第七章 第八章 原子发射与吸收光谱

1、原子光谱分析法原子光谱分析法原子发射光谱分析原子发射光谱分析原子吸收光谱分析原子吸收光谱分析光谱分析法光谱分析法：根据测定物质发射或吸收的根据测定物质发射或吸收的电磁辐射的波长和强度为基础而建立的一电磁辐射的波长和强度为基础而建立的一类分析方法。类分析方法。 根据光谱的基本粒子的不同分为：根据光谱的基本粒子的不同分为： 原子光谱原子光谱 分子光谱分子光谱 根据获得方式的不同分为：根据获得方式的不同分为： 发射光谱发射光谱 吸收光谱吸收光谱 发射光谱：发射光谱：预先给原子、离子或者分子一些能预先给原子、离子或者分子一些能量，使其由量，使其由低能态或者基态迁低能态或者基态迁跃到跃到较高能态较高能态

2、，当其当其到低能态或者基态时，能量往往以辐到低能态或者基态时，能量往往以辐射的形式发出，由此而产生的光谱。射的形式发出，由此而产生的光谱。吸收光谱：吸收光谱：当辐射通过气态、液态或透明的固当辐射通过气态、液态或透明的固态物质时，物质的原子、离子或者分子将吸收态物质时，物质的原子、离子或者分子将吸收与其内能变化相对应的频率由与其内能变化相对应的频率由低能态或者基态低能态或者基态跃迁到较高的能态跃迁到较高的能态，这种因物质对辐射的选择，这种因物质对辐射的选择性吸收而得到的原子或者分子光谱。性吸收而得到的原子或者分子光谱。第七章第七章 原子发射光谱分析原子发射光谱分析（Atomic Emission

3、 Spectrometry,AES） 1. 概述概述 原子发射光谱分析（原子发射光谱分析（AES），是根据处），是根据处于激发态的待测元素原子回到基态时发射的于激发态的待测元素原子回到基态时发射的特征谱线对待测元素进行分析的方法。特征谱线对待测元素进行分析的方法。 特征辐射特征辐射基态元素基态元素M激发态激发态M*热激发热激发E原子发射光谱只能用来确定物质的原子发射光谱只能用来确定物质的元素组成与含量元素组成与含量， 不能给出分子的有关信息。不能给出分子的有关信息。原子发射光谱分析的特点原子发射光谱分析的特点 (1) 多元素同时检测多元素同时检测。可同时测定一个样品中的多种元素。每一。可同时测

4、定一个样品中的多种元素。每一个样品一经激发后，不同元素都发射特征光谱，这样就可同个样品一经激发后，不同元素都发射特征光谱，这样就可同时测定多种元素。时测定多种元素。 (2) 分析速度快分析速度快。若利用光电直读光谱仪，可在几分钟内同时。若利用光电直读光谱仪，可在几分钟内同时对几十种元素进行定量分析。分析试样不经化学处理，固体、对几十种元素进行定量分析。分析试样不经化学处理，固体、液体样品都可直接测定。液体样品都可直接测定。 (3) 选择性好选择性好。每种元素因原子结构不同，发射各自不同的特。每种元素因原子结构不同，发射各自不同的特征光谱。在分析化学上，这种性质上的差异，对于一些化学征光谱。在分

5、析化学上，这种性质上的差异，对于一些化学性质极相似的元素具有特别重要的意义。例如，铌和钽、锆性质极相似的元素具有特别重要的意义。例如，铌和钽、锆和铪、几十个稀土元素用其他方法分析都很困难，而发射光和铪、几十个稀土元素用其他方法分析都很困难，而发射光谱分析可以毫无困难地将它们区分开来，并分别加以测定。谱分析可以毫无困难地将它们区分开来，并分别加以测定。原子发射光谱分析的特点原子发射光谱分析的特点 (4) 检出限低。检出限低。一般光源可达一般光源可达100.1gg-1（或（或gcm-3），绝），绝对值可达对值可达10.01g。电感耦合高频等离子体（。电感耦合高频等离子体（ICP）检出限可）检出限可

