第5章原子吸收分光光度法

1、5.1 概述概述5.2 原子吸收光谱法基本原理原子吸收光谱法基本原理5.3 原子吸收分光光度计原子吸收分光光度计5.4 干扰因素及其拟制方法干扰因素及其拟制方法 5.5 测量条件的选择测量条件的选择返回返回5.6 灵敏度、特征浓度及检出限灵敏度、特征浓度及检出限5.7 定量分析结果的计算定量分析结果的计算返回返回返回返回续前返回返回10-1010-14g；1%5%；以测定以测定Mg2+为例为例续前返回返回原子吸收光谱原子吸收光谱(atomic adsorption spectrometry (atomic adsorption spectrometry AAS AAS ) )：是是基于从光源发

2、出的被测元素特征辐射通过元素的原子基于从光源发出的被测元素特征辐射通过元素的原子蒸气时被其基态原子吸收，由辐射的减弱程度测定元蒸气时被其基态原子吸收，由辐射的减弱程度测定元素含量的一种现代仪器分析方法素含量的一种现代仪器分析方法。5.2 基本原理基本原理返回返回1. 原子的能级与跃迁原子的能级与跃迁 2. 元素的特征谱线元素的特征谱线 3. 辐射能量与频率、波长、波数之间的关系辐射能量与频率、波长、波数之间的关系 原子吸收光谱的产生原子吸收光谱的产生 原子吸收光谱法的原理原子吸收光谱法的原理 定量分析的依据定量分析的依据原子吸收光谱的产生：原子吸收光谱的产生：原子通常处于能量最低的基原子通常处

3、于能量最低的基态，当基态原子受到外界能量态，当基态原子受到外界能量( (如光能如光能) )激发时，若辐激发时，若辐射的频率相应于原子中的电子由基态跃迁到较高的射的频率相应于原子中的电子由基态跃迁到较高的能态所需要能量的频率时，原子从入射辐射中吸收能态所需要能量的频率时，原子从入射辐射中吸收能量，发生共振吸收，产生原子光谱。能量，发生共振吸收，产生原子光谱。 原子的能级与跃迁原子的能级与跃迁 基态基态第一激发态第一激发态, ,吸收一定频率的辐射能量。吸收一定频率的辐射能量。 产生共振吸收线（简称共振线）产生共振吸收线（简称共振线） 吸收光谱吸收光谱 激发态激发态基态基态, ,发射出一定频率的辐射

4、。发射出一定频率的辐射。 产生共振吸收线（也简称共振线）产生共振吸收线（也简称共振线） 发射光谱发射光谱返回返回元素的特征谱线元素的特征谱线 （1 1）各种元素的原子结构和外层电子排布）各种元素的原子结构和外层电子排布不同不同 基态基态第一激发态第一激发态: : 跃迁吸收能量不同跃迁吸收能量不同具有特征性。具有特征性。 （2 2）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。特征谱线最易发生，吸收最强，最灵敏线。特征谱线，共振线共振线 （3 3）利用原子蒸气对特征谱线的吸收可以进）利用原子蒸气对特征谱线的吸收可以进行定量分析行定量分析续前返回返回返回返回返回返

5、回返回返回返回返回返回返回 原子吸收光谱法的原理原子吸收光谱法的原理 从光源发射出具有待测元素特征谱线的从光源发射出具有待测元素特征谱线的光，通过试样蒸气时，被蒸气中待测元素光，通过试样蒸气时，被蒸气中待测元素的基态原子所吸收，吸收的程度与被测元的基态原子所吸收，吸收的程度与被测元素的含量成正比。故可根据测得的吸光度素的含量成正比。故可根据测得的吸光度，求得试样中被测元素的含量。，求得试样中被测元素的含量。续前返回返回 定量分析的依据定量分析的依据 基态原子对共振线的吸收程度与蒸气中基态基态原子对共振线的吸收程度与蒸气中基态原子的数目和原子蒸气厚度的关系，在一定的条原子的数目和原子蒸气厚度的关

6、系，在一定的条件下，服从朗伯件下，服从朗伯比耳定律：比耳定律： 00lgIAKN LI 式中：式中：A为吸光度；为吸光度；I0为光源发射出被测元素共为光源发射出被测元素共振线的强度；振线的强度；I为被原子蒸气吸收后透过光的强为被原子蒸气吸收后透过光的强度；度；K为原子吸收系数；为原子吸收系数；N0为蒸气中基态原子的为蒸气中基态原子的数目；数目；L为原子蒸气的厚度为原子蒸气的厚度(火焰宽度火焰宽度)。 续前返回返回由于原子化过程中激发态原子数目和离子由于原子化过程中激发态原子数目和离子数很少，因此蒸气中的基态原子数目实际数很少，因此蒸气中的基态原子数目实际上接近于被测元素的总原子数目，而总原上接

