第八章第八章 原子吸收分光光原子吸收分光光度分析法度分析法第一节第一节概述概述generalizationatomic absorption spectrometry,AAS2024/8/26 太阳光太阳光暗线2024/8/26 2024/8/26 2024/8/26 由光源发射出锐线光源(共振线)→ 原子化器→基态原子吸收→ 单色器→分离出所需要的谱线→ 被检测器接收→电信号→放大→ 在显示记录装置上显示或记录2024/8/26 特点特点l选择性高：l准确度高：l灵敏度高：l应用广l难熔元素、非金属元素测定困难；l不能多元素同时测定2024/8/26 第八章第八章 原子吸收分光光原子吸收分光光度分析法度分析法第二节第二节原子吸收光谱原子吸收光谱分析基本原理分析基本原理atomic absorption spectrometry,AAS2024/8/26 2024/8/26 一、共振线与吸收线一、共振线与吸收线（1）基态原子的产生 ☆待测元素原子化：蒸发→气化→离解 （2）共振线与吸收线2024/8/26 （（a a）各种元素的原子结构和外层电子排布不同）各种元素的原子结构和外层电子排布不同 跃迁吸收能量不同——具有特征性。
（（b b）各种元素的基态）各种元素的基态第一激发态第一激发态 最易发生，吸收最强，最灵敏线 特征谱线特征谱线 （（c c））利利用用原原子子蒸蒸气气对对特特征征谱谱线线的的吸吸收收可可以以进进行行定定量分析量分析2024/8/26 二、谱线的轮廓与谱线变宽二、谱线的轮廓与谱线变宽表征吸收线轮廓(峰)的参数： 中心频率0 中心波长： 半 宽 度：2024/8/26 吸收峰变宽原因：吸收峰变宽原因： （（1 1）自然宽度）自然宽度△ ν N （～10-5 nm）（2）温度变宽（温度变宽（多普勒变宽多普勒变宽）） Δ ν D （10-3~10-2nm）（3）压压力力变变宽宽（（劳劳伦伦兹兹变变宽宽和和赫赫鲁鲁兹兹马马克克变变宽宽））ΔνL（4）自吸变宽自吸变宽（5）场致变宽场致变宽2024/8/26 三、积分吸收和峰值吸收三、积分吸收和峰值吸收1.1.积分吸收积分吸收2024/8/26 积分吸收这是一种绝对测量方法单色器分辨率要求过高，目前无法解决2024/8/26 2.2.峰值吸收峰值吸收2024/8/26 峰值吸收峰值吸收 在原子吸收中，考虑多普勒效应影响，则：在原子吸收中，考虑多普勒效应影响，则： 上式的前提条件上式的前提条件：：（（1 1）） Δνe<Δνa ；；（（2））辐射线与吸收线的中心频率一致。
辐射线与吸收线的中心频率一致锐线光源锐线光源2024/8/26 四、基态原子数与原子吸收定量基础四、基态原子数与原子吸收定量基础对于大多数元素来说，对于大多数元素来说，Nj/N0<1%2024/8/26 2024/8/26 六、定量基础六、定量基础比尔定律 (Beer law ) 2024/8/26 第二节第二节 原子吸收分光光原子吸收分光光度计度计第八章第八章原子吸收光谱原子吸收光谱分析法分析法atomic absorption spectrometry,AAS2024/8/26 原子吸收仪器（原子吸收仪器（4））2024/8/26 一、流程一、流程(1)(1)采用锐线光源采用锐线光源(2)(2)单色器在火焰与检测器之间单色器在火焰与检测器之间(3)(3)信号调制信号调制2024/8/26 2024/8/26 原子吸收中的原子发射现象原子吸收中的原子发射现象 在原子化过程中，既存在原子吸收，也在原子化过程中，既存在原子吸收，也有原子发射有原子发射消除干扰的措施：消除干扰的措施： 调制调制2024/8/26 二、光源二、光源 提提供供待待测测元元素素的的特特征征光光谱谱。