6、达达ngg-1级。级。 (5) 准确度较高。准确度较高。一般光源相对误差约为一般光源相对误差约为510，ICP相对误相对误差可达差可达1以下。以下。 (6) 试样消耗少试样消耗少。 (7) ICP光源校准曲线线性范围宽可达光源校准曲线线性范围宽可达46个数量级。这样个数量级。这样可测可测定元素各种不同含量定元素各种不同含量（高、中、微含量）。一个试样同时进行（高、中、微含量）。一个试样同时进行多元素分析，又可测定各种不同含量。多元素分析，又可测定各种不同含量。 原子发射光谱分析的基本原理原子发射光谱分析的基本原理原子发射光谱的产生原子发射光谱的产生 原子处于基态，在激发光源作用下外层电原子处于

7、基态，在激发光源作用下外层电子由基态跃迁到较高的能量状态即激发态。处于子由基态跃迁到较高的能量状态即激发态。处于激发态的原子是不稳定的，其寿命小于激发态的原子是不稳定的，其寿命小于108s。 原子的外层电子由原子的外层电子由高能级向低能级跃迁高能级向低能级跃迁，能，能量以电磁辐射的形式发射出去得到了发射光谱。量以电磁辐射的形式发射出去得到了发射光谱。 原子发射光谱是线状光谱。原子发射光谱是线状光谱。 特征谱线特征谱线波长波长：定性分析：定性分析强度强度I： 定量分析定量分析影响谱线强度：影响谱线强度： （1 1）激发电位）激发电位-谱线强度与激发电位是负指数关系，谱线强度与激发电位是负指数关系

8、，激发电位愈高，谱线强度愈小激发电位愈高，谱线强度愈小，因为激发电位愈高，因为激发电位愈高，处在相应激发态的原子数目愈少。处在相应激发态的原子数目愈少。（2 2）跃迁概率）跃迁概率-电子从高能级向低能级跃迁时，在电子从高能级向低能级跃迁时，在符合选择定则的情况下，可向不同的低能级跃迁而符合选择定则的情况下，可向不同的低能级跃迁而发射出不同频率的谱线；两能级之间的跃迁概率愈发射出不同频率的谱线；两能级之间的跃迁概率愈大，该频率谱线强度愈大。所以，大，该频率谱线强度愈大。所以，谱线强度与跃迁谱线强度与跃迁概率成正比概率成正比。 （3 3）激发温度）激发温度-温度升高，一方面可以增加谱线的温度升高，

9、一方面可以增加谱线的强度，另一方面使单位体积内处于基态的原子数目强度，另一方面使单位体积内处于基态的原子数目减少。原子电离是减少基态原子数的重要因素。减少。原子电离是减少基态原子数的重要因素。（4 4）基态原子数）基态原子数-单位体积内基态原子的数目和试单位体积内基态原子的数目和试样中的元素浓度有关。在一定的试验条件下，样中的元素浓度有关。在一定的试验条件下，谱线谱线强度与被测元素浓度成正比强度与被测元素浓度成正比，这是发射光谱定量分，这是发射光谱定量分析的依据。析的依据。 3、光谱分析仪器、光谱分析仪器激发光源激发光源分光系统分光系统观测系统观测系统14原子发射光谱分析的三个主要过程原子发射

10、光谱分析的三个主要过程: : 样品蒸发、原子化，原子激发并产生光辐射。样品蒸发、原子化，原子激发并产生光辐射。 分光，形成按波长顺序排列的光谱。分光，形成按波长顺序排列的光谱。 检测光谱中谱线的波长和强度检测光谱中谱线的波长和强度 光光 源源分光系统分光系统检测器检测器 光源光源 光源的作用光源的作用：提供能量使样品蒸发：提供能量使样品蒸发, 形成气态形成气态原子原子, 并进一步使气态原子激发而产生光辐射。并进一步使气态原子激发而产生光辐射。v 蒸发：使试样中各种元素从试样中蒸发出来，在蒸发：使试样中各种元素从试样中蒸发出来，在分析间隙形成原子蒸气云（原子化）。分析间隙形成原子蒸气云（原子化）

