环境工程仪器分析第二章原子吸收光谱分析课件

原子吸收光谱分析AtomicabsorptionSpectrometry（AAS）原子吸收光谱分析Atomicabsorption1目的与要求1.掌握原子吸收分光光度法的基本原理。2.了解原子吸收分光光度计的结构。掌握原子吸收分光光度计的重要部件及其作用。3.掌握原子吸收光谱法的干扰及其抑制方法。4.掌握原子吸收的定量分析方法。5.了解原子吸收分光光度法在环境监测中的应用。目的与要求1.掌握原子吸收分光光度法的基本原理。2光学分析法概述

光分析法包含的内容较多，是仪器分析的重要组成部分。该类分析方法的重要特征是涉及到辐射能与待测物之间的相互作用及原子或分子内的能级跃迁。除可做定量分析外，还能提供化合物的大量结构信息，在研究物质组成、结构表征、表面分析等方面具有重要的作用。光学分析法概述光分析法包含的内容较多，是仪器分析的重3光分析法及其基本特征光分析法是基于电磁辐射能量与待测物质相互作用后，由产生的辐射信号来确定物质组成或结构的分析方法。光分析法所涉及的电磁辐射覆盖了由射线到无线电波的所有波长范围，相互作用的方式则包括了发射、吸收、反射、折射、散射、干涉、衍射等，并通过波长、频率、波数、强度等参数来进行表征。物质吸收或发射不同范围的能量(波长)，引起相应的原子或分子内能级跃迁，据此建立了各种光波谱分析方法，如紫外-可见光谱分析、红外光谱分析、核磁共振波谱分析、x-射线光谱分析等。光分析法及其基本特征光分析法是基于电磁辐射能量与待测物质相互4光分析的方法虽然很多，原理各异，但均涉及到以下三个过程：①提供能量的能源（光源、辐射源）及辐射控制；②能量与被测物之间的相互作用；③信号产生过程。光分析的方法虽然很多，原理各异，但均涉及到以下三个过程：5光分析法分类

依据物质与辐射作用的方式不同，光分析法可分为光谱法和非光谱法两大类。光谱法是基于物质与辐射能作用时，分子发生能级跃迁而产生的发射、吸收或散射的波长或强度等信号变化进行分析的方法。非光谱法则不涉及能级跃迁，物质与辐射作用时，仅改变传播方向等物理参数，如偏振、干涉、旋光等方法。本书主要介绍光谱分析法。光分析法分类依据物质与辐射作用的方式不同，光分析法可分为光6光谱分析法依据作用的对象不同又可分为：分子光谱法和原子光谱分析法。在原子光谱分析法中，基于原子外层电子跃迁的有原子吸收光谱（AAS）、原子发射光谱（AES）和原子荧光光谱（AFS）。基于原子内层跃迁的有X-射线荧光光谱（XFS），基于原子核与射线作用的有穆斯堡谱。光谱分析法依据作用的对象不同又可分为：分子光谱法和原子光谱分7在分子光谱中，紫外－可见光谱、荧光光谱、磷光光谱都是基于分子外层电子的跃迁，称为电子光谱。红外光谱则是基于分子内部振动和转动能级的跃迁，又称为振－转光谱。在分子光谱中，紫外－可见光谱、荧光光谱、磷光光谱都是基于分子8原子光谱是由原子外层价电子受到辐射后，在不同能级之间的跃迁所产生的各种光谱线的集合，通常是线性光谱，每条谱线都代表了一种跃迁。分子中不仅有更多的原子个数和种类，还包含各种基团和结构单元，所产生的光谱比较复杂，是带状光谱。但同时提供了更丰富的结构信息。所以分子光谱不仅在定量分析中应用广泛，在复杂化合物结构分析领域更是其他方法无法比拟的。原子光谱是由原子外层价电子受到辐射后，在不同能级之间的跃迁所9环境工程仪器分析第二章原子吸收光谱分析课件10

