原子吸收光谱分析课件.ppt

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1、第第6章章 原子吸收光谱分析原子吸收光谱分析6-1概述概述1.原子吸收光谱法原子吸收光谱法 利用气态原子吸收同种原子发射出的特利用气态原子吸收同种原子发射出的特征光辐射后，电子由基态跃迁至激发态所产征光辐射后，电子由基态跃迁至激发态所产生的光谱进行分析的方法称原子吸收光谱法。生的光谱进行分析的方法称原子吸收光谱法。原理：待测元素原理：待测元素原子蒸气原子蒸气基态原子基态原子 跃迁跃迁吸光度吸光度求待测元素浓度求待测元素浓度2.原子吸收光谱法特点原子吸收光谱法特点分析灵敏度高；分析灵敏度高；选择性好；选择性好；准确度高；准确度高；分析速度快；分析速度快；应用广泛。应用广泛。3.原子吸收光谱法与分

2、子吸收光谱法的比较原子吸收光谱法与分子吸收光谱法的比较相同：（相同：（1）均是吸收光谱）均是吸收光谱 （2）均是外层电子跃迁）均是外层电子跃迁 （3）波长范围相近（在近紫到近红外区）波长范围相近（在近紫到近红外区）（4）仪器相似）仪器相似 （5）原理基本相同）原理基本相同不同：（不同：（1）一个是分子吸收（是外层电子、）一个是分子吸收（是外层电子、振动、转动能级跃迁），是宽带吸收，是振动、转动能级跃迁），是宽带吸收，是带状光谱；一个是原子吸收（是外层电子带状光谱；一个是原子吸收（是外层电子能级跃迁），是窄带吸收，是线状光谱；能级跃迁），是窄带吸收，是线状光谱；（2）一个用连续光源，一个用锐线光

3、源；）一个用连续光源，一个用锐线光源；（3）一个测分子溶液的分子浓度，一个）一个测分子溶液的分子浓度，一个测原子蒸气的原子浓度。测原子蒸气的原子浓度。6-2原子吸收分析的基本原理原子吸收分析的基本原理 原子吸收分析是建立在研究基态原子蒸原子吸收分析是建立在研究基态原子蒸气对光吸收的性质和规律上的分析方法，所气对光吸收的性质和规律上的分析方法，所以对原子吸收基本原理的讨论，以对原子吸收基本原理的讨论，主要是解决：主要是解决：基态原子的产生以及它的吸光特性；基态原子的产生以及它的吸光特性；基态原子浓度与试样中该元素含量间的关系；基态原子浓度与试样中该元素含量间的关系；基态原子浓度与吸光度之间的关系

4、。基态原子浓度与吸光度之间的关系。1.基态原子的产生基态原子的产生 原子化：使待测元素由化合物状态转变成原子化：使待测元素由化合物状态转变成基态原子的过程。基态原子的过程。M*(激发态原子激发态原子)高温高温 原子化原子化 MX MX M +X（试样）（试样）（气态分子（气态分子)（气态金属原子（气态金属原子)（气态（气态非金属原子）非金属原子）M+（金属离子）（金属离子）2.共振线与吸收线共振线与吸收线 任何元素的原子都是由原子核和核外电子任何元素的原子都是由原子核和核外电子组成，核外电子按不同能级排布。组成，核外电子按不同能级排布。原子吸收光谱的产生就是原子中的电子在原子吸收光谱的产生就是

5、原子中的电子在不同能级状态之间发生跃迁的结果。不同能级状态之间发生跃迁的结果。电子跃迁将发射或吸收能量。电子跃迁将发射或吸收能量。原子吸收光谱原子吸收光谱:当原子中的电子吸收光能由基态跃迁至当原子中的电子吸收光能由基态跃迁至激发态所产生的光谱。激发态所产生的光谱。原子发射光谱原子发射光谱:当原子中的电子吸收光能由基态跃迁到当原子中的电子吸收光能由基态跃迁到高能级后，再发射出能量回到低能级时所高能级后，再发射出能量回到低能级时所产生的光谱。产生的光谱。吸收或辐射的能量等于两个能级差的能量，吸收或辐射的能量等于两个能级差的能量，与波长有如下关系：与波长有如下关系：E=Ej-E0=h=hc/此式说明

