣體壓力的升高而加劇，有稱為壓茲變寬隨外界氣體壓力的升高而加劇，有稱為壓力變寬，隨溫度的升高譜線變寬呈下降的趨勢(shì)。力變寬，隨溫度的升高譜線變寬呈下降的趨勢(shì)。AAS的基本原理的基本原理赫魯茲馬克赫魯茲馬克(Holtzmark)變寬變寬(R或或R): 同種原子碰撞，又稱為共振變寬，同種原子碰撞，又稱為共振變寬， R R隨著待測(cè)隨著待測(cè)元素原子密度升高而增大，在原子吸收法中，測(cè)定元素原子密度升高而增大，在原子吸收法中，測(cè)定元素的濃度較低，元素的濃度較低，R R一般可以忽略不計(jì)一般可以忽略

20、不計(jì) 。 自吸變寬：自吸變寬： 光源輻射共振線被光源周圍較冷的同種原子所吸光源輻射共振線被光源周圍較冷的同種原子所吸收的現(xiàn)象叫做自吸，自吸現(xiàn)象使收的現(xiàn)象叫做自吸，自吸現(xiàn)象使譜線強(qiáng)度降低譜線強(qiáng)度降低，同，同時(shí)導(dǎo)致譜線變寬。時(shí)導(dǎo)致譜線變寬。AAS的基本原理的基本原理 除上述的變寬原因之外，還有電場(chǎng)致寬、磁除上述的變寬原因之外，還有電場(chǎng)致寬、磁場(chǎng)致寬。但在通常原子吸收實(shí)驗(yàn)條件下，吸收線場(chǎng)致寬。但在通常原子吸收實(shí)驗(yàn)條件下，吸收線輪廓主要受多普勒變寬和勞倫茲變寬的影響。當(dāng)輪廓主要受多普勒變寬和勞倫茲變寬的影響。當(dāng)采用火焰原子化器時(shí)，勞倫茲變寬為主要因素；采用火焰原子化器時(shí)，勞倫茲變寬為主要因素；當(dāng)采用無(wú)

21、火焰原子化器時(shí)，多普勒變寬占主要地當(dāng)采用無(wú)火焰原子化器時(shí)，多普勒變寬占主要地位。位。譜線變寬往往會(huì)導(dǎo)致原子吸收分析的靈敏度下降。譜線變寬往往會(huì)導(dǎo)致原子吸收分析的靈敏度下降。AAS的基本原理的基本原理三、基態(tài)原子數(shù)與原子化溫度三、基態(tài)原子數(shù)與原子化溫度 在原子化過(guò)程中，多數(shù)原子處于基態(tài)，有部分原子成為在原子化過(guò)程中，多數(shù)原子處于基態(tài)，有部分原子成為激發(fā)態(tài)原子。在處于一定條件的熱平衡狀態(tài)下，激發(fā)態(tài)原激發(fā)態(tài)原子。在處于一定條件的熱平衡狀態(tài)下，激發(fā)態(tài)原子 數(shù)子 數(shù) NNi i與 基 態(tài) 原 子 數(shù)與 基 態(tài) 原 子 數(shù) NN0 0之 間 的 關(guān) 系 可 用 波 耳 茲 曼之 間 的 關(guān) 系 可 用 波

22、 耳 茲 曼（Boltzmann)方程表示方程表示 gi和和gO分別為激發(fā)態(tài)和基態(tài)的統(tǒng)計(jì)權(quán)重，分別為激發(fā)態(tài)和基態(tài)的統(tǒng)計(jì)權(quán)重，Ei表示激發(fā)能。表示激發(fā)能。溫度越高，溫度越高，Ni/N0值越大。通常原子化火焰溫度低于值越大。通常原子化火焰溫度低于3000K，激發(fā)態(tài)原子數(shù)激發(fā)態(tài)原子數(shù)Ni與基態(tài)原子數(shù)與基態(tài)原子數(shù)No之比較小之比較小,1%. 可以用可以用基基態(tài)原子數(shù)態(tài)原子數(shù)代表待測(cè)元素的原子總數(shù)代表待測(cè)元素的原子總數(shù)NN。)exp(00kTEggNNiiiAAS的基本原理的基本原理例題例題計(jì)算計(jì)算2000K和和3000K時(shí)時(shí), , Na589.0nm的激發(fā)態(tài)的激發(fā)態(tài)與基態(tài)原子數(shù)之比各為多少？已知與基態(tài)

23、原子數(shù)之比各為多少？已知gi/g0=2解：解：eV107. 2nmcm10589.0nmscm103seV104.1361711015hcEi615001082. 9)2000KKeV108.6182.107eVexp(2)exp(kTEggNNiiiT=2000K：T=3000K：401078. 5NNi T 3000 Ni/No 10-3 , Ni/N0值小于值小于1%，基態(tài)占原子，基態(tài)占原子總數(shù)的總數(shù)的99%以上，可以用以上，可以用N0代表原子化器中原子總數(shù)代表原子化器中原子總數(shù)N。因此，原子吸收測(cè)量通常在因此，原子吸收測(cè)量通常在3000K以下進(jìn)行。以下進(jìn)行。四、原子吸收法的測(cè)量四、原子

24、吸收法的測(cè)量1. 1. 積分吸收測(cè)量法積分吸收測(cè)量法 測(cè)量氣態(tài)基態(tài)原子測(cè)量氣態(tài)基態(tài)原子吸收共振線的總能量吸收共振線的總能量稱為稱為積分吸收測(cè)量法積分吸收測(cè)量法。它相當(dāng)于吸收線輪廓它相當(dāng)于吸收線輪廓下面所包圍的整個(gè)面下面所包圍的整個(gè)面積。積。AAS的基本原理的基本原理 19551955年澳大利亞物理學(xué)家沃爾士提出采用銳年澳大利亞物理學(xué)家沃爾士提出采用銳線光源，測(cè)量吸收線的峰值吸收。線光源，測(cè)量吸收線的峰值吸收。 所謂銳線光源：能發(fā)射出譜線半寬度很窄的所謂銳線光源：能發(fā)射出譜線半寬度很窄的(0.0005-0.002nm)(0.0005-0.002nm)輻射線的光源。峰值吸收是輻射線的光源。峰值吸收