11、。v 激发：使蒸气云中的气态原子（或离子）获得能激发：使蒸气云中的气态原子（或离子）获得能量而被激发，当激发态的原子（或离子）跃迁至量而被激发，当激发态的原子（或离子）跃迁至基态（或较低激发态）时，辐射光谱。基态（或较低激发态）时，辐射光谱。 利用直流电作为激发能源利用直流电作为激发能源(530A)。可变电阻用。可变电阻用以稳定和调节电流的大小，电感用来减小电流的波以稳定和调节电流的大小，电感用来减小电流的波动。动。G为放电间隙（分析间隙）。为放电间隙（分析间隙）。直流电弧发生器直流电弧发生器（1 1）直流电弧）直流电弧直流电弧分析性能直流电弧分析性能蒸发能力强，适用于难挥发元素。蒸发能力强，

12、适用于难挥发元素。弧焰温度较低，激发能力较差。弧焰温度较低，激发能力较差。弧光游移不定，分析结果的重现性差。弧光游移不定，分析结果的重现性差。弧层较厚，易产生自吸现象，不适合高含量成弧层较厚，易产生自吸现象，不适合高含量成分的定量分析。分的定量分析。 应用应用定性和半定量分析定性和半定量分析：各类试样均适用。：各类试样均适用。定量分析：矿石、纯金属中的定量分析：矿石、纯金属中的痕量组分痕量组分。 （2 2）交流电弧交流电弧I ：高频引弧电路；高频引弧电路；II ：低压燃弧电路低压燃弧电路放电特性放电特性间歇性放电，工作电流具有脉冲性。间歇性放电，工作电流具有脉冲性。应用应用 定性和半定量分析定

13、性和半定量分析：金属、合金样品。：金属、合金样品。 定量分析：金属、合金中的定量分析：金属、合金中的低含量低含量元素。元素。（3 3）高压火花）高压火花放电特性放电特性放电间歇时间较长，放电通道窄。放电间歇时间较长，放电通道窄。放电间隙电流密度大，放电温度高，可达放电间隙电流密度大，放电温度高，可达10000 K以上。以上。 应用应用 定量分析：低熔点金属、合金的丝状、箔定量分析：低熔点金属、合金的丝状、箔状样品，难激发元素，状样品，难激发元素，高含量高含量元素。元素。 (四四)电感耦合等离子体电感耦合等离子体(ICP)光源光源等离子体光源等离子体光源外观上类似火焰的放电光源外观上类似火焰的放

14、电光源 ICP的形成和结构的形成和结构光源装置：光源装置：高频发生器和感应线圈高频发生器和感应线圈炬管和供气系统炬管和供气系统1) 试样引入系统试样引入系统u 焰心区焰心区 （预热区）（预热区）：温度温度10000 K。试样气溶胶通过这一试样气溶胶通过这一区域时被预热、挥发溶剂和蒸区域时被预热、挥发溶剂和蒸发溶质。发溶质。u 内焰区（测光区）：温度内焰区（测光区）：温度6000-8000 K，是分析物质原子是分析物质原子化、激发、电离与辐射的主要化、激发、电离与辐射的主要区域，也是光谱分析区。区域，也是光谱分析区。u 尾焰区：尾焰区：温度温度低于低于6000 K。ICP焰炬的焰炬的3个区域个区

15、域发射观发射观测区测区ICP ICP 工作原理工作原理 高频电流通过线圈高频电流通过线圈 高频点火装置产生火花形高频点火装置产生火花形成载流子（离子与电子）成载流子（离子与电子） 在电磁场作用下，与在电磁场作用下，与原子碰撞并使之电离形成更多载流子原子碰撞并使之电离形成更多载流子 感生出感生出流经闭合圆形路径的涡流流经闭合圆形路径的涡流 瞬间气体形成最高瞬间气体形成最高温度可达温度可达10000K10000K的稳定的等离子炬的稳定的等离子炬 感应线圈感应线圈维持等离子炬维持等离子炬 载气携带试样气溶胶通过等离载气携带试样气溶胶通过等离子体子体 被加热被加热( (至至600060007000K)