6、：原子内电子跃迁时，吸收或辐此式说明：原子内电子跃迁时，吸收或辐射的能量越大，则波长越短，而频率越高。射的能量越大，则波长越短，而频率越高。原子的每条谱线必然有一条与之相对应的原子的每条谱线必然有一条与之相对应的波长（或频率）相同的发射线。波长（或频率）相同的发射线。共振吸收线：共振吸收线：电子由基态跃迁至第一电子激发态时所电子由基态跃迁至第一电子激发态时所产生的吸收谱线。产生的吸收谱线。共振发射线：共振发射线：电子由第一激发态回到基态时所产生的电子由第一激发态回到基态时所产生的发射谱线。发射谱线。共振线：共振线：共振吸收线与共振发射线统称为共振线，共振吸收线与共振发射线统称为共振线，又叫特征

7、线或分析线。又叫特征线或分析线。共振跃迁：共振跃迁：基态与第一电子激发态之间的跃迁。基态与第一电子激发态之间的跃迁。由于基态与第一电子激发态之间的跃迁所由于基态与第一电子激发态之间的跃迁所需能量最小，所以跃迁几率最大，因此，需能量最小，所以跃迁几率最大，因此，共振线是元素所有谱线中最灵敏的谱线。共振线是元素所有谱线中最灵敏的谱线。不同元素的原子结构和外层电子排布都不不同元素的原子结构和外层电子排布都不相同，因此不同元素能级跃迁伴随着不同相同，因此不同元素能级跃迁伴随着不同的能量变化，使其具有特征的原子谱线。的能量变化，使其具有特征的原子谱线。3.定量的理论基础定量的理论基础 在分光光度法中，吸

8、光度与浓度之间符在分光光度法中，吸光度与浓度之间符合吸收定律：合吸收定律：A=KCL 式中吸收系数式中吸收系数K为一常数，但是实际上为一常数，但是实际上K是波长的函数，波长不同，是波长的函数，波长不同，K不同。即：不同。即：在分子吸收中单色器带宽在分子吸收中单色器带宽(XA）比分子）比分子带宽（带宽（102A ）窄得多，）窄得多，K 近似为一个常数近似为一个常数（K1=K2=K），所以在吸收定律中吸光度），所以在吸收定律中吸光度与浓度可以认为是存在着线性关系。与浓度可以认为是存在着线性关系。但是在原子吸收中，以连续光源为辐射源但是在原子吸收中，以连续光源为辐射源的话，由于原子谱线（的话，由于原

9、子谱线（10-2A）比单色器带）比单色器带宽（宽（XA）窄得多，故）窄得多，故K 并不是一个常数，并不是一个常数，此时吸光度与浓度之间就不存在线性关系，此时吸光度与浓度之间就不存在线性关系，也就是说原子吸收分析如果以连续光源为也就是说原子吸收分析如果以连续光源为辐射源，吸收定律就不适用了。辐射源，吸收定律就不适用了。如何解决这个问题？如何解决这个问题？采用积分吸收法与峰值吸收法：采用积分吸收法与峰值吸收法：积分吸收法积分吸收法 在原子吸收分析中，常将原子蒸气所吸收在原子吸收分析中，常将原子蒸气所吸收的全部能量称为积分吸收。的全部能量称为积分吸收。即要测定原子吸收的即要测定原子吸收的A，必须求出

10、吸收峰，必须求出吸收峰曲线与横轴所夹的面积曲线与横轴所夹的面积吸收峰面积。吸收峰面积。表示如下：表示如下：-e电子电荷m电子质量c光速f振子强度N0单位体积原子蒸汽中基态原子数K峰值吸收系数上式表明：积分吸收与单位体积原子蒸气上式表明：积分吸收与单位体积原子蒸气中吸收辐射的原子数成正比。中吸收辐射的原子数成正比。从理论上讲，只要能测出积分值，就可以从理论上讲，只要能测出积分值，就可以计算出待测元素的含量，但是由于原子吸计算出待测元素的含量，但是由于原子吸收谱线很窄，要准确测定积分吸收值，就收谱线很窄，要准确测定积分吸收值，就要精确地对宽度很窄的吸收线轮廓进行扫要精确地对宽度很窄的吸收线轮廓进行