7、近于被测元素的总原子数目，而总原子数目与溶液中被测元素的浓度子数目与溶液中被测元素的浓度c成正比成正比。在。在L一定条件下：一定条件下： Akc 式中式中k是与实验条件有关的常数。该式为是与实验条件有关的常数。该式为原子吸收光谱法的定量依据。原子吸收光谱法的定量依据。续前返回返回5.3 原子吸收分光度计原子吸收分光度计返回返回 光源光源 原子化器原子化器 单色器单色器 检测系统检测系统5.3 原子吸收分光度计原子吸收分光度计TAS-990F 原子吸收分光光度计原子吸收分光光度计返回返回原子吸收分光度计：由原子吸收分光度计：由光源、光源、原子化器、单色器和检测系统原子化器、单色器和检测系统四个基

8、本部件组成。四个基本部件组成。续前返回返回光源光源1.1.作用作用 提供待测元素的特征光谱。获得较提供待测元素的特征光谱。获得较高的灵敏度和准确度。高的灵敏度和准确度。 光源应满足如下要求；光源应满足如下要求；（1 1）能发射待测元素的共振线；）能发射待测元素的共振线；（2 2）能发射锐线；）能发射锐线；（3 3）辐射光强度大，稳定性好）辐射光强度大，稳定性好。续前返回返回2.2.空心阴极灯：空心阴极灯：结构如图所示由一个钨丝作阳极，空心阴极由待测元素的高纯金属由一个钨丝作阳极，空心阴极由待测元素的高纯金属或合金制成。接通电源发射出待测元素的特征谱线。或合金制成。接通电源发射出待测元素的特征谱

9、线。续前返回返回3.3.空心阴极灯的原理空心阴极灯的原理l 施加适当电压时，电子将从空心阴极内壁流向阳极施加适当电压时，电子将从空心阴极内壁流向阳极; ;l 与充入的惰性气体碰撞而使之电离，产生正电荷，其在与充入的惰性气体碰撞而使之电离，产生正电荷，其在电场作用下，向阴极内壁猛烈轰击电场作用下，向阴极内壁猛烈轰击; ;l 使阴极表面的金属原子溅射出来，溅射出来的金属原子使阴极表面的金属原子溅射出来，溅射出来的金属原子再与电子、惰性气体原子及离子发生撞碰而被激发，于是再与电子、惰性气体原子及离子发生撞碰而被激发，于是阴极内辉光中便出现了阴极物质和内充惰性气体的光谱阴极内辉光中便出现了阴极物质和内

10、充惰性气体的光谱; ;l用不同待测元素作阴极材料，可制成相应空心阴极灯用不同待测元素作阴极材料，可制成相应空心阴极灯; ;l空心阴极灯的辐射强度与灯的工作电流有关。空心阴极灯的辐射强度与灯的工作电流有关。 优缺点：优缺点：（1 1）辐射光强度大，稳定，谱线窄，灯容易更换。）辐射光强度大，稳定，谱线窄，灯容易更换。（2 2）每测一种元素需更换相应的灯。）每测一种元素需更换相应的灯。续前返回返回将试液中的待测元素转变成基态原子蒸气将试液中的待测元素转变成基态原子蒸气原子化器原子化器续前MX(试液试液)蒸发蒸发MX(气态气态)热解热解M 0(基态原子基态原子)+X(气态气态)激发激发激发激发M 1(

11、激发态原子激发态原子)Mn+(离子离子)+ne-(电子电子)返回返回火焰原子化器火焰原子化器无火焰原子化器无火焰原子化器(石墨炉原子化器石墨炉原子化器)分分续前返回返回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：雾化效率低续前返回返回火焰火焰: :试样雾滴在火焰中，经蒸发，干燥，试样雾滴在火焰中，经蒸发，干燥，离解（还原）等过程产生大量基态原子。离解（还原）等过程产生大量基态原子。 火焰温度的选择火焰温度的选择： （a）保证待测元素充分离解为基态原子的前提）保证待测元素充分离解为基态原子的前提下，尽量采用低温火焰；下，尽量采用

12、低温火焰； （b）火焰温度越高，产生的热激发态原子越多；）火焰温度越高，产生的热激发态原子越多； （c）火焰温度取决于燃气与助燃气类型，常用空）火焰温度取决于燃气与助燃气类型，常用空气气乙炔最高温度乙炔最高温度2600K能测能测35种元素。种元素。续前返回返回 火焰类型：火焰类型：l 化学计量火焰：化学计量火焰：温度高，干扰少，稳定，背景温度高，干扰少，稳定，背景低，常用。低，常用。l 富燃火焰：富燃火焰：还原性火焰，燃烧还原性火焰，燃烧不完全，测定较易形成难熔氧化不完全，测定较易形成难熔氧化物的元素物的元素Mo、Cr稀土等。稀土等。 l 贫燃火焰：贫燃火焰：火焰温度低，氧化火焰温度低，氧化性