25、是采用測(cè)定吸收線中心的極大吸收系數(shù)采用測(cè)定吸收線中心的極大吸收系數(shù)K K0 0來(lái)代替積來(lái)代替積分吸收的方法來(lái)測(cè)定元素含量的。分吸收的方法來(lái)測(cè)定元素含量的。2.2.峰值峰值吸收測(cè)量法吸收測(cè)量法AAS的基本原理的基本原理銳線光源的條件銳線光源的條件(1)(1)銳線光源輻射的發(fā)射線與原銳線光源輻射的發(fā)射線與原子吸收線的中心頻率完全一致；子吸收線的中心頻率完全一致；(2)(2)銳線光源發(fā)射線的半寬度銳線光源發(fā)射線的半寬度比吸收線的半寬度更窄，一般比吸收線的半寬度更窄，一般為吸收線半寬度的為吸收線半寬度的1/51/101/51/10。v0I發(fā)射線發(fā)射線吸收線吸收線AAS的基本原理的基本原理kNlvlKD

26、vv2ln2434. 0434. 0IIlgA0 試樣經(jīng)原子化后獲得的原子蒸氣吸收銳線光源的輻試樣經(jīng)原子化后獲得的原子蒸氣吸收銳線光源的輻射并遵守朗伯射并遵守朗伯- -比爾定律：比爾定律： 當(dāng)吸收厚度一定，在一定實(shí)驗(yàn)條件下，吸光當(dāng)吸收厚度一定，在一定實(shí)驗(yàn)條件下，吸光度與被測(cè)元素的含量成線性關(guān)系。度與被測(cè)元素的含量成線性關(guān)系。原子吸收測(cè)量的基本關(guān)系式原子吸收測(cè)量的基本關(guān)系式AAS的基本原理的基本原理IOIL 原子吸收光譜分析的儀器原子吸收光譜分析的儀器空心陰極燈火焰棱鏡光電管原子吸收光譜分析的儀器包括四大部分 光源 原子化器 單色器 檢測(cè)器原子吸收光譜儀原子吸收光譜儀 （1 1）原子吸收儀器（原

27、子吸收儀器（2 2）原子吸收儀器（原子吸收儀器（3 3）原子吸收儀器（原子吸收儀器（4 4）儀器流程儀器流程特點(diǎn)特點(diǎn)(1)(1)采用銳線光源采用銳線光源(2)(2)單色器在火焰與檢測(cè)器之間單色器在火焰與檢測(cè)器之間(3)(3)原子化系統(tǒng)原子化系統(tǒng)一、光一、光 源源（1 1）能發(fā)射待測(cè)元素的共振線；）能發(fā)射待測(cè)元素的共振線；（2 2）能發(fā)射銳線；）能發(fā)射銳線；（3 3）輻射光強(qiáng)度大，穩(wěn)定性好。）輻射光強(qiáng)度大，穩(wěn)定性好。 （30分鐘漂移分鐘漂移 不超過(guò)不超過(guò)1%）（4）背景低背景低 （低于特征共振輻射強(qiáng)度的（低于特征共振輻射強(qiáng)度的1%1%） 1 1、作用：、作用：發(fā)射被測(cè)元素的特征共振輻射發(fā)射被測(cè)元

28、素的特征共振輻射光源應(yīng)滿足如下要求：光源應(yīng)滿足如下要求：2.空心陰極燈( Hollow Cathode Lamp, HCL )，又稱元素?zé)簦菏⒋瓣?yáng)極陰極云母屏蔽惰性氣體：氖或氬一、光一、光 源源空心陰極燈的原理空心陰極燈的原理 施加適當(dāng)電壓時(shí)，電子將從空心陰極內(nèi)壁流向陽(yáng)極施加適當(dāng)電壓時(shí)，電子將從空心陰極內(nèi)壁流向陽(yáng)極; ; 與充入的惰性氣體碰撞而使之電離，產(chǎn)生正電荷，其在電與充入的惰性氣體碰撞而使之電離，產(chǎn)生正電荷，其在電場(chǎng)作用下，向陰極內(nèi)壁猛烈轟擊場(chǎng)作用下，向陰極內(nèi)壁猛烈轟擊; ; 使陰極表面的金屬原子濺射出來(lái)，濺射出來(lái)的金屬原子再使陰極表面的金屬原子濺射出來(lái)，濺射出來(lái)的金屬原子再與電子、惰

29、性氣體原子及離子發(fā)生撞碰而被激發(fā)，于是陰與電子、惰性氣體原子及離子發(fā)生撞碰而被激發(fā)，于是陰極內(nèi)輝光中便出現(xiàn)了陰極物質(zhì)和內(nèi)充惰性氣體的光譜。極內(nèi)輝光中便出現(xiàn)了陰極物質(zhì)和內(nèi)充惰性氣體的光譜。 用不同待測(cè)元素作陰極材料，可制成相應(yīng)空心陰極燈用不同待測(cè)元素作陰極材料，可制成相應(yīng)空心陰極燈。 空心陰極燈的輻射強(qiáng)度與燈的工作電流有關(guān)，增大電流可空心陰極燈的輻射強(qiáng)度與燈的工作電流有關(guān)，增大電流可以增加發(fā)光強(qiáng)度，但工作電流過(guò)大，會(huì)使輻射的銳線譜帶以增加發(fā)光強(qiáng)度，但工作電流過(guò)大，會(huì)使輻射的銳線譜帶變寬，縮短燈的使用壽命。變寬，縮短燈的使用壽命。 1. 1.優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)缺點(diǎn)：（1 1）輻射光強(qiáng)度大，穩(wěn)定，譜線窄，燈