11、扫描，为此需要分辨率很高的单色器，目前描，为此需要分辨率很高的单色器，目前尚无法达到，即积分吸收原理的应用具有尚无法达到，即积分吸收原理的应用具有一定困难。一定困难。在在1955年年A.walsh提出了：提出了：将连续光源改为锐线光源；将连续光源改为锐线光源；用峰值吸收法代替积分吸收法。用峰值吸收法代替积分吸收法。这就是这就是A.walsh对原子吸收法的两大贡献。对原子吸收法的两大贡献。(2)峰值吸收法峰值吸收法 当改为锐线光源以后，原子发射线比原当改为锐线光源以后，原子发射线比原子化器中的原子吸收线窄得多，发射线轮子化器中的原子吸收线窄得多，发射线轮廓就相当于一条线，所以廓就相当于一条线，所

12、以K几乎不变，近似几乎不变，近似为常数，只要发射线的中心频率与吸收线为常数，只要发射线的中心频率与吸收线的中心频率密切吻合，就可以把吸收面积的中心频率密切吻合，就可以把吸收面积的测定变成吸收高度的测定。的测定变成吸收高度的测定。即：用测定吸收线中心的极大吸收系数，即：用测定吸收线中心的极大吸收系数，来计算待测元素的含量，这种方法称为峰来计算待测元素的含量，这种方法称为峰值吸收法。值吸收法。此时吸收定律适用于原子吸收法。此时吸收定律适用于原子吸收法。原子吸收的测量：原子吸收的测量：需测量的是原子的峰值吸收。为了测定需测量的是原子的峰值吸收。为了测定K0值，使用的光源必须是锐线光源。值，使用的光源

13、必须是锐线光源。锐线光源：锐线光源：光源发射线的中心频率与吸收线的中心频光源发射线的中心频率与吸收线的中心频率一致，而且发射线的半宽度比吸收线的率一致，而且发射线的半宽度比吸收线的半宽度小得多时，则发射线光源叫做锐线半宽度小得多时，则发射线光源叫做锐线光源。光源。4 影响谱带宽度的因素影响谱带宽度的因素原子的吸收光谱线具有一定宽度的原因有原子的吸收光谱线具有一定宽度的原因有以下几个：以下几个：(1)自然宽度：自然宽度：自然宽度（约在自然宽度（约在10-5nm数量级）。数量级）。(2)多普勒变宽（热变宽）：多普勒变宽（热变宽）：由于多普勒效应而导致的谱线变宽。其宽由于多普勒效应而导致的谱线变宽。

14、其宽度约为度约为10-3nm数量级。数量级。(3)压力变宽：压力变宽：由于同类原子或与其它粒子（分子、原子、由于同类原子或与其它粒子（分子、原子、离子、电子等）相互碰撞而造成的吸收谱离子、电子等）相互碰撞而造成的吸收谱线变宽。其宽度也约为线变宽。其宽度也约为10-3nm数量级。数量级。原子吸收线的形状（或轮廓）原子吸收线的形状（或轮廓）若将吸收系数对频率作图，所得曲线为吸若将吸收系数对频率作图，所得曲线为吸收线轮廓。收线轮廓。5.定量关系定量关系（1）原子的吸收与原子浓度的关系：）原子的吸收与原子浓度的关系：积分吸收与原子浓度的关系：积分吸收与原子浓度的关系：某一频率的吸收不能代表所有原子的总

15、某一频率的吸收不能代表所有原子的总吸收，因此要准确测定原子吸收值，必须吸收，因此要准确测定原子吸收值，必须测定图中曲线和横坐标轴所包围的总面积。测定图中曲线和横坐标轴所包围的总面积。用积分吸收表示。用积分吸收表示。积分吸收与被测原子总数成正比，只要求积分吸收与被测原子总数成正比，只要求得积分吸收，就能确定原子总数得积分吸收，就能确定原子总数N，但求，但求积分吸收十分困难。尽管原子吸收现象早积分吸收十分困难。尽管原子吸收现象早在在18世纪就被发现，但一直未用于分析。世纪就被发现，但一直未用于分析。峰值吸收与原子浓度的关系：峰值吸收与原子浓度的关系：在一定条件下：在一定条件下：l原子蒸汽吸收光程原

