原子吸收光譜分析法

原子吸取光譜分析法根本原理每一種元素的原子不僅可以放射一系列特征譜線， 也可以吸取與放射線波長一樣的特征譜線。當光源放射的某一特征波長的光通過原子蒸氣時，即入射輻射的頻率等于原子中的電子由基態(tài)躍遷到較高能態(tài)〔一般狀況下都是第一激發(fā)態(tài)〕所需要的能量頻率時，原子中的外層電子將選擇性地吸取其同種元素所放射的特征譜線，使入射光減弱。特征譜線因吸取而減弱的程度稱吸光度 A，與被測元素的含量成正比。由于原子能級是量子化的，因此，在全部的狀況下，原子對輻射的吸取都是有選擇性的。由于各元素的原子構(gòu)造和外層電子的排布不同，元素從基態(tài)躍遷至第一激發(fā)態(tài)時吸取的能量不同，因而各元素的共振吸取線具有不同的特征。原子吸取光譜位于光譜的紫外區(qū)和可見區(qū)。特點一、靈敏度高：火焰原子吸取分光光度法測定大多數(shù)金屬元素的相對靈敏度為 1.0×10-8～1.0×10-10g·mL-1,非火焰原子吸取分光光度法確實定靈敏度為 1.0×10-12～1.0×10-14g。這是由于原子吸取分光光度法測定的是占原子總數(shù) 99％以上的基態(tài)原子，而原子發(fā)射光譜測定的是占原子總數(shù)不到 1％的激發(fā)態(tài)原子，所以前者的靈敏度和準確度比后者高的多。周密度好由于溫度的變化對測定影響較小，該法具有良好的穩(wěn)定性和重現(xiàn)性，周密度好。一般儀器的相對標準偏差為1％～2％，性能好的儀器可達0.1％～0.5%。二、選擇性好，方法簡便：由光源發(fā)出特征性入射光很簡潔，且基態(tài)原子是窄頻吸取，元素之間的干擾較小，可不經(jīng)分別在同一溶液中直接測定多種元素，操作簡便。三、準確度高，分析速度快：測定微、痕量元素的相對誤差可達0.1％～0.5％，分析一個元素只需數(shù)十秒至數(shù)分鐘。四、應(yīng)用廣泛：可直接測定巖礦、土壤、大氣飄塵、水、植物、食品、生物組織等試樣中 70多種微量金屬元素，還能用間接法測度硫、氮、鹵素等非金屬元素及其化合物。該法已廣泛應(yīng)用于環(huán)境保護、化工、生物技術(shù)、食品科學(xué)、食品質(zhì)量與安全、地質(zhì)、國防、衛(wèi)生檢測和農(nóng)林科學(xué)等各部門。對原子吸取分析法根本理論的爭論，主要是解決兩個方面的問題：①基態(tài)原子的產(chǎn)生以及它的濃度與試樣中該元素含量之間的定量關(guān)系； ②基態(tài)原子吸取光譜的特性及基態(tài)原子的濃度與吸光度之間的關(guān)系。進展一、歷史；第一階段——原子吸取現(xiàn)象的覺察與科學(xué)解釋早在1802年，伍朗斯頓〔W.H.Wollaston〕在爭論太陽連續(xù)光譜時，就覺察了太陽連續(xù)光譜中消滅的暗線。1817年，弗勞霍費〔J.Fraunhofer〕在爭論太陽連續(xù)光譜時，再次覺察了這些暗線，由于當時尚不了解產(chǎn)生這些暗線的緣由，于是就將這些暗線稱為弗勞霍費線。1859年，克希荷夫〔G.Kirchhoff〕與本生〔R.Bunson〕在爭論堿金屬和堿土金屬的火焰光譜時，覺察鈉蒸氣發(fā)出的光通過溫度較低的鈉蒸氣時，會引起鈉光的吸取，并且依據(jù)鈉放射線與暗線在光譜中位置一樣這一事實，斷定太陽連續(xù)光譜中的暗線，正是太陽外圍大氣圈中的鈉原子對太陽光譜中的鈉輻射吸取的結(jié)果。其次階段——原子吸取光譜儀器的產(chǎn)生原子吸取光譜作為一種有用的分析方法是從 1955年開頭的。這一年澳大利亞的瓦爾西(A.Walsh)發(fā)表了他的著名論文“原子吸取光譜在化學(xué)分析中的應(yīng)用”奠定了原子吸取光譜法的根底。50年月末和60年月初，Hilger, Varian Techtron及Perkin-Elmer公司先后推出了原子吸取光譜商品儀器，進展了瓦爾西的設(shè)計思想。到了 60年月中期，原子吸取光譜開頭進入快速進展的時期?！姛嵩游」庾V儀器的產(chǎn)生1959年,蘇聯(lián)里沃夫發(fā)表了電熱原子化技術(shù)的第一篇論文。電熱原子吸取光譜法確實定靈敏度可到達10-12-10-14g,使原子吸取光譜法向前進展了一步。近年來 ,塞曼效應(yīng)和自吸效應(yīng)扣除背景技術(shù)的進展,使在很高的的背景下亦可順當?shù)貙崿F(xiàn)原子吸取測定。基體改進技術(shù)的應(yīng)用、平臺及探針技術(shù)的應(yīng)用以及在此根底上進展起來的穩(wěn)定溫度平臺石墨爐技術(shù)(STPF)的應(yīng)用,可以對很多簡單組成的試樣有效地實現(xiàn)原子吸取測定。第四階段——原子吸取器的進展隨著原子吸取技術(shù)的進展，推動了原子吸取儀器的不斷更和進展，而其它科學(xué)技術(shù)進步，為原子吸取儀器的不斷更和進展供給了技術(shù)和物質(zhì)根底。