16、7000K)原子化和激发产原子化和激发产生发射光谱。生发射光谱。 分析性能分析性能检出限低，可达检出限低，可达10-310-5 mg/L。基体效应小。基体效应小。工作曲线线性范围宽，可达工作曲线线性范围宽，可达4 7个数量级。个数量级。既可测定痕量组分，也可测定主成分。既可测定痕量组分，也可测定主成分。选择合适的观测高度，光谱背景小。选择合适的观测高度，光谱背景小。5) 精密度、准确度高。精密度、准确度高。光谱仪的基本原理：光谱仪的基本原理：发发射光谱仪谱仪根据接收光谱辐谱辐射方式的不同分为为： 看谱谱法 摄谱摄谱法 光电电法 把激发试样获得的复合光通过入射狭缝射把激发试样获得的复合光通过入射

17、狭缝射在分光元件上，使之色散成光谱，然后通过测在分光元件上，使之色散成光谱，然后通过测量谱线而检测试样中的分析元素。量谱线而检测试样中的分析元素。 4 4、光谱定性分析、光谱定性分析 各种元素原子结构不同，每种元素都发各种元素原子结构不同，每种元素都发射自己的特征光谱。射自己的特征光谱。 试样中所含元素只要达到一定的含量，试样中所含元素只要达到一定的含量，都可以有谱线摄谱在感光板上。它是目前进行都可以有谱线摄谱在感光板上。它是目前进行元素定性检出的最好方法。元素定性检出的最好方法。 （1） 元素分析线线 进行分析时所使用的谱线进行分析时所使用的谱线-分析线分析线 检出某元素是否存在，必须有两条

18、以上检出某元素是否存在，必须有两条以上不受干不受干扰扰的最后线与灵敏线。的最后线与灵敏线。 元素激发电位低、强度较大的谱线，多是共振元素激发电位低、强度较大的谱线，多是共振线线-灵敏线灵敏线 样品中某元素的含量逐渐减少时，最后仍能观样品中某元素的含量逐渐减少时，最后仍能观察到的几条谱线察到的几条谱线( (也是该元素的最灵敏线也是该元素的最灵敏线)-)-最后线最后线谱线的自吸和自蚀谱线的自吸和自蚀自吸：原子在高温发射某一波长的辐射，被处在边自吸：原子在高温发射某一波长的辐射，被处在边缘低温状态的同种原子所吸收的现象。缘低温状态的同种原子所吸收的现象。元素浓度高自吸严重时将谱线中心完全吸收元素浓度

19、高自吸严重时将谱线中心完全吸收-自蚀。自蚀。 （2 2） 分析方法分析方法 铁光谱铁光谱比较法比较法( (标准光谱图比较法标准光谱图比较法) )是目前最是目前最通用的方法，它采用通用的方法，它采用铁的光谱做为波长的标尺，铁的光谱做为波长的标尺，来判断其他元素的谱线，来判断其他元素的谱线，适宜同时进行多元素定适宜同时进行多元素定性鉴定性鉴定。 5、光谱定量分析、光谱定量分析（1 1）光谱定量分析的关系式）光谱定量分析的关系式当温度一定时谱线强度当温度一定时谱线强度I与被测元素浓度与被测元素浓度c成正比，成正比， I = A c 当考虑到谱线自吸时，有如下关系式当考虑到谱线自吸时，有如下关系式 I

20、 = Acb lgIblgc + lgA 式中式中b为自吸系数。为自吸系数。b随浓度随浓度c增加而减小，当浓度很增加而减小，当浓度很小无自吸时，小无自吸时，b=1。此是光谱定量分析的基本关系式。此是光谱定量分析的基本关系式。a b为常数，但随试验条为常数，但随试验条件变化比较大件变化比较大？（2 2）内标法）内标法 选择一条选择一条被测元素被测元素的谱线为的谱线为分析线分析线，再选择，再选择其它其它元素元素( (内标元素内标元素) )的一条谱线为内标线，内标元素可的一条谱线为内标线，内标元素可以是试样的基体元素，也可以是加入一定量试样中以是试样的基体元素，也可以是加入一定量试样中不存在的元素。