16、子蒸汽吸收光程基态与激发态原子浓度的关系：基态与激发态原子浓度的关系：在测定中起决定因素的是基态原子，因为在测定中起决定因素的是基态原子，因为原子吸收法是测定基态原子数。原子吸收法是测定基态原子数。一定条件下，基态一定条件下，基态N0与激发态原子与激发态原子Ni服从服从玻尔兹曼分布定律：玻尔兹曼分布定律：公式公式:gi和和g0统计权重统计权重;E能量差能量差k玻尔兹曼常数；玻尔兹曼常数；T热力学温度热力学温度 高温时，激发态原子含量大高温时，激发态原子含量大;长波段时，长波段时，激发态原子含量大激发态原子含量大.因为波长长时，所需能量因为波长长时，所需能量低，跃迁电子数目就多。低，跃迁电子数目

17、就多。原子吸收测定时：温度：原子吸收测定时：温度：20003000K0 波长：波长：200500nm可见波长短，跃迁所需能量高，跃迁就少，可见波长短，跃迁所需能量高，跃迁就少，激发态原子含量就少。所以对大多数元素，激发态原子含量就少。所以对大多数元素，激发态原子数远远小于基态原子数。因此激发态原子数远远小于基态原子数。因此可以把基态原子数看作原子总数。可以把基态原子数看作原子总数。因此说原子吸收法具有较高的稳定性与准因此说原子吸收法具有较高的稳定性与准确度。确度。(2)定量关系式定量关系式 原子吸收的测量：原子吸收的测量：在使用锐线光源的条件下原子蒸气的吸在使用锐线光源的条件下原子蒸气的吸光度

18、与峰值吸收有如下关系：光度与峰值吸收有如下关系：A=lgI0/It=0.434KoL式中式中A为中心频率处的吸光度；为中心频率处的吸光度；L为原子为原子蒸气的厚度；蒸气的厚度；由此式可知，只要测定吸光度并固定由此式可知，只要测定吸光度并固定L，就，就可求得可求得K0，而，而K0与原子蒸气中原子的浓度与原子蒸气中原子的浓度成正比。并且在稳定的测定条件下，被测成正比。并且在稳定的测定条件下，被测定试液中待测元素的浓度与原子蒸气中的定试液中待测元素的浓度与原子蒸气中的原子浓度也成正比。原子浓度也成正比。所以，吸光度与试液中待测元素的所以，吸光度与试液中待测元素的C也成正也成正比，可简单的用下式表示：

19、比，可简单的用下式表示：A=KC K包含了所有的常数。此式就是原子吸收包含了所有的常数。此式就是原子吸收光谱法进行定量分析的理论基础。光谱法进行定量分析的理论基础。原子吸收光谱法根据：原子吸收光谱法根据：A=KC=KN0 A=KN 在确定条件下（雾化率，原子化率，及在确定条件下（雾化率，原子化率，及一定时）：一定时）：N正比于正比于 C 所以所以 A=KC 原子吸收定量式（比尔定率）原子吸收定量式（比尔定率）6-3 原子吸收光谱法定量分析原子吸收光谱法定量分析1 定量分析方法定量分析方法原子吸收光谱法是一种元素定量分析方法，原子吸收光谱法是一种元素定量分析方法，它可以用于测定它可以用于测定70

20、多种金属元素和一些非多种金属元素和一些非金属元素的含量。金属元素的含量。1）标准曲线法：标准曲线法：配制一系列不同浓度的待测元素标准溶液，配制一系列不同浓度的待测元素标准溶液，在选定的条件下分别测定其吸光度，以测在选定的条件下分别测定其吸光度，以测得的吸光度得的吸光度A为纵坐标，浓度为横坐标作图，为纵坐标，浓度为横坐标作图，得到标准曲线。得到标准曲线。再在相同条件下测定试液的吸光度，由标再在相同条件下测定试液的吸光度，由标准曲线上就可求得待测元素的浓度或含量。准曲线上就可求得待测元素的浓度或含量。（1）配制标准溶液时，应尽量选用与试样）配制标准溶液时，应尽量选用与试样组成接近的标准样品，并用相