13、气氛，适用于碱金属测定。性气氛，适用于碱金属测定。续前返回返回续前返回返回火焰种类及对光的吸收：火焰种类及对光的吸收： 选择火焰时，还应考虑选择火焰时，还应考虑火焰本身对光的吸收。根火焰本身对光的吸收。根据待测元素的共振线，选据待测元素的共振线，选择不同的火焰，可避开干择不同的火焰，可避开干扰 ：扰 ： 如如 A s 的 共 振 线的 共 振 线193.7nm 由图可见，采用空气由图可见，采用空气- -乙乙炔火焰时，火焰产生吸收炔火焰时，火焰产生吸收，而选氢，而选氢- -空气火焰则较好空气火焰则较好续前返回返回空气空气-乙炔火焰乙炔火焰：最常用：最常用,可测定可测定30多种元素多种元素N2O-

14、乙炔火焰乙炔火焰：火焰温度高：火焰温度高,可测定的增加到可测定的增加到70多种多种石墨炉原子化装置（1）结构）结构 如图所示如图所示(见下页见下页)： 外气路中外气路中Ar气体沿石墨管外壁流动，冷却气体沿石墨管外壁流动，冷却保护石墨管；内气路中保护石墨管；内气路中Ar气体由管两端流向气体由管两端流向管中心，从中心孔流出，用来保护原子不被管中心，从中心孔流出，用来保护原子不被氧化，同时排除干燥和灰化过程中产生的蒸氧化，同时排除干燥和灰化过程中产生的蒸汽。汽。续前返回返回续前返回返回 （2）原子化过程：）原子化过程： 分为分为干燥干燥、灰化灰化（去除基体）、（去除基体）、原子化原子化、净化净化(去

15、除残渣）去除残渣） 四个阶段四个阶段，待测元素在高，待测元素在高温下生成基态原子。温下生成基态原子。续前返回返回 （3）优缺点）优缺点 优点：优点：原子化程度高，试样用量少（原子化程度高，试样用量少（1-100L），可测固体及粘稠试样，灵敏度高），可测固体及粘稠试样，灵敏度高，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。其他原子化方法 （1）低温原子化方法）低温原子化方法:主要是氢化物原子化方法，原子化温度主要是氢化物原子化方法，原子化温度700900C ；续前返回返回 特点特点：原子化温度低：

16、原子化温度低 ；灵敏度高（对砷、硒；灵敏度高（对砷、硒可达可达10-9g）；基体干扰和化学干扰小）；基体干扰和化学干扰小续前应用应用：As、Sb、Bi、Sn、Ge、Se、Pb、Ti等等 原理原理：在酸性介质中，与强还原剂硼氢化钠：在酸性介质中，与强还原剂硼氢化钠反应生成气态氢化物。例反应生成气态氢化物。例 AsCl3 +4NaBH4 + HCl +8H2O = AsH3 +4NaCl +4HBO2+13H2 将待测试样在专门的氢化物生成器中产生氢将待测试样在专门的氢化物生成器中产生氢化物，送入原子化器中检测。化物，送入原子化器中检测。返回返回（2）冷原子化法）冷原子化法低温原子化方法（一般低温

17、原子化方法（一般700900C）；）；主要应用于主要应用于：各种试样中：各种试样中Hg元素的测量；元素的测量；原理原理：将试样中的汞离子用：将试样中的汞离子用SnCl2或盐酸羟胺完全或盐酸羟胺完全还原为金属汞后，用气流将汞蒸气带入具有石英还原为金属汞后，用气流将汞蒸气带入具有石英窗的气体测量管中进行吸光度测量。窗的气体测量管中进行吸光度测量。特点特点：常温测量；灵敏度、准确度较高：常温测量；灵敏度、准确度较高(可达可达10-8g汞汞)续前返回返回续前返回返回（3）续前返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回返回 计算法计算法 2.1 计算法计算法:设容量瓶设容量瓶A

18、，待测元素浓度，待测元素浓度cx，吸光度，吸光度Ax2 标准加入法标准加入法作图法作图法容量瓶容量瓶B，待测元素浓度为，待测元素浓度为(cx+cs)，吸光，吸光度为度为Ax+s，可求得被测试液元素的浓度为，可求得被测试液元素的浓度为:xxsx+sxAccAA式中： cx、cs为浓度项，可以用物质的量浓度、质量浓度、质量分数表示。注意容量瓶A、B体积相同。续前返回返回 例：例：用原子吸收分光光度法测定水样中的锌。用原子吸收分光光度法测定水样中的锌。取取1000mL水样加热浓缩至水样加热浓缩至100mL，吸取，吸取25.00mL水样，分别放入两个水样，分别放入两个50.00mL容量瓶中，容量瓶中，