21、分析线与内标线组成分析线对。不存在的元素。分析线与内标线组成分析线对。 内标元素与分析线对的选择内标元素与分析线对的选择1 1）内标元素与被测元素在光源作用下应有）内标元素与被测元素在光源作用下应有相近的蒸发性质相近的蒸发性质。2 2）内标元素若是外加的，必须是试样）内标元素若是外加的，必须是试样不含或含量极少不含或含量极少可以忽略的。可以忽略的。3 3）分析线对选择要）分析线对选择要匹配匹配：或两条都是原子线，或两条都是离子线，：或两条都是原子线，或两条都是离子线，尽量避免一条是原子线、一条是离子线。尽量避免一条是原子线、一条是离子线。4 4）分析线对两条谱线的）分析线对两条谱线的激发电位相

22、近激发电位相近。若内标元素与被测元素的。若内标元素与被测元素的电离电位相近，分析线对激发电位也相近，这样的分析线对称为电离电位相近，分析线对激发电位也相近，这样的分析线对称为“匀称线对匀称线对”。5 5）分析线对波长应）分析线对波长应尽量接近尽量接近。分析线对两条谱线应没有自吸或自。分析线对两条谱线应没有自吸或自吸很小，并且不受其他谱线的干扰。吸很小，并且不受其他谱线的干扰。光谱定性分析的基本原理？进行光谱定性分析时可以有光谱定性分析的基本原理？进行光谱定性分析时可以有哪几种方法？说明各个方法的基本原理和使用场合。哪几种方法？说明各个方法的基本原理和使用场合。解：由于各种元素的原子结构不同，在

23、光源的激发下，解：由于各种元素的原子结构不同，在光源的激发下，可以产生各自的特征谱线，其波长是由每种元素的原可以产生各自的特征谱线，其波长是由每种元素的原子性质决定的，具有特征性和唯一性，因此可以通过子性质决定的，具有特征性和唯一性，因此可以通过检查谱片上有无特征谱线的出现来确定该元素是否存检查谱片上有无特征谱线的出现来确定该元素是否存在，这就是光谱定性分析的基础。在，这就是光谱定性分析的基础。进行光谱定性分析有以下三种方法：进行光谱定性分析有以下三种方法：（1 1）比较法。将要检出元素的纯物质或纯化合物与）比较法。将要检出元素的纯物质或纯化合物与试样并列摄谱于同一感光板上，在映谱仪上检查试样

24、试样并列摄谱于同一感光板上，在映谱仪上检查试样光谱与纯物质光谱。若两者谱线出现在同一波长位置光谱与纯物质光谱。若两者谱线出现在同一波长位置上，即可说明某一元素的某条谱线存在。本方法简单上，即可说明某一元素的某条谱线存在。本方法简单易行，但只适用于试样中指定组分的定性。易行，但只适用于试样中指定组分的定性。（2 2）对于复杂组分及其光谱定性全分析，需）对于复杂组分及其光谱定性全分析，需要用要用铁的光谱铁的光谱进行比较。采用铁的光谱作为波进行比较。采用铁的光谱作为波长的标尺，来判断其他元素的谱线。长的标尺，来判断其他元素的谱线。（3 3）当上述两种方法均无法确定未知试样中）当上述两种方法均无法确定

25、未知试样中某些谱线属于何种元素时，可以采用某些谱线属于何种元素时，可以采用波长比较波长比较法。即准确测出该谱线的波长，然后从元素的法。即准确测出该谱线的波长，然后从元素的波长表中查出未知谱线相对应的元素进行定性。波长表中查出未知谱线相对应的元素进行定性。12. 用内标法测定试样中镁的含量用内标法测定试样中镁的含量.用蒸馏水溶解用蒸馏水溶解MgCl2以配制标准以配制标准镁溶液系列镁溶液系列.在每一标准溶液和待测溶液中均含有在每一标准溶液和待测溶液中均含有25.0ng.mL-1的钼的钼.钼溶液用溶解钼酸铵而得钼溶液用溶解钼酸铵而得.测定时吸取测定时吸取50m mL的溶液于铜电极上的溶液于铜电极上,