概论原子吸收光谱分析法：是基于物质所产生的原子蒸气对特征谱线（通常是待测元素的特征谱线）的吸收作用来进行元素定量分析的一种方法。

1955年，澳大利亚物理学家WalshA（瓦尔西）发表了著名论文：《原子吸收光谱法在分析化学中的应用》奠定了原子吸收光谱法的基础，之后迅速发展。20世纪60年代初出现了以火焰作为原子化装置的仪器，l970年制成了以石墨炉为原子化装置的商品仪器。概论原子吸收光谱分析法：是基于物质所产生的原子蒸气对特征谱11原子吸收光谱法与可见、紫外分光光度法的异同原子吸收光谱法与可见、紫外分光光度法基本原理相同，都是基于物质对光选择吸收而建立起来的光学分析法。区别：在可见、紫外分光光度法中，吸光物质是溶液中被测物质的分子或离子对光的选择吸收，原子吸收光谱法吸光物质是待测元素的基态原子对光的选择吸收，这种光是由待测元素制成的空心阴极灯(称元素灯)作光源。原子吸收光谱法与可见、紫外分光光度法的异同原子吸收光谱法与可12原子吸收光谱(AAS)：是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素含量的一种现代仪器分析方法。原子吸收光谱(AAS)：是基于从光源发出的被测元素特征辐射13其特点：

(1)检出限低，10-10～10-14g；

(2)准确度高，1%～5%；

(3)选择性高，一般情况下共存元素不干扰；

(4)

分析速度快，应用广，可测定70多个元素。局限性：测不同的元素需不同的元素灯，不能同时测多元素，难熔元素、非金属元素测定困难其特点：14二、AAS的理论基础原子吸收光谱的产生和原理原子吸收光谱的产生

原子的核外电子具有不同的电子能级，在通常情况下，最外层电子处于最低的能级状态，整个原子也处于最低能级状态--基态。基态原子的外层电子得到一定的能量（hγ=△E）后，电子从低能级向高能级跃迁。当通过基态原子的辐射线的能量（或频率）恰好符合该原子从基态跃迁到激发态所需能量（或频率）时，该基态原子就会从入射辐射中吸收能量跃迁到激发态，引起入射光强度的变化产生原子吸收光谱。二、AAS的理论基础原子吸收光谱的产生和原理15原子吸收光谱的共振线、特征谱线原子的外层电子从基态跃迁到能量最低的激发态（第一电子激发态）时，要吸收一定频率的光，这时产生的吸收谱线称为第一共振吸收线（或主共振吸收线）。各种元素的原子结构和外层电子排布不同，不同元素的原子从基态激发至第一激发态时吸收的能量不同，其共振线就不同，所以共振线是元素的特征谱线。原子由基态跃迁到第一激发态所需能量最低，跃迁最容易，因此大多数元素主共振线就是该元素的灵敏线。原子吸收光谱的共振线、特征谱线原子的外层电子从基态跃迁到能量16谱线轮廓与谱线变宽原子结构较分子结构简单，由于原子内部不存在振动和转动，理论上应产生线状光谱吸收线。但实际上原子吸收光谱线并不是严格的几何意义上的线（几何线无宽度），由于种种原因，用特征吸收频率的辐射光照射时，获得具有一定宽度（相当窄的波长和频率范围）的峰形吸收峰，称为吸收线轮廓。谱线轮廓与谱线变宽原子结构较分子结构简单，由于原子内部不存在17

原子吸收线的轮廓以原子吸收谱线的中心频率（或中心波长）和半宽度来表征。

中心频率：最大吸收处对应的频率称为中心频率，用ν0表示，其值由原子能级决定。

半宽度是中心频率位置，吸收系数极大值一半处，谱线轮廓上两点之间频率或波长的距离(⊿ν或⊿λ)。环境工程仪器分析第二章原子吸收光谱分析课件18环境工程仪器分析第二章原子吸收光谱分析课件19谱线变宽的原因