30、容易更換。）輻射光強(qiáng)度大，穩(wěn)定，譜線窄，燈容易更換。（2 2）每測(cè)一種元素需更換相應(yīng)的燈。）每測(cè)一種元素需更換相應(yīng)的燈。2. 2. 空心陰極燈的使用注意事項(xiàng)：空心陰極燈的使用注意事項(xiàng)：(1)(1)空心陰極燈使用前應(yīng)預(yù)熱空心陰極燈使用前應(yīng)預(yù)熱2030 min2030 min，使燈的發(fā)光，使燈的發(fā)光強(qiáng)度達(dá)到穩(wěn)定；強(qiáng)度達(dá)到穩(wěn)定；(2) (2) 點(diǎn)燃后可從燈發(fā)射出光的顏色判斷燈的工作是否正常點(diǎn)燃后可從燈發(fā)射出光的顏色判斷燈的工作是否正常空心陰極燈的優(yōu)缺點(diǎn)及注意事項(xiàng)空心陰極燈的優(yōu)缺點(diǎn)及注意事項(xiàng)(3)(3)元素?zé)糸L(zhǎng)期不用，應(yīng)定期元素?zé)糸L(zhǎng)期不用，應(yīng)定期( (每月或每隔二、三每月或每隔二、三) )點(diǎn)燃處理點(diǎn)燃

31、處理1h1h(4)(4)使用元素?zé)魰r(shí)應(yīng)輕拿輕放，低熔點(diǎn)的燈用完后，要等冷使用元素?zé)魰r(shí)應(yīng)輕拿輕放，低熔點(diǎn)的燈用完后，要等冷卻后才能移動(dòng)。卻后才能移動(dòng)?？招年帢O燈的優(yōu)缺點(diǎn)及注意事項(xiàng)空心陰極燈的優(yōu)缺點(diǎn)及注意事項(xiàng)motorizedmotorizedMirrorMirror固定固定4 4 燈位燈位 方法：方法：充氖氣的燈發(fā)射光的顏色是橙紅色；充氬氣的燈充氖氣的燈發(fā)射光的顏色是橙紅色；充氬氣的燈是淡紫色；當(dāng)燈內(nèi)有雜質(zhì)氣體時(shí)，發(fā)射光的顏色變淡，是淡紫色；當(dāng)燈內(nèi)有雜質(zhì)氣體時(shí)，發(fā)射光的顏色變淡， 如充氖氣的燈，顏色可變?yōu)榉奂t，發(fā)藍(lán)或發(fā)白。如充氖氣的燈，顏色可變?yōu)榉奂t，發(fā)藍(lán)或發(fā)白。二、原子化系統(tǒng)1. 1.作用作用

32、： 將將試樣蒸發(fā)試樣蒸發(fā)并使待測(cè)元素轉(zhuǎn)變成并使待測(cè)元素轉(zhuǎn)變成基態(tài)原子蒸氣基態(tài)原子蒸氣。2.2.原子化方法：原子化方法： 火焰原子化法火焰原子化法 非火焰原子化法非火焰原子化法電熱高溫石墨管，激光。電熱高溫石墨管，激光。3.3.火焰原子化裝置火焰原子化裝置由四部分組成：由四部分組成： 霧化器霧化器 霧化室霧化室 供氣系統(tǒng)供氣系統(tǒng) 燃燒器燃燒器霧化器霧化器作用：將試液霧化作用：將試液霧化原理：采用同心型氣動(dòng)霧化器，以具有一定壓力的壓縮空原理：采用同心型氣動(dòng)霧化器，以具有一定壓力的壓縮空氣為助燃?xì)膺M(jìn)入霧化器，從進(jìn)樣毛細(xì)管周圍高速噴出，在氣為助燃?xì)膺M(jìn)入霧化器，從進(jìn)樣毛細(xì)管周圍高速噴出，在前端形成負(fù)壓，

33、試樣沿毛細(xì)管吸入再噴出，被快速通入的前端形成負(fù)壓，試樣沿毛細(xì)管吸入再噴出，被快速通入的助燃?xì)夥稚⒊伸F粒，撞擊球則使霧粒進(jìn)一步霧化。助燃?xì)夥稚⒊伸F粒，撞擊球則使霧粒進(jìn)一步霧化。霧化器的效率一般在霧化器的效率一般在10%10%左右，較低。效率與試樣的粘度、左右，較低。效率與試樣的粘度、 表面張力、密度、空氣的壓力、撞擊球相對(duì)位置等有關(guān)。表面張力、密度、空氣的壓力、撞擊球相對(duì)位置等有關(guān)。霧化室霧化室 又稱為預(yù)混室。它的作用：又稱為預(yù)混室。它的作用：使較大霧粒沉降、凝聚從廢液口排出；使較大霧粒沉降、凝聚從廢液口排出；使霧粒與燃?xì)?、助燃?xì)饩鶆蚧旌闲纬蓺馊苣z，使霧粒與燃?xì)狻⒅細(xì)饩鶆蚧旌闲纬蓺馊苣z，再進(jìn)入