获获得得较较高高的的灵敏度和准确度灵敏度和准确度灯灯电电流流2024/8/26 2024/8/26 三、原子化系统三、原子化系统1.1.作用作用 将试样中离子转变成原子蒸气2024/8/26 2.2.原子化方法原子化方法 火焰法火焰法 无火焰法无火焰法—电热高温石墨管，激光电热高温石墨管，激光2024/8/26 3.3.火焰原子化装置火焰原子化装置————雾化器和燃烧器雾化器和燃烧器 （（1 1）雾化器）雾化器 结构如图所示 主要缺点：雾化效率低主要缺点：雾化效率低2024/8/26 （（2））燃烧器作用：作用：支持火焰并通过火焰的作用使试样原子化2024/8/26 2024/8/26 空气空气—乙炔火焰是原子吸收分析中最常用的乙炔火焰是原子吸收分析中最常用的火焰 ☆☆☆☆☆☆火焰原子化法的优点：重现性好、火火焰原子化法的优点：重现性好、火焰稳定性高、背景噪声低、易于操作的特点焰稳定性高、背景噪声低、易于操作的特点缺点：原子化效率仅为缺点：原子化效率仅为10%左右，灵敏度较左右，灵敏度较低2024/8/26 4.4.石墨炉原子化装置（无火焰原子化装置）石墨炉原子化装置（无火焰原子化装置）（（1）结构）结构 如图所示： 2024/8/26 （（2）原子化过程）原子化过程原原子子化化过过程程分分为为干干燥燥、、灰灰化化（（去去除除基基体体））、、原原子子化化、、净净化化（去除残渣）（去除残渣） 四个阶段四个阶段，待测元素在，待测元素在高温下生成基态原子高温下生成基态原子。
2024/8/26 （（3）优缺点）优缺点 优优点点：：原原子子化化程程度度高高，，试试样样用用量量少少（（1-100μL）），，可可测测固固体体及及粘粘稠稠试试样样，，灵灵敏敏度度高高，，检测极限检测极限10-12 g/L 缺点：缺点：精密度差，测定速度慢，操作不够精密度差，测定速度慢，操作不够简便，装置复杂简便，装置复杂2024/8/26 5.5.其他原子化方法其他原子化方法（（1）低温原子化方法）低温原子化方法特点特点：原子化温度低 ； 灵敏度高（对砷、硒可达10-9g）； 基体干扰和化学干扰小； （（2 2）冷原子化法）冷原子化法 低温原子化方法（一般700~900゜C）；特点特点：常温测量； 灵敏度、准确度较高（可达10-8g汞）； 2024/8/26 四、单色器四、单色器 1.1.作用作用 将待测元素的共振线与邻近线分开将待测元素的共振线与邻近线分开 2.2.组组件件 色色散散元元件件（（棱棱镜镜、、光光栅栅）），，凹凹凸凸镜镜、、狭狭缝等。
缝等 3.3.单色器性能参数单色器性能参数 （（1））线色散率线色散率（（D）） （（2））分辨率分辨率 （（3））通带宽度通带宽度（（W））2024/8/26 五、检测系统五、检测系统1.1.检检测测器器-------- 将单色器分出的光信号转变成电信号 如：光电池、光电倍增管、光敏晶体管等2.2.放大器放大器3.3.对数变换器对数变换器 4.4.显显示示、、记记录录 新新仪仪器器配配置置：：原原子子吸吸收收计计算算机机工工作站作站2024/8/26 第八章第八章 原子吸收分光原子吸收分光光度分析法光度分析法第四节 定量分析方法atomic absorption spectrometry,AAS2024/8/26 1.标准曲线法标准曲线法标准曲线法简便、快速，但仅适用于组成简单的试样 2024/8/26 2.2.标准加入法标准加入法 该法可消除基体干扰；不能消除背景干扰；斜率小，误差大2024/8/26 第十四章第十四章 原子吸收分光原子吸收分光光度分析法光度分析法第五节 干扰及其抑制interferences and eliminationatomic absorption spectrometry,AAS2024/8/26 一、光谱干扰一、光谱干扰1 1 主要来自光源主要来自光源 在分析线附近有单色器不能分离的待测元素的邻近线。