26、溶液溶液蒸发至干后摄谱蒸发至干后摄谱,测量测量279.8nm处镁谱线强度和处镁谱线强度和281.6nm处钼谱线强处钼谱线强度度,得到下列数据得到下列数据.试据此确定试液中镁的浓度试据此确定试液中镁的浓度.r rMg相对对强度r rMg相对对强度ng.mL-1279.8nm281.6nmng.mL-1279.8nm281.6nm1.0510.5100.50.673.4181.81.61.5105010500分析试试样样1157392.51.71.91.8解解:根据绘内标法制标准曲线的要求根据绘内标法制标准曲线的要求,将上页表格做相应的变将上页表格做相应的变换如下换如下:logr rMgLog(I

27、Mg/IMo) logr rMgLog(IMg/IMo)0.02121.022.00-0.430.331.13.024.02试样试样1.82.60.14以以log(IMg/IMo)对对logr rMg作图即得如下页所示的工作曲线作图即得如下页所示的工作曲线.01234- 0 . 50 . 00 . 51 . 01 . 52 . 02 . 53 . 0l o gr rx= 0 . 7 6 8l o g ( IMg/ IMo)r rMg从图中查得从图中查得,logr r=0.768, 故试液中镁的浓度为故试液中镁的浓度为5.9ng.mL-1原子吸收光谱分析法（原子吸收光谱分析法（AAS） Atom

28、ic Absorption Spectrometry 是一种通过测量是一种通过测量气态原子气态原子对光辐射的对光辐射的吸收从而测定微量物质的方法吸收从而测定微量物质的方法。 第八章第八章 8-2 8-2 原子吸收光谱分析基本原理原子吸收光谱分析基本原理 原子吸收光谱的产生原子吸收光谱的产生 样品转化为样品转化为原子蒸气原子蒸气后，绝大部分处于基后，绝大部分处于基态，态，光源光源发射的共振发射线通过原子蒸气，其发射的共振发射线通过原子蒸气，其入射光强度为入射光强度为I I0 0 ，产生共振吸收，产生共振吸收，透射光的透射光的强度强度I I 与电磁辐射通过原子蒸气的宽度（即火与电磁辐射通过原子蒸气

29、的宽度（即火焰的宽度）焰的宽度）L L的关系的关系( (同有色溶液吸收电磁辐射同有色溶液吸收电磁辐射的情况完全类似的情况完全类似) )服从吸收定律。服从吸收定律。电子从基态跃迁至第一激发态所产生的吸收谱线电子从基态跃迁至第一激发态所产生的吸收谱线-共振吸收线共振吸收线( (也简称共振线也简称共振线) )。此激发态的跃迁又最容易发生。因此是此激发态的跃迁又最容易发生。因此是最灵敏的谱线最灵敏的谱线。 吸收线并不是只有单一波长的非常细的谱线，吸收线并不是只有单一波长的非常细的谱线，而是具有一定的宽度，通常称为而是具有一定的宽度，通常称为吸收线的轮廓吸收线的轮廓。 一一 光源光源 光源的作用：提供待

30、测元素的特征光谱。光源的作用：提供待测元素的特征光谱。 光源应满足如下要求光源应满足如下要求：l能发射待测元素的特征光谱能发射待测元素的特征光谱(共振线共振线)；l能发射锐线；能发射锐线；l辐射光强度大；辐射光强度大；l稳定性好。稳定性好。灯发射的灯发射的谱线波长取决于谱线波长取决于阴极材料阴极材料空心阴极灯空心阴极灯二二 原子化器原子化器原子化器的作用：提供能量使试样干燥、原子化器的作用：提供能量使试样干燥、蒸发和原子化。蒸发和原子化。实现原子化的方法：实现原子化的方法：l 火焰原子化火焰原子化l 非火焰原子化非火焰原子化l 低温原子化低温原子化火焰原子化器火焰原子化器溶液溶液雾滴雾滴 雾粒