34、火焰原子化；再進(jìn)入火焰原子化；起起“緩沖緩沖”穩(wěn)定混合氣氣壓作用，使燃燒器產(chǎn)穩(wěn)定混合氣氣壓作用，使燃燒器產(chǎn)生穩(wěn)定火焰。生穩(wěn)定火焰。燃燒器燃燒器作用：作用：使燃?xì)庠谥細(xì)獾淖饔孟滦纬苫鹧妫惯M(jìn)使燃?xì)庠谥細(xì)獾淖饔孟滦纬苫鹧?，使進(jìn)入火焰的試樣微粒原子化。入火焰的試樣微粒原子化。燃燒器是用不銹鋼材料制成的，耐高溫、耐腐蝕。燃燒器是用不銹鋼材料制成的，耐高溫、耐腐蝕?；鹧骖愋停夯鹧骖愋停?化學(xué)計(jì)量火焰：化學(xué)計(jì)量火焰：溫度高，干擾少，穩(wěn)定，背景低，常用。溫度高，干擾少，穩(wěn)定，背景低，常用。 富燃火焰：富燃火焰：還原性火焰，燃燒不完全，測(cè)定較易形成難熔還原性火焰，燃燒不完全，測(cè)定較易形成難熔 氧化物的元素

35、氧化物的元素MoMo、CrCr稀土等。稀土等。 貧燃火焰：貧燃火焰：火焰溫度低，氧化性氣氛，適用于堿金屬測(cè)定?；鹧鏈囟鹊?，氧化性氣氛，適用于堿金屬測(cè)定。 火焰原子化的過(guò)程包括：霧粒的脫溶干燥、氣化解離火焰原子化的過(guò)程包括：霧粒的脫溶干燥、氣化解離成為基態(tài)原子蒸氣。成為基態(tài)原子蒸氣。MX(l)脫溶脫溶MX(s)氣化氣化MX(g)原子化原子化M0(g) + X0(g)M0(g)激發(fā)激發(fā)M*(g)電離電離M+(g) + e -火焰原子化器火焰原子化器 火焰原子化器操作簡(jiǎn)便，但霧化效率低，火焰原子化器操作簡(jiǎn)便，但霧化效率低，原子化效率也低。基態(tài)原子在火焰吸收區(qū)中停原子化效率也低?；鶓B(tài)原子在火焰吸收區(qū)中

36、停留的時(shí)間約留的時(shí)間約1010-4-4s s，同時(shí)原子蒸氣在火焰中被大，同時(shí)原子蒸氣在火焰中被大量氣體稀釋，使其靈敏度較低。量氣體稀釋，使其靈敏度較低?；鹧鏈囟鹊倪x擇：火焰溫度的選擇： （a a）保證待測(cè)元素充分離解為基態(tài)原子的前提下，盡量采）保證待測(cè)元素充分離解為基態(tài)原子的前提下，盡量采 用低溫火焰；用低溫火焰； （b b）火焰溫度越高，產(chǎn)生的熱激發(fā)態(tài)原子越多；）火焰溫度越高，產(chǎn)生的熱激發(fā)態(tài)原子越多； （c c）火焰溫度取決于燃?xì)馀c助燃?xì)忸愋?，常用空氣）火焰溫度取決于燃?xì)馀c助燃?xì)忸愋?，常用空? -乙乙 炔，最高溫度炔，最高溫度2600K2600K能測(cè)能測(cè)3535種元素。種元素?；鹧嬖踊?/p>

37、火焰原子化器火焰火焰: : 試樣霧滴在火焰中，經(jīng)蒸發(fā)，干燥，離解（還原）等過(guò)程試樣霧滴在火焰中，經(jīng)蒸發(fā)，干燥，離解（還原）等過(guò)程產(chǎn)生大量基態(tài)原子。產(chǎn)生大量基態(tài)原子。 乙炔乙炔- -空氣空氣 火焰火焰 是原子吸收測(cè)定中最常用的是原子吸收測(cè)定中最常用的火焰，該火焰燃燒穩(wěn)定，重現(xiàn)性好，噪聲低，火焰，該火焰燃燒穩(wěn)定，重現(xiàn)性好，噪聲低，溫度高，對(duì)大多數(shù)元素有足夠高的靈敏度，溫度高，對(duì)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。但它在短波紫外區(qū)有較大的吸收。氫氫- -空氣火焰空氣火焰 是氧化性火焰，燃燒速度較乙是氧化性火焰，燃燒速度較乙炔炔- -空氣空氣 火焰高，但溫度較低，優(yōu)點(diǎn)是背景火焰高

38、，但溫度較低，優(yōu)點(diǎn)是背景發(fā)射較弱，透射性能好。發(fā)射較弱，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而燃燒速度并不快，適用于難原子化元素的測(cè)定，用它可測(cè)定測(cè)定，用它可測(cè)定7070多種元素。多種元素?；鹧娣N類及對(duì)光的吸收火焰種類及對(duì)光的吸收 選擇火焰時(shí)，還應(yīng)考慮火焰本身對(duì)光的吸收。根據(jù)待測(cè)元選擇火焰時(shí)，還應(yīng)考慮火焰本身對(duì)光的吸收。根據(jù)待測(cè)元素的共振線，選擇不同的火焰，可避開(kāi)干擾素的共振線，選擇不同的火焰，可避開(kāi)干擾： 例：例：As的共振線的共振線193.7nm由圖可見(jiàn)，采用空氣由圖可見(jiàn)，采用空氣-乙炔火乙炔

39、火焰時(shí)，火焰產(chǎn)生吸收，而選焰時(shí)，火焰產(chǎn)生吸收，而選氫氫-空氣火焰則較好；空氣火焰則較好；空氣空氣-乙炔火焰乙炔火焰：最常用；可：最常用；可測(cè)定測(cè)定30多種元素；多種元素；N2O-乙炔火焰乙炔火焰：火焰溫度高：火焰溫度高可測(cè)定的增加到可測(cè)定的增加到70多種。多種。非火焰原子化器非火焰原子化器 又稱為電熱原子化器，其種類很多，如電熱高又稱為電熱原子化器，其種類很多，如電熱高溫石墨爐、石墨坩堝、石墨碳棒爐、鎳爐、高頻溫石墨爐、石墨坩堝、石墨碳棒爐、鎳爐、高頻感應(yīng)加熱爐、空心陰極濺射等。其中應(yīng)用最廣泛感應(yīng)加熱爐、空心陰極濺射等。其中應(yīng)用最廣泛的是電熱高溫的是電熱高溫石墨爐石墨爐。石墨爐原子化器的結(jié)構(gòu)由