21、同的方法处组成接近的标准样品，并用相同的方法处理。如用纯待测元素溶液作标准溶液时，理。如用纯待测元素溶液作标准溶液时，为提高测定的准确度。可放入定量的基体为提高测定的准确度。可放入定量的基体元素。元素。（2）应尽量使得测定范围在）应尽量使得测定范围在T=3090%之之间（即间（即A=0.20.7），此时的测量误差较），此时的测量误差较小。小。（3）每次测定前必须用标准溶液检查，并）每次测定前必须用标准溶液检查，并保持测定条件的稳定。保持测定条件的稳定。（4）应扣除空白值，为此可选用空白溶液）应扣除空白值，为此可选用空白溶液调零。调零。2）标准加入法：标准加入法：取两份体积相同的试样溶液，设为取

22、两份体积相同的试样溶液，设为A和和B，在，在B中加入一定量的待测元素，然后分别中加入一定量的待测元素，然后分别将将A和和B稀释到相同体积，再分别测定其吸稀释到相同体积，再分别测定其吸光度。光度。设设A中待测元素的浓度为中待测元素的浓度为Cx吸光度为吸光度为Ax，B中的待测元素浓度为中的待测元素浓度为Cx+Co(Co为加入的标准样品的浓度为加入的标准样品的浓度)，吸光度为吸光度为A，则：，则：Ax=KCxA=K(Cx+Co)两式相比得：两式相比得：Cx=CoAx/(AAx)由此式就可得到待测元素的含量。由此式就可得到待测元素的含量。作图的方法作图的方法：取四份以上体积相同的试液，从第二取四份以上

23、体积相同的试液，从第二份开始，分别按比例加入不同量的待测元份开始，分别按比例加入不同量的待测元素，将这些溶液全部稀释到相同体积，此素，将这些溶液全部稀释到相同体积，此时，各溶液中待测元素的浓度分别为：时，各溶液中待测元素的浓度分别为：Cx，Cx+Co，Cx+2Co，Cx+4Co等。等。测定各溶液的吸光度，并以吸光度对加入测定各溶液的吸光度，并以吸光度对加入的待测元素的浓度（增量）作图，得曲线的待测元素的浓度（增量）作图，得曲线（见教材（见教材P118）将直线延长至与横坐标相交，交点与原点将直线延长至与横坐标相交，交点与原点之间的距离所代表的浓度值就是试液中待之间的距离所代表的浓度值就是试液中待

24、测元素的浓度。测元素的浓度。注意事项注意事项:(1)须线性良好；须线性良好；(2)至少四个点；至少四个点；(3)只消除基体效应，不消除分只消除基体效应，不消除分 子和背景吸收；子和背景吸收；(4)斜率小时误差大。斜率小时误差大。2 干扰及其消除干扰及其消除1）谱线干扰：）谱线干扰：如：在如：在Ni的分析线的分析线232.0nm附近还存在附近还存在231.6nm的谱线，的谱线，如：用如：用308.22nm的谱线测定铝时，如果存的谱线测定铝时，如果存在钒，钒对在钒，钒对308.21nm的谱线要产生吸收，的谱线要产生吸收，2）背景吸收：）背景吸收：由于原子化器（火焰和石墨炉）中存在的由于原子化器（火

25、焰和石墨炉）中存在的气体分子和盐类所产生的吸收以及存在的气体分子和盐类所产生的吸收以及存在的固体颗粒对光的散射引起的干扰，叫背景固体颗粒对光的散射引起的干扰，叫背景吸收。吸收。3）化学干扰：化学干扰是指在溶液中或）化学干扰：化学干扰是指在溶液中或气相中由于待测元素与其它组分之间的化气相中由于待测元素与其它组分之间的化学反应而引起的干扰。学反应而引起的干扰。加入释放剂：加入释放剂：加入保护剂：加入保护剂：化学分离：化学分离：提高火焰温度也可以抑制或避免某些干扰提高火焰温度也可以抑制或避免某些干扰 4）物理干扰：）物理干扰：是指试样在转移、蒸发和原子化过程中由是指试样在转移、蒸发和原子化过程中由于