谱线具有宽度的原因a.原子性质→自然宽度b.外界影响热变宽,碰撞变宽(或压变宽)谱线变宽的原因谱线具有a.原子性质→自然宽度b20谱线变宽的原因（1）自然宽度ΔVN

在无外界影响下，谱线仍有一定的宽度，这种谱线固有的宽度为自然宽度。它与激发态原子的寿命有关，不同谱线有不同的自然宽度。在大多数情况下，约为10-6～10-5nm数量级。它与谱线的其它变宽宽度相比，可以忽略不计。谱线变宽的原因（1）自然宽度ΔVN21谱线变宽的原因2）多普勒变宽（热变宽）ΔVD

由于原子在空间作无规则热运动所导致的，故又称热变宽。通常为10-4～10-3nm，它是谱线变宽的主要因素。谱线变宽的原因2）多普勒变宽（热变宽）ΔVD22（3）碰撞变宽（压力变宽）ΔVL

吸收原子与其他粒子（分子、原子、离子和电子）间的相互碰撞引起的变宽。

劳伦兹（Lorentz）变宽ΔVL:10-4～10-3nm

待测元素原子和其他粒子碰撞引起的谱线变宽称为劳伦茨变宽，普遍存在。随原子区压力和温度的增加而增大。赫鲁兹马克(Holtsmark)变宽(共振变宽)VR：

同种待测原子间碰撞。只有被测元素浓度高时才起作用，但在原子吸收中可忽略（3）碰撞变宽（压力变宽）ΔVL23自吸变宽：空心阴极灯光源发射的共振线被灯内同种基态原子所吸收产生自吸现象，灯电流越大，自吸现象越严重。谱线的变宽将导致原子吸收分析灵敏度的下降。影响原子吸收线宽度的最主要因素是()A自然宽度B赫鲁兹马克变宽C斯塔克变宽

D.多普勒变宽在原子吸收法中,能够导致谱线峰值产生位移和轮廓不对称的变宽应是()A热变宽B

压力变宽C自吸变宽D场致变宽为定量描述谱线的轮廓习惯上引入了两个物理量，即__________和__________。自吸变宽：空心阴极灯光源发射的共振线被灯内同种基态原子所吸24三定量基础在吸收线轮廓内，以吸收系数对频率积分称为积分吸收，积分得的结果是吸收线轮廓内（右）的总面积，它表示原子蒸气吸收的全部能量。

理论上：积分吸收与原子蒸气中吸收辐射的基态原子数成正比。三定量基础在吸收线轮廓内，以吸收系数对频率积分称为积分吸收，25讨论

如果能将公式左边求出，即谱线下所围面积测量出（积分吸收）。即可得到单位体积原子蒸气中吸收辐射的基态原子数N0。

能否提供共振辐射（锐线光源），测定峰值吸收？这是一种绝对测量方法。由于原子吸收线的半宽度很小，仅有10-3nm，要测定半宽度这么小的吸收线的积分吸收值，需要分辨率高达50万的单色器，目前的制造技术无法达到。

讨论如果能将公式左边求出，即谱线下所围面积测量出（积262.峰值吸收测量法

因为当采用锐线光源进行测量，则Δνe<Δνa

，由图可见，在辐射线宽度范围内，峰值吸收与积分吸收非常接近，可用峰值吸收代替积分吸收。1955年沃尔什提出采用锐线光源（能发射谱线半宽度很窄的发射线的光源，如空心阴极灯），峰值吸收与火焰中被测元素的原子浓度也成正比。吸收线中心频率处的吸收系数K0为峰值吸收系数，简称峰值吸收。

2.峰值吸收测量法因为当采用锐线光源进行测27实际测量

上式的前提条件：（1）Δνe<Δνa

；（2）发射线与吸收线的中心频率一致。只要测量吸收前后发射线强度的变化，便可求出被测元素的含量又由于实际测量上式的前提条件：只要测量吸收前后发射线强度的变化，28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，在一定的条件下，服从朗伯－比耳定律：实际上可用N0代替原子化器中的原子总数N在试验条件一定时，K//、α