40、三部分組成：石墨爐原子化器的結(jié)構(gòu)由三部分組成：爐體，石墨管，電、水、氣供應(yīng)系統(tǒng)。爐體，石墨管，電、水、氣供應(yīng)系統(tǒng)。石墨爐原子化裝置石墨爐原子化裝置外氣路中外氣路中Ar氣體沿石墨管外壁流動(dòng)，冷卻保護(hù)石墨管；內(nèi)氣氣體沿石墨管外壁流動(dòng)，冷卻保護(hù)石墨管；內(nèi)氣路中路中Ar氣體由管兩端流向管中心，從中心孔流出，用來(lái)保護(hù)氣體由管兩端流向管中心，從中心孔流出，用來(lái)保護(hù)原子不被氧化，同時(shí)排除干燥和灰化過(guò)程中產(chǎn)生的蒸汽。原子不被氧化，同時(shí)排除干燥和灰化過(guò)程中產(chǎn)生的蒸汽。 石墨管：石墨管：由致密石墨制成，管中央上方開(kāi)有進(jìn)樣孔，試由致密石墨制成，管中央上方開(kāi)有進(jìn)樣孔，試液用微量注射器或蠕動(dòng)泵自動(dòng)進(jìn)樣。液用微量注射器或

41、蠕動(dòng)泵自動(dòng)進(jìn)樣。爐體：爐體： 由電極、石墨錐、水冷卻套管、載氣和保護(hù)氣氣路、由電極、石墨錐、水冷卻套管、載氣和保護(hù)氣氣路、石英窗等組成。石墨錐具有固定石墨管和導(dǎo)電作用；冷卻水石英窗等組成。石墨錐具有固定石墨管和導(dǎo)電作用；冷卻水使?fàn)t體降溫；外氣路中使?fàn)t體降溫；外氣路中ArAr氣體沿石墨管外壁流動(dòng)，冷卻保護(hù)氣體沿石墨管外壁流動(dòng)，冷卻保護(hù)石墨管防止其被氧化；內(nèi)氣路中石墨管防止其被氧化；內(nèi)氣路中ArAr氣體由石墨管兩端流入，氣體由石墨管兩端流入，從中心進(jìn)樣孔流出，用來(lái)保護(hù)原子不被氧化，同時(shí)排除干燥從中心進(jìn)樣孔流出，用來(lái)保護(hù)原子不被氧化，同時(shí)排除干燥和灰化過(guò)程中產(chǎn)生的蒸汽。和灰化過(guò)程中產(chǎn)生的蒸汽。加熱電

42、源：加熱電源：惰性氣體保護(hù)下，用惰性氣體保護(hù)下，用10-25V低電壓、低電壓、400-600A大電流的交流電，通過(guò)電極和石墨錐向石墨管供電，使石墨大電流的交流電，通過(guò)電極和石墨錐向石墨管供電，使石墨管迅速升溫，將試樣原子化，最高溫度可達(dá)管迅速升溫，將試樣原子化，最高溫度可達(dá)3000K以上。以上。石墨爐原子化器石墨爐原子化器原子化過(guò)程原子化過(guò)程原子化過(guò)程分為原子化過(guò)程分為干燥干燥、灰化灰化（去除基體）、（去除基體）、原子化原子化、凈化凈化（去除殘?jiān)┤コ龤堅(jiān)?四個(gè)階段四個(gè)階段，待測(cè)元素在，待測(cè)元素在高溫下生成基態(tài)原子高溫下生成基態(tài)原子。原子化過(guò)程原子化過(guò)程干燥：干燥：石墨爐以小電流工作，溫度控

43、制在稍高于溶劑的沸點(diǎn)石墨爐以小電流工作，溫度控制在稍高于溶劑的沸點(diǎn) 趕掉溶劑，以避免在灰化、原子化時(shí)試樣飛濺。趕掉溶劑，以避免在灰化、原子化時(shí)試樣飛濺。 如：水溶液的干燥溫度：如：水溶液的干燥溫度：105-110。灰化：灰化：除去易揮發(fā)的基體和有機(jī)物，以減少分子吸收。除去易揮發(fā)的基體和有機(jī)物，以減少分子吸收。 灰化溫度：灰化溫度： 500-800，灰化時(shí)間：，灰化時(shí)間：10-20s。原子化：原子化：石墨爐繼續(xù)升溫至待測(cè)元素的原子化溫度，試樣石墨爐繼續(xù)升溫至待測(cè)元素的原子化溫度，試樣 氣化后解離成基態(tài)原子蒸氣。氣化后解離成基態(tài)原子蒸氣。 原子化溫度：原子化溫度： 1800-3000，時(shí)間：，時(shí)間

44、：5-8s。 也可以通過(guò)作圖的方法找到最佳原子化溫度和時(shí)間。也可以通過(guò)作圖的方法找到最佳原子化溫度和時(shí)間。 凈化：凈化：在高溫下除去留在石墨爐中的基體殘留物，稱之為在高溫下除去留在石墨爐中的基體殘留物，稱之為 空燒或清洗?？諢蚯逑础?除殘溫度：除殘溫度： 2500-32002500-3200，時(shí)間：，時(shí)間： 3- 5s3- 5s。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：試樣組成不均勻性的影響較大，測(cè)定精密試樣組成不均勻性的影響較大，測(cè)定精密度一般在度一般在2%-5%，共存化合物的干擾比火焰原子，共存化合物的干擾比火焰原子化法大，測(cè)定速度慢，操作不夠簡(jiǎn)便，裝置復(fù)雜?；ù螅瑴y(cè)定速度慢，操作不夠簡(jiǎn)便，裝置復(fù)雜。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：