在分析线附近有单色器不能分离的待测元素的邻近线 可以通过调小狭缝的方法来抑制这种干扰可以通过调小狭缝的方法来抑制这种干扰 空心阴极灯内有单色器不能分离的干扰元素的辐射空心阴极灯内有单色器不能分离的干扰元素的辐射 换用纯度较高的单元素灯减小干扰换用纯度较高的单元素灯减小干扰 灯的辐射中有连续背景辐射灯的辐射中有连续背景辐射 用用将将灯灯反反接接，，用用大大电电流流空空点点，，以以纯纯化化灯灯内内气气体体，，或或更更换灯 光谱线重叠干扰光谱线重叠干扰 选用其它分析线或分离干扰元素（选用其它分析线或分离干扰元素（250250页页表表 8—5 ））2024/8/26 （（1）原子化器的发射和背景吸收）原子化器的发射和背景吸收l原子化器的发射可用调制方式进行原子化器的发射可用调制方式进行减免减免l适当增加灯电流，提高光源发射强适当增加灯电流，提高光源发射强度来改善信噪比度来改善信噪比 2024/8/26 2.2.背景干扰校正方法背景干扰校正方法(1) (1) 氘灯连续光谱背景校正氘灯连续光谱背景校正2024/8/26 （（2）塞曼）塞曼(Zeeman)效应背景校正法效应背景校正法2024/8/26 二、物理干扰（基体效应）及抑制二、物理干扰（基体效应）及抑制 可可通通过过控控制制试试液液与与标标准准溶溶液液的的组组成成尽尽量量一一致致的的方方法法来来抑抑制制。
也也可可以以使使用标准加入法来消除这种干扰用标准加入法来消除这种干扰 2024/8/26 三、化学干扰及抑制三、化学干扰及抑制 待测元素与其共存物质作用生成待测元素与其共存物质作用生成难挥发的化合物；难挥发的化合物； 例：例：a、、钴、硅、铍在火焰中易生成钴、硅、铍在火焰中易生成难熔化合物难熔化合物待测离子发生电离反应，生成离子待测离子发生电离反应，生成离子1. 化学干扰的类型化学干扰的类型2024/8/26 2.2.化学干扰的抑制化学干扰的抑制•消消电电离离剂剂——加入大量易电离的一种缓冲剂以抑制待测元素的电离 例：加入足量的铯盐，抑制例：加入足量的铯盐，抑制K K、、NaNa的电离•释释放放剂剂——与干扰元素生成更稳定化合物使待测元素释放出来 例例：：锶锶和和镧镧可可有有效效消消除除磷磷酸酸根根对对钙钙的的干干扰2024/8/26 l保护剂保护剂——生成稳定的络合物或螯合物，防止干扰物质与待测元素作用l 例：加入例：加入EDTA生成生成EDTA-Ca，，避免避免磷酸根与钙作用磷酸根与钙作用l饱和剂饱和剂——加入足够的干扰元素，使干扰趋于稳定l 例：用例：用N2O—C2H2火焰测钛时，在试火焰测钛时，在试样和标准溶液中加入样和标准溶液中加入300mgL-1以上的铝以上的铝盐，使铝对钛的干扰趋于稳定。
盐，使铝对钛的干扰趋于稳定2024/8/26 第八章第八章 原子吸收分光原子吸收分光光度分析法光度分析法第六节 分析条件选择atomic absorption spectrometry,AAS2024/8/26 1 1．分析线．分析线2 2．空心阴极灯电流．空心阴极灯电流3 3．火焰．火焰4 4．观测高度．观测高度5．狭缝宽度．狭缝宽度 2024/8/26 2024/8/26 第八章第八章 原子吸收分光原子吸收分光光度分析法光度分析法第八节 应用 atomic absorption spectrometry,AAS2024/8/26 应用应用 应用广泛的微量金属元素的首选测定方法(非金属元素可采用间接法测量) (1)(1)头发中微量元素的测定头发中微量元素的测定—微量元素与健康关系；微量元素与健康关系； (2) (2)水中微量元素的测定水中微量元素的测定—环境中重金属污染分布规律；环境中重金属污染分布规律；(3)(3)水水果果、、蔬蔬菜菜中中微微量量元元素的测定；素的测定；(4) (4) 矿矿物物、、合合金金及及各各种种材材料中微量元素的测定；料中微量元素的测定；(5) (5) 各各种种生生物物试试样样中中微微量量元素的测定。
元素的测定2024/8/26 l作业：作业：lP267 第第2、、4、、9题2024/8/26 。