和L均为常数，则上式可写为：A=kc

这是原子吸收测量的基本关系式,也是原子吸收光谱法的定量分析依据。

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29何谓锐线光源？在原子吸收光谱分析中为什么要用锐线光源？应用原子吸收光谱法进行定量分析的依据是什么？在原子吸收法中，由于吸收线半宽度很窄，因此测量_____有困难，所以采用测量______来代替。原子吸收光谱是由气态物质中基态原子的内层电子跃迁产生的。（）实现峰值吸收的条件之一是：发射线的中心频率与吸收线的中心频率一致。（）原子光谱理论上应是线光谱，原子吸收峰具有一定宽度的原因主要是由于光栅的分光能力不够所致。()原子吸收线的变宽主要是由于自然变宽所导致的。()在原子吸收光谱分析中，发射线的中心频率与吸收线的中心频率一致，故原子吸收分光光度计中不需要分光系统。()何谓锐线光源？在原子吸收光谱分析中为什么要用锐线光源？30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度计TAS-990F原子吸收分光光度计31原子吸收分光度计：由光源、原子化器、单色器和检测系统四个基本部件组成。原子吸收光谱仪的基本结构和工作流程

原子吸收分光度计：由光源、原子化器、单色器和检测系统四个基本32光源作用：发射被测元素的共振辐射。要求：锐线光源、辐射强度大、稳定性高、检出限低、背景小等。理想光源：空心阴极灯、无极放电灯、蒸汽放电灯等光源作用：发射被测元素的共振辐射。332.光源：空心阴极灯(HOLLOWCATHODELAMP)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。2.光源：空心阴极灯(HOLLOWCATHODELAM34原子吸收分光光度计由____、____、____和____组成。在原子吸收光谱中，为了测出待测元素的峰值吸收必须使用锐线光源，常用的是_____灯。空心阴极灯的阳极一般是_____,而阴极材料则是_______,管内通常充有_______。空心阴极灯内充的气体是()A

大量的空气B

大量的氖或氩等惰性气体

C

少量的空气

D少量的氖或氩等惰性气体空心阴极灯的主要操作参数是()A

灯电流B

灯电压C

阴极温度D

内充气体的压力原子吸收分光光度计由____、____、____和__35三、原子化系统1.作用:

将试样中待测元素转变成原子蒸气。2.原子化方法火焰法无火焰法—电热高温石墨管，激光3.原子化装置类型：火焰原子化器和无火焰原子化器(石墨炉原子化器)三、原子化系统1.作用:将试样中待测元素转变成原子蒸气364.火焰原子化装置与原子化过程组成：雾化器和燃烧器。雾化器：使试液雾化。。燃烧器：利用火焰加热、释放的能量使试样原子化。主要缺点：雾化效率低。4.火焰原子化装置与原子化过程主要缺点：雾化效率低。37火焰类型：根据燃气和助燃气的比例分化学计量火焰（中性火焰）燃气和助燃气的比例符合化学计量比。温度高，干扰少，稳定，背景低，常用。

富燃火焰：（还原性火焰）燃气过量，燃烧不完全，测定较易形成难熔氧化物的元素Mo、Cr及稀土等。

贫燃火焰：（氧化焰）助燃气过量，火焰温度低，氧化性气氛，适用于易解离、易电离的元素的测定，如碱金属。火焰类型：根据燃气和助燃气的比例分化学计量火焰（中性火焰）燃38

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。火焰原子化器的火焰温度选择：直接影响原子化程度（a）火焰温度越高，产生的热激发态原子越多；（b）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；（c）火焰温度取决于燃气与助燃气类型，常用空气—乙炔，最高温度2600K能测35种元素。

试样雾滴在火焰中，经蒸发，干燥，离解（还原）等过程产39火焰原子化法的优点：重现性好、易于操作主要缺点；原子化效率低，仅有约10％的试液被原子化，而约90％的试液由废液管排出。无火焰原子化装置可提高原子化效率，使灵敏度增加10～200倍。原子吸收分析中，若采用火焰原子化法，是否火焰温度愈高，测定灵敏度就愈高？为什么？火焰原子化法的优点：重现性好、易于操作405.石墨炉原子化装置（1）结构。