45、原子化程度高，試樣用量少原子化程度高，試樣用量少（0.5-10L），）， 可測(cè)固體及粘稠試樣，靈敏度高，絕對(duì)檢測(cè)可測(cè)固體及粘稠試樣，靈敏度高，絕對(duì)檢測(cè) 下限下限1010-13 -13 g g，比火焰法高比火焰法高10001000倍。倍。石墨爐原子化器的特點(diǎn)石墨爐原子化器的特點(diǎn)其他原子化方法其他原子化方法（1）低溫原子化方法）低溫原子化方法 主要是氫化物原子化方法，原子化溫度主要是氫化物原子化方法，原子化溫度700900 C ； 主要應(yīng)用于主要應(yīng)用于：As、Sb、Bi、Sn、Ge、Se、Pb、Ti等元素 原理原理： 在酸性介質(zhì)中，與強(qiáng)還原劑硼氫化鈉反應(yīng)生成氣在酸性介質(zhì)中，與強(qiáng)還原劑硼氫化鈉反應(yīng)生

46、成氣 態(tài)氫化物。例態(tài)氫化物。例 AsCl3 +4NaBH4 + HCl +8H2O = AsH3 +4NaCl +4HBO2+13H2 將待測(cè)試樣在專門的氫化物生成器中產(chǎn)生氫化物，送入原子化器中檢測(cè)。 特點(diǎn)特點(diǎn)：原子化溫度低 ； 靈敏度高（對(duì)砷、硒可達(dá)10-9g）；基體干擾和化學(xué)干擾?。?（2 2）冷原子化法）冷原子化法 低溫原子化方法（一般低溫原子化方法（一般700900 C) 主要應(yīng)用于：各主要應(yīng)用于：各種試樣中種試樣中Hg元素的測(cè)量元素的測(cè)量原理：原理：將試樣中的汞離子用將試樣中的汞離子用SnCl2或鹽酸羥胺完全還或鹽酸羥胺完全還原為金屬汞后，用氣流將汞蒸氣帶入具有石英窗的氣原為金屬汞后

47、，用氣流將汞蒸氣帶入具有石英窗的氣體測(cè)量管中進(jìn)行吸光度測(cè)量體測(cè)量管中進(jìn)行吸光度測(cè)量特點(diǎn)特點(diǎn): 常溫測(cè)量；靈敏度、準(zhǔn)確度較高（達(dá)常溫測(cè)量；靈敏度、準(zhǔn)確度較高（達(dá)10-8g汞汞）分光系統(tǒng)作用：作用：使銳線光源輻射的共振線能正確通過(guò)或聚焦于原使銳線光源輻射的共振線能正確通過(guò)或聚焦于原子化區(qū)，并把透過(guò)光聚焦于單色器的入射狹縫。子化區(qū)，并把透過(guò)光聚焦于單色器的入射狹縫。外光路外光路內(nèi)光路內(nèi)光路 內(nèi)光路即單色器，它包括入射狹縫、光柵、凹面反射內(nèi)光路即單色器，它包括入射狹縫、光柵、凹面反射 鏡和出射狹縫。鏡和出射狹縫。 空心陰極燈輻射出的元素特征線的半寬度雖然很窄，空心陰極燈輻射出的元素特征線的半寬度雖然很

48、窄，但陰極材料的不純及惰性氣體本身的輻射導(dǎo)致元素共振但陰極材料的不純及惰性氣體本身的輻射導(dǎo)致元素共振線附近可能存在干擾譜線，需要單色器線附近可能存在干擾譜線，需要單色器將待測(cè)元素的共將待測(cè)元素的共振線與鄰近線分開(kāi)。振線與鄰近線分開(kāi)。又稱為照明系統(tǒng)，它是由銳線光源和兩個(gè)透鏡組成的。又稱為照明系統(tǒng)，它是由銳線光源和兩個(gè)透鏡組成的。（2 2）分辨率：）分辨率：儀器分開(kāi)相鄰兩條譜線的能力。用該兩條儀器分開(kāi)相鄰兩條譜線的能力。用該兩條 譜線的平均波長(zhǎng)與其波長(zhǎng)差的比值譜線的平均波長(zhǎng)與其波長(zhǎng)差的比值 / / 表示；表示； 2.2.單色器性能參數(shù)單色器性能參數(shù)（1 1）線色散率（）線色散率（D D）：）：兩條

49、譜線間的距離與波長(zhǎng)差的比兩條譜線間的距離與波長(zhǎng)差的比值值 X X/ / 。實(shí)際工作中常用其倒數(shù)。實(shí)際工作中常用其倒數(shù) / / X X；（3 3）通帶寬度（）通帶寬度（WW）：）：指通過(guò)單色器出射狹縫的光的波指通過(guò)單色器出射狹縫的光的波長(zhǎng)長(zhǎng) 范圍。當(dāng)?shù)咕€色散率（范圍。當(dāng)?shù)咕€色散率（D D）一定時(shí)，可通過(guò)選）一定時(shí)，可通過(guò)選 擇狹縫寬度（擇狹縫寬度（S S）來(lái)確定：）來(lái)確定： W=DW=D S S 由于原子吸收分光光度計(jì)的倒線色散率是固定的，增大光由于原子吸收分光光度計(jì)的倒線色散率是固定的，增大光譜通帶即增大狹縫寬度，出射光的強(qiáng)度增大，但儀器的分辨譜通帶即增大狹縫寬度，出射光的強(qiáng)度增大，但儀器的分