近年來，使用連續(xù)光源和中階梯光柵，結(jié)合使用光導(dǎo)攝象管、二極管陣列多元素分析檢測器，設(shè)計出了微機掌握的原子吸取分光光度計，為解決多元素同時測定開拓了的前景。微機掌握的原子吸取光譜系統(tǒng)簡化了儀器構(gòu)造，提高了儀器的自動化程度，改善了測定準確度，使原子吸取光譜法的面貌發(fā)生了重大的變化。聯(lián)用技術(shù) (色譜-原子吸取聯(lián)用、流淌注射-原子吸取聯(lián)用)日益受到人們的重視。色譜-原子吸取聯(lián)用，不僅在解決元素的化學(xué)形態(tài)分析方面，而且在測定有機化合物的簡單混合物方面，都有著重要的用途，是一個很有前途的進展方向。二、明天；原子吸取光譜法在重金屬含量測定的應(yīng)用前景。隨著經(jīng)濟和科學(xué)的進展，人們越來越關(guān)注環(huán)境和自身安康問題。鉛、鎘是環(huán)境中主要的無機污染元素,它的累積性、不行逆轉(zhuǎn)性和隱蔽性,嚴峻危及人和動物的安康甚至生命。已有大量材料證明鉛對造血系統(tǒng)、腎臟和神經(jīng)系統(tǒng)有明顯的損害。鎘對大多數(shù)生物也是有毒的,爭論說明，慢性鎘中毒會引起腎功能障礙,長期攝入微量鎘，在器官累積后,可能引起苦痛病或骨軟化癥。最典型的例子就是日本之神通州的鎘污染使當?shù)鼐用窕疾《竞υ斐闪苏痼@世界的十大公害之——苦痛病(RoHS)以及《關(guān)于廢棄電氣電子設(shè)備的指令》(WEEE)，對有害物質(zhì)的檢測無疑是近期國際分析,對實行相應(yīng)措施和掌握手段，保護環(huán)境顯得至關(guān)重要，而建立土壤、環(huán)境、生物、食品等類樣品中鉛1955年,原子吸取分光光度計誕生后,快速應(yīng)用于分析化學(xué)的各個領(lǐng)域。國內(nèi)大規(guī)模的應(yīng)用在2090年月開頭，應(yīng)用最廣泛的是冶金、地質(zhì)勘探、質(zhì)檢監(jiān)視、環(huán)境監(jiān)測、疾病掌握等。原子吸取光譜法由于具有元素分析中得到了廣泛的應(yīng)用。樣品預(yù)處理，目前測定鉛、鎘所用的樣品處理方法主要有干灰化法、酸消解法、微波消解法、浸提法、超聲波振蕩直接消解法等。,直接測定較為困難,因此樣品處理后一般需要預(yù)分別富集。目前,2液萃取、色譜分別、共沉淀、濁點萃取、固相萃取等。(GFAAS)石墨爐原子吸取光譜法具有靈敏度高,檢出限低的優(yōu)點,是目前測定痕量重金屬含量的最主要的方法(3),與適當?shù)姆謩e富集方法相結(jié)合的聯(lián)用技術(shù),,相對費用較低,易實現(xiàn)在線分析等優(yōu)點。結(jié)語近年來國內(nèi)外都有人致力于爭論激光在原子吸取分析方面的應(yīng)用：用可調(diào)諧激光代替空心陰極燈光源。用激光使樣品原子化。它將為微區(qū)和薄膜分析供給手段、犯難熔元素的原子化供給了方法。塞曼效應(yīng)的應(yīng)用，使得能在很高的背景下也能順當?shù)貙崿F(xiàn)測定。連續(xù)光源、中階梯光柵單色器、波長調(diào)制原子吸取法〔簡稱 CEWM－AA法〕是70年月后期進展起來的一種背景校正技術(shù)。它的主要優(yōu)點是僅用一個連續(xù)光源能在紫外區(qū)到可見區(qū)全波段工作，具有二維空間色散力量的高區(qū)分本領(lǐng)的中階梯光柵單色器將光譜線在二維空間色散，不僅能扣除散射光和分子吸取光譜帶背景，而且還能校正與分折線直接重疊的其他原子吸取線的干擾。使用電視型光電器件做多元素分析鑒定器，結(jié)合中階梯光柵單色器和可調(diào)諧激光器代替元素空心陰極燈光源，設(shè)計出用電子計算機掌握的測定多元素的原子吸取分光光度計， 將為解決同時測定多元素問題開拓的途徑。高效分別技術(shù)氣相色譜、液相色譜的引入，實現(xiàn)分別儀器和測定儀器聯(lián)用，將會使原子吸取分光光度法的面貌發(fā)生重大變化， 微量進樣技術(shù)和固體直接原子吸取分析受到了人們的留意。固體直接原子吸取分析的顯著優(yōu)點是：省去了分解試樣步驟，不加試劑，不經(jīng)任何分別、富集手續(xù)，削減了污染和損失的可能性，這對生物、醫(yī)藥、環(huán)境、化學(xué)等這類只有少量樣品供分析的領(lǐng)域?qū)⑹翘貏e有意義的。全部這些的進展動向，都很值得引起我們的重視。近年來，微型電子計算機應(yīng)用到原子吸取分光光度計后，使儀器的整機性能和自動化程度到達一個的階段。目前原子吸取法已廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，對工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生、教學(xué)科研等進展起著樂觀的作用。⑤在打孔線上還需要較窄的壓痕，打孔時所需的缺刻應(yīng)較少，⑤烘焙食品或便利食品等家居產(chǎn)品。原色牛皮紙的自然棕色外烘焙