19、其中一个再加入其中一个再加入10.00mL(10.0g.mL-1)锌标准溶锌标准溶液，均稀释至刻度。分别测得吸光度为液，均稀释至刻度。分别测得吸光度为0.210和和0.686。计算水样中锌的含量。计算水样中锌的含量。解：解：xZnsx+sx0.210 10.04.410.686 0.210AAAg/mL水样中锌的含量：Zn4.41 50.00 1000.822 mg/L1000 25.00续前返回返回续前返回返回 2.2 作图法作图法: 设同体积容量瓶编号设同体积容量瓶编号 A B C D 试液试液+标准溶液浓度标准溶液浓度 cx cx+ cs cx+ 2cs cx+ 4cs 测得相应的吸光度

20、测得相应的吸光度 Ax A1 A2 A4以以A为纵坐标为纵坐标,标准溶液浓标准溶液浓度度cs为横坐标为横坐标,绘制工作曲绘制工作曲线线,如右图：如右图： 延长工作曲线与横坐标延长工作曲线与横坐标轴相交，交点至原点的距轴相交，交点至原点的距离所相应的浓度离所相应的浓度cx ，即为，即为所求被测元素的浓度。所求被测元素的浓度。 例：例：用冷原子吸收法测定废水中的汞，分用冷原子吸收法测定废水中的汞，分别吸取试液别吸取试液10.00mL于一组于一组25mL的容量瓶的容量瓶中中,加入不同体积的标准汞溶液加入不同体积的标准汞溶液(浓度为浓度为0.40g/mL)，稀释至刻度。测得下列吸光度：，稀释至刻度。测

21、得下列吸光度：VHg/mLA0.000.50 1.00 1.502.002.500.0670.067 0.145 0.222 0.294 0.371 0.445在相同条件下做空白实验，在相同条件下做空白实验，A为为0.015。计算水。计算水样中汞的含量。样中汞的含量。续前返回返回 解：解：每一个吸光度值都每一个吸光度值都减去空白值减去空白值0.015。然后。然后以以A为纵坐标，加入汞为纵坐标，加入汞标准液体积为横坐标作标准液体积为横坐标作图。得一直线。外延此图。得一直线。外延此直线与横轴相交，交点直线与横轴相交，交点与原点间的距离为与原点间的距离为0.39mL。故水样中汞的。故水样中汞的含量为

22、：含量为：310000.39 0.40100.016 mg/L10.00续前返回返回 解：解：每一个吸光度值都每一个吸光度值都减去空白值减去空白值0.015。然后。然后以以A为纵坐标，加入汞为纵坐标，加入汞标准液体积为横坐标作标准液体积为横坐标作图。得一直线。外延此图。得一直线。外延此直线与横轴相交，交点直线与横轴相交，交点与原点间的距离为与原点间的距离为0.39mL。故水样中汞的。故水样中汞的含量为：含量为：310000.39 0.40100.016 mg/L10.00续前返回返回3.1 3.1 内标标准曲线法内标标准曲线法 3 3 内标法内标法内标标准曲线法内标标准曲线法内标计算法内标计算

23、法 在标准溶液和试样溶液中，分别加入一定量在标准溶液和试样溶液中，分别加入一定量试样中不存在的内标元素，同时测定溶液中待试样中不存在的内标元素，同时测定溶液中待测元素和内标元素的吸光度。测元素和内标元素的吸光度。续前返回返回 以以Ax/As为纵坐标，浓度为横坐标作标准曲线。为纵坐标，浓度为横坐标作标准曲线。根据试液中待测元素与内标元素吸光度比值，求根据试液中待测元素与内标元素吸光度比值，求得待测元素的浓度得待测元素的浓度 例：例：用原子吸收法测定水中用原子吸收法测定水中Pb的含量。用的含量。用Mg作内标，加入如下不同量的作内标，加入如下不同量的Pb标准溶液标准溶液(浓度为浓度为1.00g/mL

24、)，及一定量的，及一定量的Mg标准溶液标准溶液(浓度为浓度为1.00g/mL) 于于50mL容量瓶中稀释至刻度。测得容量瓶中稀释至刻度。测得APb/AMg如下：如下：5.00VPb/mL2.004.006.008.00 10.005.005.005.005.00APb/AMgVMg/mL0.4770.885 1.3321.7962.217续前返回返回 取取25.00mL水样放入水样放入50mL容量瓶中，再加入容量瓶中，再加入Mg标准溶液标准溶液5.00mL，稀释至刻度。测得试样中，稀释至刻度。测得试样中APb/AMg为为1.083。计算水样中。计算水样中Pb的含量。的含量。 解：解：以以APb