50、辨率降低。因此根據(jù)譜線的強(qiáng)度和儀器的分辨率選擇光譜通帶。率降低。因此根據(jù)譜線的強(qiáng)度和儀器的分辨率選擇光譜通帶。單色器 1. 1.單色器的作用單色器的作用 ：將待測(cè)元素的共振線與鄰近線分開(kāi)。：將待測(cè)元素的共振線與鄰近線分開(kāi)。四、檢測(cè)系統(tǒng)四、檢測(cè)系統(tǒng)包括包括光電倍增管光電倍增管、檢波放大器和讀出裝置。、檢波放大器和讀出裝置。作用：作用：將待測(cè)光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)過(guò)檢波放大、將待測(cè)光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)過(guò)檢波放大、 數(shù)據(jù)處理后顯示結(jié)果。數(shù)據(jù)處理后顯示結(jié)果。原子吸收分光光度計(jì)的類型原子吸收分光光度計(jì)的類型（1 1）按光束數(shù)分類）按光束數(shù)分類單光束分光光度計(jì)單光束分光光度計(jì)雙光束分光光度計(jì)雙光束分光光

51、度計(jì)（2 2）按波道數(shù)分類）按波道數(shù)分類單道分光光度計(jì)單道分光光度計(jì)雙道分光光度計(jì)雙道分光光度計(jì)多道分光光度計(jì)：多元素分析多道分光光度計(jì)：多元素分析 原子吸收光譜的干擾與消除原子吸收光譜的干擾與消除物理干擾物理干擾化學(xué)干擾化學(xué)干擾電離干擾電離干擾光譜干擾光譜干擾物理干擾及其抑制物理干擾及其抑制物理干擾物理干擾: : 試樣在轉(zhuǎn)移、蒸發(fā)過(guò)程中試樣在轉(zhuǎn)移、蒸發(fā)過(guò)程中物理因素變化物理因素變化引起的干擾效應(yīng)，主要影響試樣噴入火焰的速度、引起的干擾效應(yīng)，主要影響試樣噴入火焰的速度、進(jìn)樣量、霧化效率、原子化效率、霧滴大小等。進(jìn)樣量、霧化效率、原子化效率、霧滴大小等。屬于物理干擾的因素有：屬于物理干擾的因素有

52、：溶液的粘度、表面張力、溶液的粘度、表面張力、密度、溶劑的蒸汽壓和霧化氣體的壓力等。密度、溶劑的蒸汽壓和霧化氣體的壓力等。物理干擾是非選擇性干擾物理干擾是非選擇性干擾, 對(duì)各種元素影響基本相同對(duì)各種元素影響基本相同消除物理干擾的方法：消除物理干擾的方法：1) 1)、配置相似組成的標(biāo)準(zhǔn)樣品、配置相似組成的標(biāo)準(zhǔn)樣品, ,采用采用標(biāo)準(zhǔn)加入法標(biāo)準(zhǔn)加入法 （后面詳（后面詳細(xì)講）細(xì)講）2 2）盡可能避免使用粘度大的硫酸、磷酸來(lái)處理試樣）盡可能避免使用粘度大的硫酸、磷酸來(lái)處理試樣3) 3) 當(dāng)試樣濃度高時(shí)，適當(dāng)稀釋試液也可以抑制物理干擾當(dāng)試樣濃度高時(shí)，適當(dāng)稀釋試液也可以抑制物理干擾C0C1C2C3C4C5A

53、C0 C1 C2 C3 C4C5Cx化學(xué)干擾及其抑制化學(xué)干擾及其抑制 待測(cè)元素與其它組分之間的化學(xué)作用，生待測(cè)元素與其它組分之間的化學(xué)作用，生成了成了難揮發(fā)或難解離的化合物難揮發(fā)或難解離的化合物，使基態(tài)原，使基態(tài)原子數(shù)目減少所引起的干擾效應(yīng)。主要影響子數(shù)目減少所引起的干擾效應(yīng)。主要影響到待測(cè)元素的原子化效率，是主要干擾源。到待測(cè)元素的原子化效率，是主要干擾源?；瘜W(xué)干擾是選擇性干擾化學(xué)干擾是選擇性干擾 分子蒸發(fā)：分子蒸發(fā)：待測(cè)元素形成易揮發(fā)鹵化物和某些氧化物，在灰化待測(cè)元素形成易揮發(fā)鹵化物和某些氧化物，在灰化溫度下蒸發(fā)損失；溫度下蒸發(fā)損失；形成難離解的化合物形成難離解的化合物（氧化物、炭化物、磷

54、化物等）（氧化物、炭化物、磷化物等）氧化物氧化物 ：較難原子化的元素較難原子化的元素B、Ti、Zr、V、Mo、Ru、Ir、Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、U； 很難原子化的元素：很難原子化的元素：Os、Re、Nd、Ta、Hf、W炭化物：炭化物：Be、B、Al、Ti、Zr、V、W、Si、U 稀土等形稀土等形成難揮發(fā)炭化物成難揮發(fā)炭化物磷化物磷化物 Ca3PO4 等等化學(xué)干擾的類型化學(xué)干擾的類型消除和抑制化學(xué)干擾的方法消除和抑制化學(xué)干擾的方法（1 1）提高火焰溫度）提高火焰溫度 適當(dāng)提高火焰溫度使難揮發(fā)、難解離的化合物較完全適當(dāng)提高火焰溫度使難揮發(fā)、難解離的化合物較完全基態(tài)原子化。采用基態(tài)原子化