26、试样任何物理因素的变化而引起的吸光于试样任何物理因素的变化而引起的吸光度下降的效应。如：试液的粘度影响取样度下降的效应。如：试液的粘度影响取样速度，表面张力影响雾滴的大小等。速度，表面张力影响雾滴的大小等。5）电离干扰：）电离干扰：电离干扰是指待测元素的原子电离而引入电离干扰是指待测元素的原子电离而引入的干扰。的干扰。3 测定条件的选择：测定条件的选择：1）分析线的选择：）分析线的选择：一般选用共振线作分析线。一般选用共振线作分析线。2）灯电流：）灯电流：保正稳定和适当光强度输出的条件下，尽保正稳定和适当光强度输出的条件下，尽量选用较低的工作电流。量选用较低的工作电流。3）原子化条件：）原子化

27、条件：火焰法主要是选择适当的火焰。对于分析火焰法主要是选择适当的火焰。对于分析线在线在200nm以下的元素，不宜选用乙炔火以下的元素，不宜选用乙炔火焰。对于易电离的元素，宜选用低温火焰。焰。对于易电离的元素，宜选用低温火焰。而对于易生成难离解化合物的元素，则宜而对于易生成难离解化合物的元素，则宜选用高温火焰。选用高温火焰。石墨炉法则应选择合适的干燥、灰化和原石墨炉法则应选择合适的干燥、灰化和原子化温度。子化温度。4）燃烧器高度：）燃烧器高度：对于不同的元素，自由原子的浓度随火焰对于不同的元素，自由原子的浓度随火焰高度的分布是不同的。所以测定时，应调高度的分布是不同的。所以测定时，应调节其高度使

28、光束从原子浓度最大处通过。节其高度使光束从原子浓度最大处通过。5）狭缝宽度：）狭缝宽度：由于原子吸收光谱法谱线的重叠较少，一由于原子吸收光谱法谱线的重叠较少，一般可用较宽的狭缝，以增强光的强度。但般可用较宽的狭缝，以增强光的强度。但当存在谱线干扰和背景吸收较大时，则宜当存在谱线干扰和背景吸收较大时，则宜选用较小的狭缝宽度。选用较小的狭缝宽度。-4 原子吸收分光光度计原子吸收分光光度计 原子分光光度计由光源、原子化系统、原子分光光度计由光源、原子化系统、分光系统及检测显示系统四个部分构成。分光系统及检测显示系统四个部分构成。紫外：连续光源紫外：连续光源 单色器单色器 吸收池吸收池 检测器检测器原

29、子：锐线光源原子：锐线光源 原子化器原子化器 单色器单色器 检测系统检测系统1 光源：光源：光源应满足的条件：光源应满足的条件：1）能辐射出半宽度比吸收线半宽度还窄的谱线，）能辐射出半宽度比吸收线半宽度还窄的谱线，并且发射线的中心频率应与吸收线的中心频率相并且发射线的中心频率应与吸收线的中心频率相同。同。2）辐射的强度应足够大。）辐射的强度应足够大。3）辐射光的强度要稳定，且背景小。）辐射光的强度要稳定，且背景小。（1）空心阴极灯：）空心阴极灯：空心阴极灯是一种气体放电管，其结构如图：空心阴极灯是一种气体放电管，其结构如图：组成：组成：钨棒构成的阳极和一个圆柱形的空心阴极，钨棒构成的阳极和一个

30、圆柱形的空心阴极，空心阴极是由待测元素的纯金属或合金构空心阴极是由待测元素的纯金属或合金构成，或者由空穴内衬有待测元素的其它金成，或者由空穴内衬有待测元素的其它金属构成。属构成。发光机理：发光机理：当在正负电极上施加适当电压（一般为当在正负电极上施加适当电压（一般为200500伏）时，在正负电极之间便开始放电，伏）时，在正负电极之间便开始放电，这时，电子从阴极内壁射出，经电场加速这时，电子从阴极内壁射出，经电场加速后向阳极运动。电子在由阴极射向阳极的后向阳极运动。电子在由阴极射向阳极的过程中，与载气（惰性气体）原子碰撞使过程中，与载气（惰性气体）原子碰撞使其电离成为阳离子。其电离成为阳离子。带