31、雾粒分子蒸气分子蒸气基态原子基态原子离子离子激发态激发态分子分子(气溶胶气溶胶)燃烧器与火焰燃烧器与火焰燃烧器的作用：燃烧器的作用：产生火焰，使进产生火焰，使进入火焰的气溶胶入火焰的气溶胶蒸发和原子化。蒸发和原子化。MX 液体试样液体试样MX固体微粒固体微粒MX气态分子气态分子M 基态原子基态原子干燥干燥熔融、蒸发熔融、蒸发离解离解原子化过程原子化过程激发态激发态离子离子分子分子火焰温度火焰温度几种火焰的温度几种火焰的温度燃气燃气 助燃气助燃气 最高火焰温度最高火焰温度/K 乙炔乙炔 空气空气 2600乙炔乙炔 氧气氧气 3160乙炔乙炔 氧化亚氮氧化亚氮 2990氢气氢气 空气空气 2318

32、氢气氢气 氧气氧气 2933氢气氢气 氧化亚氮氧化亚氮 2880丙烷丙烷 空气空气 2198 火焰原子化器的特点火焰原子化器的特点优点：操作简单，火焰稳定，测量精密度高，优点：操作简单，火焰稳定，测量精密度高， 应用范围广。应用范围广。缺点：试样利用率低，检出限受到限制；只可缺点：试样利用率低，检出限受到限制；只可 以液体进样。以液体进样。非火焰原子化器非火焰原子化器1. 石墨炉原子化器的结构石墨炉原子化器的结构组成部分：组成部分：加热电源；保护气控制系统；石墨管加热电源；保护气控制系统；石墨管28mm8mm2. 原子化过程原子化过程高温除残高温除残原子化原子化干燥干燥灰化灰化 蒸发样品中的溶

33、剂或水分。其温蒸发样品中的溶剂或水分。其温度稍稍高于溶剂的沸点。度稍稍高于溶剂的沸点。去掉较被测元素化合物易挥发的基去掉较被测元素化合物易挥发的基体物质，减少分子吸收。体物质，减少分子吸收。 高温下使以各种形式存在的分高温下使以各种形式存在的分析物挥发并离解成中性原子。析物挥发并离解成中性原子。 使残留的试样在高温下挥发掉，净使残留的试样在高温下挥发掉，净化石墨管，以消除记忆效应。化石墨管，以消除记忆效应。四个步骤四个步骤3. 石墨炉原子化法的特点石墨炉原子化法的特点优点优点l 试样利用率高，用样量小。试样利用率高，用样量小。l 绝对检出限低绝对检出限低, ,可达到可达到10-12- -10-

34、14 g( (试样原子化在惰性气体中和强还原试样原子化在惰性气体中和强还原性介质内进行，利于难熔氧化物的原性介质内进行，利于难熔氧化物的原子化；原子在吸收区内的平均停留时子化；原子在吸收区内的平均停留时间长，原子化效率高间长，原子化效率高) )。l 液体和固体试样均可直接进样。液体和固体试样均可直接进样。缺点缺点l 背景吸收较强，必须扣除；背景吸收较强，必须扣除；l 测定精密度比火焰法差。测定精密度比火焰法差。8.4 8.4 定量分析方法定量分析方法1 标准曲线法标准曲线法A = KC例：矿泉水中铜、例：矿泉水中铜、锌、铁、锰的测定锌、铁、锰的测定2 标准加入法标准加入法A = K（Cs +

35、Cx） 取若干体积相同的试液（取若干体积相同的试液（CX），依次按比例加入不同），依次按比例加入不同量的待测物的标准溶液（量的待测物的标准溶液（CO），定容后浓度依次为：），定容后浓度依次为： CX ， CX + CO ， CX +2CO ， CX +3CO ， CX +4 CO 分别测得吸光度为：分别测得吸光度为：AX，A1，A2，A3，A4。 以以A对浓度对浓度C做图得一直线，做图得一直线，图中图中CX点即待测溶液浓度。点即待测溶液浓度。10 g 蜂蜜蜂蜜浸泡过夜浸泡过夜30 mL HNO3-HClO4加热至溶液变加热至溶液变清并冒白烟清并冒白烟溶液溶液去离子水去离子水定容定容50 mL测