25、/AMg为纵坐标，为纵坐标，Pb的体积为横坐标作图，得的体积为横坐标作图，得到一直线。试样中到一直线。试样中APb/AMg为为1.183，从图上查得对应的，从图上查得对应的Pb体积为体积为5.00mL。Pb5.00 1.00 100025.00 1000 0.200 mg/L续前返回返回 在标准曲线呈线性关系的一定浓度范围在标准曲线呈线性关系的一定浓度范围内，可用下式直接进行计算：内，可用下式直接进行计算：XSXS(/)(/)( X / S )( X / S )AAAA标未标未 3.2 内标计算法内标计算法续前返回返回 例：例：测定一系列测定一系列Ca和和Cu溶液的吸光度：溶液的吸光度： Ca

26、/gmL-1 Cu/gmL-1A422.7A324.71.000.0861.000.1422.000.1772.000.2923.000.2593.000.4384.000.3504.000.576 计算计算：(1) Cu和和Ca浓度相等所产生的平均相对浓度相等所产生的平均相对吸光度吸光度(A324.7/A422.7)； (2) 测定测定Ca 用用Cu作内标，已知试样内含作内标，已知试样内含Cu 2.47 gmL-1，A324.7=0.269， A422.7=0.218。求。求Ca的浓度。的浓度。续前返回返回 解：解：(1)XSXS(/)(/)( X / S )( X / S )AAAA标未标

27、未 324.7422.70.1420.2920.4380.576+0.0860.1770.2590.350/4 1.66AA (2) 应用公式：应用公式：1/1.660.218/0.2691/1C a/2.470.218 1.66 2.47C3.32 mg/L a0.269续前返回返回例：例：钾原子共振线波长为钾原子共振线波长为766.49nm,计算该共振线的计算该共振线的激发能量激发能量(以以eV表示表示1eV=1.60210-19J),频率和波数频率和波数341071919196.626 103 10766.49 101.602 102.59 10 1.62eV1.602 10h cE 解

28、：解：19141342.59 103.91 10 s6.626 10Eh31111.3 10 nm766.49续前返回返回Thank you for your attention!5.4 干扰因素及其抑制方法干扰因素及其抑制方法干扰因素干扰因素1 光谱干扰光谱干扰指非待测谱线进入检测器，或待测谱线被其指非待测谱线进入检测器，或待测谱线被其它杂质所吸收而引起的干扰。它杂质所吸收而引起的干扰。光谱干扰光谱干扰化学干扰化学干扰物理干扰物理干扰主要有主要有邻近谱线的干扰邻近谱线的干扰和和背景吸收的干扰背景吸收的干扰1.1 邻近谱线的干扰抑制邻近谱线的干扰抑制返回返回 (3) 灯的辐射中有连续背景辐射灯

29、的辐射中有连续背景辐射 用较小通带或更换灯用较小通带或更换灯 (1) 在分析线附近有单色器不能分离的待在分析线附近有单色器不能分离的待测元素的邻近线测元素的邻近线 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 (2) 空心阴极灯内有单色器不能分离的干扰空心阴极灯内有单色器不能分离的干扰元素的辐射元素的辐射 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续前返回返回1.2 背景吸收的干扰与抑制背景吸收的干扰与抑制l背景吸收背景吸收是指除待测元素外，其它物质对是指除待测元素外，其它物质对光源发射谱线的吸收。光源发射谱线的吸收。主要有主要有分子吸收、光散射分

30、子吸收、光散射和和火焰吸收火焰吸收 (1) 分子吸收：分子吸收：原子化过程中，存在或生成原子化过程中，存在或生成的分子对特征辐射产生的吸收。分子光谱是的分子对特征辐射产生的吸收。分子光谱是带状光谱，势必在一定波长范围内产生干扰。带状光谱，势必在一定波长范围内产生干扰。续前返回返回 (2) 光散射：光散射：指火焰中存在着固体微粒，指火焰中存在着固体微粒，对入射光的散射而产生的假吸收，从而使结对入射光的散射而产生的假吸收，从而使结果偏高的现象。果偏高的现象。 (3) 火焰吸收：火焰吸收：指火焰中各种成分对入射指火焰中各种成分对入射光的吸收。光的吸收。l背景吸收的干扰校正方法背景吸收的干扰校正方法

31、(1) 用氘灯测定背景吸收：用氘灯测定背景吸收：氘灯发射的是连氘灯发射的是连续光谱，基态原子对其吸收可忽略不计。旋续光谱，基态原子对其吸收可忽略不计。旋转分光器交替使用氘灯提供的连续光谱。转分光器交替使用氘灯提供的连续光谱。续前返回返回空心阴极灯提供的空心阴极灯提供的共振线通过火焰；共振线通过火焰；用元素灯作光源测得用元素灯作光源测得的吸光度包括原子吸的吸光度包括原子吸收和背景吸收收和背景吸收；用氘；用氘灯作光源测得的吸灯作光源测得的吸光度只包括分子吸光度只包括分子吸收和光散射等因素收和光散射等因素所造成的背景吸收，所造成的背景吸收，两者之差即可消去背两者之差即可消去背景吸收。景吸收。续前返回

