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1、第4章 原子吸收光谱法(AAS)1 4-1 概述 最早的原子吸收光谱观察和研究始于18世纪初。 经过250年，1955年，A.Walsh(澳大利亚物理学家)发表“原子吸收光谱在化学分析中的应用”，AAS才作为一种分方法确立起来，至今不到60年。 2理想的分析方法的四要素 灵敏度高： mg/L级 选择性好： 样品不分离 准确度高： 0.2%误差 操作简便： 做1个数据5s AAS接近于理想的分析方法，是测定微量元素的首选方法。 3 4-2 AAS的基本原理 AAS是基于物质基态原子对特征谱线吸收的一种相对测量方法。 一、原子吸收光谱的产生 原子基态与激发态之间的跃迁称为共振跃迁。共振跃迁产生的谱
2、线就是共振吸收线（or共振发射线）。共振吸收线有特征性，不同元素有不同的谱线。 4 吸收的能量符合： E = hf = hc/ 原子基态到第一激发态的跃迁最易发生，产生的谱线叫做第一共振吸收线，是主共振吸收线，简称共振吸收线。这条线对光的吸收强度最大，测定时最灵敏，所以叫灵敏线（极个别元素不是）。 吸收线是共振线，比发射线要少得多，所以，AAS干扰较少。 5 二、基态原子与待测元素含量的关系样品-原子化-基态No和激发态Nq， Nq/ No是温度的函数，温度一定， Nq/ No是一个定值。其定量关系符合Boltzman分布定律：在AAS中， No/ Nq的计算所得见表4-1。式中，k为Bolt
3、zman常数。6 结论：AAS的温度一般低于3000K，Ng不足总待测原子的0.1 % No = KcAAS灵敏度高，准确度好。 三、谱线轮廓与变宽 朗伯定律 A = Kf L 原子对光的吸收有选择性，吸光系数Kf (or A)随着光源的频率而变化，图4-1，f0叫中心频率。7 1/2K0（最大吸光系数一半）处的谱线宽度叫半宽度，是比较谱线宽窄的根据。 变宽效应使原子吸收谱线有一定的半宽度，变宽效应主要有三种： 1、自然宽度 无外界影响时的谱线宽度。约10-4 nm。 2、Doppler变宽 热变宽。约 10-3 nm。8 3、压力变宽 与原子蒸气中的气体压力有关。 压力变宽有两类： Lore
4、ntz变宽-与其他粒子碰撞， Holtsmark变宽-与同种粒子碰撞。 Lorentz变宽约 10-3 nm。9 四、积分吸收和峰值吸收 1、积分吸收 原子吸收线的总面积。 2、峰值吸收 Walsh的贡献：用锐线光源做原子吸收。 锐线光源：用待测元素做成的、半宽度很小原子发射谱线的光源。10具体测定中，吸光度和浓度符合比尔定律： A = k c 4-3 原子吸收光谱仪 单光束和双光束两种。 仪器由光源、原子化器、分光系统、检测器等部分构成。11 一、光源 空心阴极灯（HCL）-低压辉光放电管。 二、原子化系统 使试样中被测元素形成比率高而十分稳定的基态原子。 1、火焰原子化装置 火焰中，试样的
5、原子化是一个复杂的物理化学过程。12 MX（l）- -MX（s）-MX（g）-M0（g）+X0（g） 温度是关键因素，温度太高，电离度高，温度过低，原子化不完全。 常用的火焰有 （1）AirC2H2 约2500 K 根据燃助比的不同，分成三类13 燃助比 特点 适于测定 贫燃焰 1：3 还原性好，温度低， Mo Cr化学计量焰 =1：4 中庸，燃烧稳定，最常用。 （2）N2O-C2H2焰 约3000K 温度高，还原性强，适于测定难离解元素的测定。如，Al Ti W Ta等。 （1）+（2）合计可以测定约70种元素，能满足一般微量元素的测定。142、石墨炉原子化器 石墨管：由石墨制作，管状以通过
6、锐线光源，有纵向加热、横向加热两种。尺寸：7250横向15石墨炉加热步骤 干燥， 灰化，原子化，净化 400 700 2000 2200 K 5 10 2 2 S16 三、分光系统 作用：分离待测元素谱线。 分光系统常用光栅，其色散能力常用线色散率的倒数D表示。即光栅焦面上单位距离的波长差。D越小,光栅的色散能力越强.17 单色器的分光能力也与狭缝有关，跟D结合，构成光谱通带，也叫带宽。 W = DS （nm） 四、检测系统 光电倍增管。 五、测定条件选择 可供选择的条件：狭缝、分析线、灯电流、燃烧器高度、吸样量。18 4-4 AAS的分析方法 一、定量分析方法 1、标准曲线法 一点法 2、标准加入法 二、灵敏度和检测限 1、灵敏度 特征浓度：产生1 %净吸收的待测元素浓度。特征浓度用Cc表示。19特征浓度用于火焰原子吸收中。用于电热法，可以类似地定义“特征质量”： 2、检测限 最低浓度-FAAS， 最小质量-GAAS20 4-5 干扰及消除方法 一、物理干扰 消除：配制与待测液相同的标准溶液，用标准加入法测定。 二、化学干扰 消除：加入释放剂，加入保护剂。21