36、试液测试液例：蜂蜜中铜、锌、铁、锰的测定例：蜂蜜中铜、锌、铁、锰的测定10 mL10 mL10 mLCS1CS2CS3(混合标液混合标液)选择性选择性如：磷酸盐干扰如：磷酸盐干扰Ca，当加入，当加入La或或 Sr时，可释放出时，可释放出Ca。(3) (3) 加入保护剂加入保护剂 如：如：EDTAEDTA、88羟基喹啉等，即有强的络羟基喹啉等，即有强的络合作用，又易于被破坏掉。合作用，又易于被破坏掉。如：磷酸盐干扰如：磷酸盐干扰Ca的测定，但当磷酸盐达到一定浓的测定，但当磷酸盐达到一定浓度时，所产生的干扰恒定，但灵敏度降低。度时，所产生的干扰恒定，但灵敏度降低。如：如：Al干扰干扰Ti的测定，但

37、当的测定，但当Al大于大于200m mg/ml时，测时，测定定Ti的吸光度稳定。的吸光度稳定。8.6 测定条件的选择测定条件的选择(1) (1) 分析线分析线 一般选待测元素的共振线作为分析线，测量高浓度时，一般选待测元素的共振线作为分析线，测量高浓度时，也可选次灵敏线也可选次灵敏线(2) (2) 通带（调节狭缝宽度）通带（调节狭缝宽度） 无邻近干扰线（如测碱及碱土金属）时，选较大的通带无邻近干扰线（如测碱及碱土金属）时，选较大的通带, ,反之（如测过渡及稀土金属），宜选较小通带。反之（如测过渡及稀土金属），宜选较小通带。(3) (3) 空心阴极灯电流空心阴极灯电流 在保证有稳定和足够的辐射光

38、通量的情况下，尽量选较在保证有稳定和足够的辐射光通量的情况下，尽量选较低的电流。低的电流。(4) (4) 火焰火焰 依据不同试样元素选择不同火焰类型。依据不同试样元素选择不同火焰类型。(5) (5) 观测高度观测高度 调节观测高度（燃烧器高度），可使元素通过自由原子调节观测高度（燃烧器高度），可使元素通过自由原子浓度最大的火焰区，灵敏度高，观测稳定性好。浓度最大的火焰区，灵敏度高，观测稳定性好。8.6 应应用 应用广泛的微量金属元素的首选测定方法应用广泛的微量金属元素的首选测定方法( (非金属元素可非金属元素可采用间接法测量采用间接法测量) )。 (1)(1)头发中微量元素的测定头发中微量元素

39、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)水果、蔬菜中微量元水果、蔬菜中微量元素的测定；素的测定；(4) (4) 矿物、合金及各种材矿物、合金及各种材料中微量元素的测定；料中微量元素的测定；(5) (5) 各种生物试样中微量各种生物试样中微量元素的测定。元素的测定。1 1、简述原子吸收分光光度法的基本原理，并从原理上比较、简述原子吸收分光光度法的基本原理，并从原理上比较发射光谱法和原子吸收光谱法的异同点及优缺点发射光谱法和原子吸收光谱法的异同点及优缺点解：解：AAS是基于物质所

40、产生的原子蒸气对特定谱线的吸收是基于物质所产生的原子蒸气对特定谱线的吸收作用来进行定量分析的方法作用来进行定量分析的方法AES是基于原子的发射现象，而是基于原子的发射现象，而AAS则是基于原子的吸收现则是基于原子的吸收现象二者同属于光学分析方法象二者同属于光学分析方法原子吸收法的选择性高，干扰较少且易于克服。原子吸收法的选择性高，干扰较少且易于克服。由于原于的吸收线比发射线的数目少得多，这样谱线重叠由于原于的吸收线比发射线的数目少得多，这样谱线重叠 的几率小得多。而且空心阴极灯一般并不发射那些邻近波的几率小得多。而且空心阴极灯一般并不发射那些邻近波长的辐射线经，因此其它辐射线干扰较小。长的辐射线经，因此其它辐射线干扰较小。原子吸收具有更高的灵敏度。原子吸收具有更高的灵敏度。在原子吸收法的实验条件下，原子蒸气中基态在原子吸收法的实验条件下，原子蒸气中基态 原于数比激原于数比激发态原子数多得多，所以测定的是大部分原子。发态原子数多得多，所以测定的是大部分原子。原子吸