32、返回 (2) 用空白溶液进行校正：用空白溶液进行校正： 配制一种基体元素浓度与试液相同，但不配制一种基体元素浓度与试液相同，但不含待测元素的空白溶液，在相同条件下，测含待测元素的空白溶液，在相同条件下，测定这个空白溶液的吸光度定这个空白溶液的吸光度( (即背景吸收即背景吸收) )，然，然后从试液的吸光度值中后从试液的吸光度值中减去减去背景吸收值，即背景吸收值，即得试液的吸光度。得试液的吸光度。续前返回返回 (3) 用塞曼用塞曼(Zeeman)效应背景校正法效应背景校正法 Zeeman Zeeman效应效应：在磁场作用下简并的谱线发生裂分在磁场作用下简并的谱线发生裂分的现象；的现象；校正原理校正

33、原理：原子化器加磁场后，随旋转偏振器的：原子化器加磁场后，随旋转偏振器的转动，当平行磁场的偏振光通过火焰时，产生总吸转动，当平行磁场的偏振光通过火焰时，产生总吸收；当垂直磁场的偏振光通过火焰时，只产生背景收；当垂直磁场的偏振光通过火焰时，只产生背景吸收；见下页图示：吸收；见下页图示：方式方式：光源调制法和共振线调制法光源调制法和共振线调制法( (应用较多应用较多) )，后后者又分为恒定磁场调制方式和可变磁场调制方式。者又分为恒定磁场调制方式和可变磁场调制方式。续前返回返回优点优点：校正能力强：校正能力强(可校正背景可校正背景A：1.22.0)；可校；可校正波长范围宽：正波长范围宽：190 90

34、0nm续前返回返回 2 化学干扰化学干扰：指待测元素与其它组分之间的指待测元素与其它组分之间的化学反应，从而减少了基态原子的数目所造成的化学反应，从而减少了基态原子的数目所造成的影响。化学干扰有：影响。化学干扰有：形成化合物形成化合物和和电离干扰电离干扰2.1 形成化合物的干扰与抑制形成化合物的干扰与抑制 待测元素与共存组分作用形成难挥发的化待测元素与共存组分作用形成难挥发的化合物，致使参与吸收的基态原子数减少。合物，致使参与吸收的基态原子数减少。 为了抑制这种干扰，常在为了抑制这种干扰，常在标准溶液标准溶液和和试样试样溶液溶液中均加入某些试剂中均加入某些试剂(如如释放剂、保护剂、释放剂、保护

35、剂、缓冲剂缓冲剂等等)续前返回返回2.2 电离干扰与抑制电离干扰与抑制 待测元素在原子化过程中，原子失去一个待测元素在原子化过程中，原子失去一个或几个电子后形成离子，不产生吸收，故部或几个电子后形成离子，不产生吸收，故部分基态原子的电离会使吸收强度减弱。分基态原子的电离会使吸收强度减弱。 抑制电离干扰抑制电离干扰: (1) 适当控制火焰温度；适当控制火焰温度；(2) 在试液中加入在试液中加入较大量易电离元素较大量易电离元素(如钠、钾等如钠、钾等)作为作为“消电消电离剂离剂”，这些易电离元素在火焰中强烈电，这些易电离元素在火焰中强烈电离而消耗了能量，就抑制、减少了待测元离而消耗了能量，就抑制、减

36、少了待测元素基态原子的电离。素基态原子的电离。续前返回返回3 物理干扰物理干扰(基体效应基体效应) 指试样在转移、蒸发过程中任何物理因素指试样在转移、蒸发过程中任何物理因素变化而引起的干扰效应。变化而引起的干扰效应。干干扰扰因因素素试液的粘度试液的粘度影响试样喷入火焰的速度影响试样喷入火焰的速度 表面张力表面张力影响雾滴的大小及分布影响雾滴的大小及分布溶剂的蒸气压溶剂的蒸气压影响蒸发速度影响蒸发速度雾化气体的压力雾化气体的压力 影响喷入量的多少影响喷入量的多少续前返回返回1 分析线的选择分析线的选择2 灯电流的选择灯电流的选择5.5 测量条件的选择测量条件的选择返回返回续前3 火焰的选择火焰的

37、选择4 燃烧器高度的选择燃烧器高度的选择5 狭缝宽度的选择狭缝宽度的选择 1 分析线的选择分析线的选择 选择待测元素的共振线作分析线，使测选择待测元素的共振线作分析线，使测定具有较高的灵敏度。测量高浓度时，也定具有较高的灵敏度。测量高浓度时，也可选次灵敏线。可选次灵敏线。 2 灯电流的选择灯电流的选择 在保证有稳定和足够的辐射光通过的情况在保证有稳定和足够的辐射光通过的情况下，尽量选较低的电流。选择合适的灯电流下，尽量选较低的电流。选择合适的灯电流可通过实验确定。可通过实验确定。方法：方法： 配制一含量合适的溶液，以不同的灯电流测量相应的吸光度，然后做吸光度-灯电流曲线，从曲线找出吸光度最大时