55、。采用NN2 2O-CO-C2 2H H2 2火焰，可提高原子化效率火焰，可提高原子化效率。（2 2）加入釋放劑）加入釋放劑 與干擾元素生成更穩(wěn)定或更難揮發(fā)的化合物，使待測(cè)與干擾元素生成更穩(wěn)定或更難揮發(fā)的化合物，使待測(cè)元素釋放出來(lái)。元素釋放出來(lái)。 例：火焰原子吸收法測(cè)定鈣，磷酸鹽的存在會(huì)生成難揮發(fā)例：火焰原子吸收法測(cè)定鈣，磷酸鹽的存在會(huì)生成難揮發(fā)的的CaCa2 2P P2 2OO7 7，此時(shí)可以加入氯化鑭，此時(shí)可以加入氯化鑭LaClLaCl3 3，則，則LaLa3+3+與與POPO4 43-3-生生成熱更穩(wěn)定的成熱更穩(wěn)定的LaPOLaPO4 4，抑制了磷酸根對(duì)鈣測(cè)定的干擾。，抑制了磷酸根對(duì)鈣測(cè)

56、定的干擾。常用的釋放劑：常用的釋放劑：LaClLaCl3 3、Sr(NOSr(NO3 3) )2 2等。等。（3 3）加入保護(hù)劑）加入保護(hù)劑 待測(cè)元素形成穩(wěn)定的絡(luò)合物，防止待測(cè)元素與干擾物質(zhì)待測(cè)元素形成穩(wěn)定的絡(luò)合物，防止待測(cè)元素與干擾物質(zhì)生成難揮發(fā)化合物。生成難揮發(fā)化合物。 例：火焰原子吸收法測(cè)定鈣，磷酸鹽的存在會(huì)生成難揮發(fā)例：火焰原子吸收法測(cè)定鈣，磷酸鹽的存在會(huì)生成難揮發(fā)的的CaCa2 2P P2 2OO7 7，加入，加入EDTAEDTA，生成，生成EDTA-CaEDTA-Ca絡(luò)合物，該絡(luò)合物絡(luò)合物，該絡(luò)合物在火焰中易于原子化，避免磷酸根與鈣作用。在火焰中易于原子化，避免磷酸根與鈣作用。常用

57、的保護(hù)劑：常用的保護(hù)劑：EDTAEDTA、8-8-羥基喹林、乙二醇等。羥基喹林、乙二醇等。（4 4）加入基體改進(jìn)劑）加入基體改進(jìn)劑 石墨爐原子吸收光譜分析中，加入某些化學(xué)試劑于試液石墨爐原子吸收光譜分析中，加入某些化學(xué)試劑于試液或石墨管中，改變基體或被測(cè)元素的熱穩(wěn)定性，避免化學(xué)干或石墨管中，改變基體或被測(cè)元素的熱穩(wěn)定性，避免化學(xué)干擾，這些化學(xué)試劑稱為基體改進(jìn)劑。擾，這些化學(xué)試劑稱為基體改進(jìn)劑。 例：測(cè)定海水中例：測(cè)定海水中CuCu、FeFe、MnMn，加入基體改進(jìn)劑，加入基體改進(jìn)劑NHNH4 4NONO3 3，使使NaClNaCl基體轉(zhuǎn)變成易揮發(fā)的基體轉(zhuǎn)變成易揮發(fā)的NHNH4 4ClCl和和N

58、aNONaNO3 3，使其在原子，使其在原子化之前低于化之前低于500500的灰化階段除去。的灰化階段除去。（5 5）化學(xué)分離法）化學(xué)分離法 用化學(xué)方法將待測(cè)元素與干擾元素分離。用化學(xué)方法將待測(cè)元素與干擾元素分離。 常用的化學(xué)分離法：萃取法、離子交換法、沉淀法。常用的化學(xué)分離法：萃取法、離子交換法、沉淀法。電離干擾及其抑制電離干擾及其抑制 某些易電離元素在火焰中產(chǎn)生電離，使基態(tài)原子數(shù)減少，某些易電離元素在火焰中產(chǎn)生電離，使基態(tài)原子數(shù)減少，降低了元素測(cè)定的靈敏度，這種干擾稱為電離干擾。電離降低了元素測(cè)定的靈敏度，這種干擾稱為電離干擾。電離干擾的程度與火焰溫度及元素種類有關(guān)。干擾的程度與火焰溫度及

59、元素種類有關(guān)。消除和抑制電離干擾的方法消除和抑制電離干擾的方法 采用低溫火焰或在試液中加入過(guò)量的更易電離的化合物采用低溫火焰或在試液中加入過(guò)量的更易電離的化合物( (消電離劑消電離劑) )，能夠有效地抑制待測(cè)元素的電離。在火焰溫，能夠有效地抑制待測(cè)元素的電離。在火焰溫度下，消電離劑首先電離，產(chǎn)生大量的電子，抑制了被測(cè)度下，消電離劑首先電離，產(chǎn)生大量的電子，抑制了被測(cè)元素的電離。元素的電離。例：測(cè)定鈣時(shí)存在電離干擾，加入一定量消電離劑例：測(cè)定鈣時(shí)存在電離干擾，加入一定量消電離劑KClKCl可以抑制鈣的電離干擾可以抑制鈣的電離干擾常用的消電離劑：常用的消電離劑：KClKCl、NaClNaCl等等光譜干擾及其抑制光譜干擾及其抑制 光譜干擾主要分為譜線干擾和背景干擾兩種。主要來(lái)源光譜干擾主要分為譜線干擾和背景干擾兩種。主要來(lái)源于光源和原子化器。于光源和原子化器。1. 譜線干擾和抑制譜線干擾和抑制發(fā)射線的鄰近線的干擾：發(fā)射線的鄰近線的干擾：指空心陰極燈的元素、雜質(zhì)或指空心陰極燈