31、正电荷的惰性气体离子在电场加速下，带正电荷的惰性气体离子在电场加速下，以很快的速度轰击阴极表面，使阴极内壁以很快的速度轰击阴极表面，使阴极内壁的待测元素的原子溅射出来，在阴极腔内的待测元素的原子溅射出来，在阴极腔内形成待测元素的原子蒸气云。蒸气云中的形成待测元素的原子蒸气云。蒸气云中的待测元素的原子再与电子、惰性气体原子、待测元素的原子再与电子、惰性气体原子、离子发生碰撞而被激发，从而发射出所需离子发生碰撞而被激发，从而发射出所需频率的光。频率的光。工作过程：工作过程：高压直流电高压直流电（300V）-阴极电子阴极电子-撞击隋撞击隋性原子性原子-电离电离(二次电子维持放电二次电子维持放电)-正

32、离子正离子-轰击阴击轰击阴击-待测原子溅射待测原子溅射-聚集空心阴聚集空心阴极内被激发极内被激发-待测元素特征共振发射线。待测元素特征共振发射线。2 原子化器原子化器 原子化器是将样品中的待测组份转化为原子化器是将样品中的待测组份转化为基态原子的装置。基态原子的装置。1）火焰原子化器：）火焰原子化器：火焰原子化法是利用气体燃烧形成的火焰火焰原子化法是利用气体燃烧形成的火焰来进行原子化的。火焰型的原子化系统我来进行原子化的。火焰型的原子化系统我们把它叫做火焰原子化器。们把它叫做火焰原子化器。喷雾器：将试样溶液转为雾状。喷雾器：将试样溶液转为雾状。雾化室：内装撞击球和扰流器（去除大雾雾化室：内装撞

33、击球和扰流器（去除大雾滴并使气溶胶均匀）。滴并使气溶胶均匀）。燃烧器：产生火焰并使试样蒸发和原子化燃烧器：产生火焰并使试样蒸发和原子化的装置。的装置。原子化过程：原子化过程：MeX 脱水脱水 MeX 蒸发蒸发 MeX 分解分解Me X（溶液）（固体微粒）（溶液）（固体微粒）（气态分子）（气态分子）(基态原子基态原子)火焰：火焰的作用是将试液中的待测元素原子化。火焰：火焰的作用是将试液中的待测元素原子化。（1）火焰的组成：）火焰的组成：空气空气乙炔火焰：温度在乙炔火焰：温度在2500K左右；左右；N2O乙炔火焰：温度可达到乙炔火焰：温度可达到3000K左右；左右；空气空气氢气火焰：最高温度氢气火

34、焰：最高温度2300K左右。左右。（1）火焰的组成：）火焰的组成：空气空气乙炔火焰：温度在乙炔火焰：温度在2500K左右；左右；N2O乙炔火焰：温度可达到乙炔火焰：温度可达到3000K左右；左右；空气空气氢气火焰：最高温度氢气火焰：最高温度2300K左右。左右。（2）火焰的类型：）火焰的类型：贪燃：燃气较少，（燃助比小于化学计量，贪燃：燃气较少，（燃助比小于化学计量，约为约为1比比6），燃烧完全，温度较高），燃烧完全，温度较高 富燃焰：燃气较多。燃烧不完全，温度较富燃焰：燃气较多。燃烧不完全，温度较低。但具有还原性低。但具有还原性。化学计量焰：化学计量焰：非火焰原子化法：非火焰原子化法：常用的

35、非火焰原子化法主要有电热高温石常用的非火焰原子化法主要有电热高温石墨管原子化法和化学原子化法。墨管原子化法和化学原子化法。1）石墨炉原子化器石墨炉原子化器包括电源、保护系统和石墨管三部分。包括电源、保护系统和石墨管三部分。电源：电源：1025V，500A。用于产生高温。用于产生高温。保护系统：保护系统：保护气保护气（Ar）分成两路分成两路管外气管外气防止空气进入，保护石墨管不防止空气进入，保护石墨管不被氧化、烧蚀。被氧化、烧蚀。管内气管内气流经石墨管两端及加样口，可流经石墨管两端及加样口，可排出空气并驱排出空气并驱 除加热初始阶段样品产生的除加热初始阶段样品产生的蒸汽蒸汽 冷却水冷却水金属炉体