38、，所对应的较小电流为测定的工作电流。5.5 测量条件的选择测量条件的选择返回返回续前3 火焰的选择火焰的选择 依据不同试样元素选择不同火焰类型。对易电依据不同试样元素选择不同火焰类型。对易电离的碱金属元素，选用低温火焰；对易生成氧化离的碱金属元素，选用低温火焰；对易生成氧化物的元素物的元素(如如Al、Si、B、W等等)，选用高温火焰，选用高温火焰，对一般元素，常使用空气乙炔火焰。对一般元素，常使用空气乙炔火焰。4 燃烧器高度的选择燃烧器高度的选择 不同元素的基态原子密度随火焰高度的分布是不同元素的基态原子密度随火焰高度的分布是不同的。调节观测高度不同的。调节观测高度( (燃烧器高度燃烧器高度)

39、 )，可使元素，可使元素通过自由原子浓度最大的火焰区，灵敏度高，观通过自由原子浓度最大的火焰区，灵敏度高，观测稳定性好。测稳定性好。续前返回返回5 狭缝宽度的选择狭缝宽度的选择 狭缝宽度与单色器的分辨能力和光狭缝宽度与单色器的分辨能力和光源辐射的强弱等因素有关。当单色器源辐射的强弱等因素有关。当单色器的分辨能力大时，用较宽的狭缝。在的分辨能力大时，用较宽的狭缝。在光源辐射较弱或共振线吸收较弱时，光源辐射较弱或共振线吸收较弱时，必须使用较宽的狭缝。合适的狭缝宽必须使用较宽的狭缝。合适的狭缝宽度同样应通过实验确定度同样应通过实验确定 。续前返回返回5.6 灵敏度、特征浓度及检出限灵敏度、特征浓度及

40、检出限1 灵敏度及特征浓度灵敏度及特征浓度 灵敏度灵敏度S定义为校正曲线的斜率，其表达定义为校正曲线的斜率，其表达式：式： dd ddAASScm或 即当待测元素的即当待测元素的c或质量或质量m改变一个单位时，改变一个单位时，吸光度吸光度A的变化量。的变化量。 影响影响S的因素的因素取决于待测元素本身的性质取决于待测元素本身的性质与仪器的性能有关。与仪器的性能有关。受实验条件因素的影响受实验条件因素的影响返回返回特征浓度计算式：特征浓度计算式： 特征浓度特征浓度:指产生指产生1%吸收或吸收或0.0044吸光度值吸光度值时溶液中待测元素的质量浓度时溶液中待测元素的质量浓度(g.mL-1/1%)或

41、质量分数或质量分数(g.g-1/1%)。在火焰原子法中常用在火焰原子法中常用特征浓度特征浓度表示表示灵敏度灵敏度0.0044SA在石墨炉原子化法中，常用绝对特征浓度在石墨炉原子化法中，常用绝对特征浓度S表示表示:0.0044 VSSA的单位：g/1%0100lg=lg=0.004499IAI返回返回续前例：例：某原子吸收分光光度计，对浓度均为某原子吸收分光光度计，对浓度均为0.20g.mL-1的的Ca2+溶液和溶液和Mg2+标准溶液进标准溶液进行测定，吸光光度分别为行测定，吸光光度分别为0.054和和0.072。比较这两个元素哪个灵敏度高？比较这两个元素哪个灵敏度高？解：解：对对Ca2+的灵敏

42、度：的灵敏度：0.00440.20 0.00440.0160.054SA(g.mL-1/1%)对对Mg2+的灵敏度：的灵敏度：S=0.012 (g.mL-1/1%)Mg2+的灵敏度较的灵敏度较Ca2+ 为高。为高。续前返回返回 指产生一个能够保证在试样中存在某元素指产生一个能够保证在试样中存在某元素的分析信号所需要的该元素的最小含量。的分析信号所需要的该元素的最小含量。c3cDA(g.mL-1)2 检出限检出限 用空白溶液或接近空白的标准溶液进行用空白溶液或接近空白的标准溶液进行至少至少10次连续测定所得吸光度的标准偏差的次连续测定所得吸光度的标准偏差的3倍时所相应的质量浓度或质量分数求得。倍

43、时所相应的质量浓度或质量分数求得。m3mDA(g.g-1)或续前返回返回5.7 定量分析结果的计算定量分析结果的计算1 标准曲线法标准曲线法返回返回计算法计算法2 标准加入法标准加入法作图法作图法浓度直读法浓度直读法3 内标法内标法内标标准曲线法内标标准曲线法内标计算法内标计算法5.7 定量分析结果的计算定量分析结果的计算 1 标准曲线法标准曲线法 配制一组合适的标准溶液，由低浓度到高浓度依配制一组合适的标准溶液，由低浓度到高浓度依次喷入火焰，将获得的吸光度次喷入火焰，将获得的吸光度A数据对应于浓度数据对应于浓度c作作标准曲线，在相同条件下测定试样的吸光度标准曲线，在相同条件下测定试样的吸光度

44、A，在，在标准曲线上求出对应的浓度值。标准曲线上求出对应的浓度值。 或或由标准试样数据获得线性方由标准试样数据获得线性方程，将试样的吸光度程，将试样的吸光度A A数据代入计数据代入计算。算。注意注意在高浓度时，标准曲线在高浓度时，标准曲线易发生弯曲。易发生弯曲。返回返回 计算法计算法 2.1 计算法计算法:设容量瓶设容量瓶A，待测元素浓度，待测元素浓度cx，吸光度，吸光度Ax2 标准加入法标准加入法 作图法作图法浓度直读法浓度直读法容量瓶容量瓶B，待测元素浓度为，待测元素浓度为(cx+cs)，吸光，吸光度为度为Ax+s，可求得被测试液元素的浓度为，可求得被测试液元素的浓度为:xxsx+sxAc

45、cAA式中： cx、cs为浓度项，可以用物质的量浓度、质量浓度、质量分数表示。注意容量瓶A、B体积相同。续前返回返回 例：例：用原子吸收分光光度法测定水样中的锌。用原子吸收分光光度法测定水样中的锌。取取1000mL水样加热浓缩至水样加热浓缩至100mL，吸取，吸取25.00mL水样，分别放入两个水样，分别放入两个50.00mL容量瓶中，容量瓶中，其中一个再加入其中一个再加入10.00mL(10.0g.mL-1)锌标准溶锌标准溶液，均稀释至刻度。分别测得吸光度为液，均稀释至刻度。分别测得吸光度为0.210和和0.686。计算水样中锌的含量。计算水样中锌的含量。解：解：xZnsx+sx0.210

46、10.04.410.686 0.210AAAg/mL水样中锌的含量：Zn4.41 50.00 1000.822 mg/L1000 25.00续前返回返回 2.2 作图法作图法: 设同体积容量瓶编号设同体积容量瓶编号 A B C D 试液试液+标准溶液浓度标准溶液浓度 cx cx+ cs cx+ 2cs cx+ 4cs 测得相应的吸光度测得相应的吸光度 Ax A1 A2 A4以以A为纵坐标为纵坐标,标准溶液浓标准溶液浓度度cs为横坐标为横坐标,绘制工作曲绘制工作曲线线,如右图：如右图： 延长工作曲线与横坐标延长工作曲线与横坐标轴相交，交点至原点的距轴相交，交点至原点的距离所相应的浓度离所相应的浓

47、度cx ，即为，即为所求被测元素的浓度。所求被测元素的浓度。 续前返回返回 例：例：用冷原子吸收法测定废水中的汞，分用冷原子吸收法测定废水中的汞，分别吸取试液别吸取试液10.00mL于一组于一组25mL的容量瓶的容量瓶中中,加入不同体积的标准汞溶液加入不同体积的标准汞溶液(浓度为浓度为0.40g/mL)，稀释至刻度。测得下列吸光度：，稀释至刻度。测得下列吸光度：VHg/mLA0.000.50 1.00 1.502.002.500.0670.067 0.145 0.222 0.294 0.371 0.445在相同条件下做空白实验，在相同条件下做空白实验，A为为0.015。计算水。计算水样中汞的含

48、量。样中汞的含量。续前返回返回 解：解：每一个吸光度值都每一个吸光度值都减去空白值减去空白值0.015。然后。然后以以A为纵坐标，加入汞为纵坐标，加入汞标准液体积为横坐标作标准液体积为横坐标作图。得一直线。外延此图。得一直线。外延此直线与横轴相交，交点直线与横轴相交，交点与原点间的距离为与原点间的距离为0.39mL。故水样中汞的。故水样中汞的含量为：含量为：310000.39 0.40100.016 mg/L10.00续前返回返回3.1 3.1 内标标准曲线法内标标准曲线法 3 3 内标法内标法内标标准曲线法内标标准曲线法内标计算法内标计算法 在标准溶液和试样溶液中，分别加入一定量在标准溶液和试样溶液中，分别加入一定量试样中不存在的内标元素，同时测定溶液中待试样中不存在的内标元素，同时测定溶液中待测元素和内标元素的吸光度。测元素和内标元素的吸光度。续前返回返回 以以Ax/As为纵坐标，浓度为横坐标作标准曲线。为纵坐标，浓度为横坐标作标准曲线。根据试液中待测元素与内标元素吸光度比值，求根据试液中待测元素与内标元素吸光度比值，求得待测元素的浓度得待测元素的浓度 例：例：用原子吸收法测定水中用原子吸收法测