36、周围通水，以保护炉金属炉体周围通水，以保护炉体。体。石墨管：多采用石墨炉平台技术石墨管：多采用石墨炉平台技术原子化过程可分为四个阶段，即干燥、灰原子化过程可分为四个阶段，即干燥、灰化、原子化和净化。化、原子化和净化。干干 燥：去除溶剂，防样品溅射；燥：去除溶剂，防样品溅射；灰灰 化：使基体和有机物尽量挥发除去；化：使基体和有机物尽量挥发除去；原子化：待测物化合物分解为基态原子，原子化：待测物化合物分解为基态原子，此时停止通此时停止通 Ar，延长原子停留时间，提高，延长原子停留时间，提高灵敏度；灵敏度；净净 化：样品测定完成，高温去残渣，净化化：样品测定完成，高温去残渣，净化石墨管。石墨管。石墨

37、炉原子化器与火焰原子化器比较有如下优点：石墨炉原子化器与火焰原子化器比较有如下优点：（1）原子化效率高，可达到）原子化效率高，可达到90%以上，而后者只以上，而后者只有有10%左右。左右。（2）绝对灵敏度高（可达到）绝对灵敏度高（可达到10-1210-14），试），试样用量少。适合于低含量及痕量组分的测定。样用量少。适合于低含量及痕量组分的测定。（3）温度高，在惰性气氛中进行且有还原性）温度高，在惰性气氛中进行且有还原性C存存在，有利于易形成难离解氧化物的元素的离解和在，有利于易形成难离解氧化物的元素的离解和原子化。原子化。2）化学原子化（低温原子化）化学原子化（低温原子化）包括汞蒸汽原子化和

38、氢化物原子化。包括汞蒸汽原子化和氢化物原子化。（1）汞蒸汽原子化（测汞仪）汞蒸汽原子化（测汞仪）将试样中汞的化合物以还原剂将试样中汞的化合物以还原剂（如如SnCl2）还原为汞蒸汽，并通过还原为汞蒸汽，并通过Ar 或或N2 将将其带入吸收池进行测定。其带入吸收池进行测定。（2）氢化物原子化）氢化物原子化 特点：可将待测物从在一定酸度条件下，特点：可将待测物从在一定酸度条件下，将试样以还原剂将试样以还原剂（NaBH4）还原为元素的还原为元素的气态氢化物，并通过气态氢化物，并通过Ar或或N2将其带入热的将其带入热的石英管内原子化并测定。石英管内原子化并测定。3 光学系统：光学系统：分光系统一般用光栅

39、来进行分光。分光系统一般用光栅来进行分光。光谱通带：光谱通带：W=DS10-3 其中：其中：W为光谱通带（单位为光谱通带（单位nm）；）；D为为光栅的倒线色散率（单位光栅的倒线色散率（单位nm/mm-1）；）；S为狭缝宽度（单位为狭缝宽度（单位m）。）。4 检测系统：检测系统：检测系统包括检测器、放大器、对数转换检测系统包括检测器、放大器、对数转换器、显示器几部分。器、显示器几部分。仪器类型：仪器类型：单光束型和双光束型单光束型和双光束型我院实验室：我院实验室：TAS-990型原子吸收分光光型原子吸收分光光度计（单光束分光光度计）度计（单光束分光光度计）主要特点：主要特点：功能：火焰原子吸收及石墨炉原子吸收。功能：火焰原子吸收及石墨炉原子吸收。仪器设有氘灯和自吸两种背景校正方法。仪器设有氘灯和自吸两种背景校正方法。全自动化功能，微机控制。全自动化功能，微机控制。原子吸收光谱法的应用；原子吸收光谱法的应用；在元素分析中的应用；在元素分析中的应用；在理论研究中的应用；在理论研究中的应用；在有机分析中的应用；在有机分析中的应用；在金属化学形态分析中的应用。在金属化学形态分析中的应用。