缺点：精密度差，测定速度慢，操作不够简便，装置复杂。5.石墨炉原子化装置（1）结构。缺点：精密度差，测定速41（2）原子化过程原子化过程：四个阶段，干燥、灰化（去除基体）、原子化、净化（去除残渣），待测元素在高温下生成基态原子。（2）原子化过程原子化过程：四个阶段，干燥、灰化（去除基体）42石墨炉原子化器的优缺点优点：①原子化效率高，因而灵敏度高。检出限绝对值低，可达10-14～10-12g，比火焰原子化法低3个数量级。②原子化温度高。可用于那些较难挥发和原子化的元素分析。③在强还原性介质与惰性气体气氛下原子化，有利于那些易形成难解离氧化物的元素分析；保护已原子化的自由原子不重新被氧化。④可测固体及粘稠试样。可直接以溶液、固体进样，且进样量少,通常溶液为l～50μL,固体试样约为0.1～10mg。缺点：基体效应、化学干扰较多；背景吸收较强；精密度较差；仪器装置较复杂，价格较高贵，需要水冷。石墨炉原子化器的优缺点优点：①原子化效率高，因而灵敏度高43石墨炉原子化法的工作原理是什么？与火焰原子化法相比较，有什么优缺点？为什么？

GFAAS的升温程序如下：()

A灰化、干燥、原子化和净化

B干燥、灰化、净化和原子化

C

干燥、灰化、原子化和净化

D灰化、干燥、净化和原子化在原子吸收法中,火焰原子化器与无火焰原子化器相比较,测定的灵敏度________,这主要是因为后者比前者的原子化效率____________。贫燃火焰也称氧化焰，即助燃气过量。过量助燃气带走火焰中的热量，使火焰温度降低，适用于易电离的碱金属元素的测定。（T）石墨炉原子化法的工作原理是什么？与火焰原子化法相比较，有什么44其它原子化方法—低温原子化法和氢化法

对于砷、硒、汞以及其它一些特殊元素，原子化过程借助化学反应完成，故又称化学原子化法。低温原子化法（冷原子吸收法）汞在室温下就有一定的蒸汽压。只要对试样进行化学预处理（用SnCl2或盐酸羟胺）还原为金属汞后，由载气将汞蒸气带入吸收池进行原子吸收测量。该方法灵敏度、准确度较高（可达10-8g汞）其它原子化方法—低温原子化法和氢化法对于砷、硒、汞以及其它45氢化物原子化（hydrideatomization）法

主要用来测定As,Sb,Bi,Sn,Ge,Pb和Te等元素，原子化温度700～900℃其原理：在酸性介质中，待测化合物与强还原剂硼氢化钠（或钾）反应生成气态氢化物。将待测试样在专门的氢化物生成器中产生氢化物，送入原子化器中使之分解成基态原子。这种方法具有原子化温度低，且氢化物生成的过程本身是个分离过程，因而此法灵敏度高（对砷、硒可达10-9g)，基体干扰和化学干扰少。氢化物原子化（hydrideatomization）法主46单色器

单色器的分辨率和光强取决于夹缝宽度。1.作用将待测元素的共振线与邻近线分开。

2.组件由入射和出射狭缝、反射镜和色散元件组成。在原子吸收光谱法中，由于使用了锐线光源，对单色器的要求不高，多采用平面光栅，仅需将共振线与邻近线分开即可单色器单色器的分辨率和光强取决于夹缝宽度。47检测系统

主要由检测器、放大器、对数变换器、显示记录装置组成。

1.检测器---将单色器分出的光信号转变成电信号。如：光电倍增管、光敏晶体管等。

2.放大器---将光电倍增管输出的较弱信号，经电子线路进一步放大。

3.对数变换器---光强度与吸光度之间的转换。

4.显示、记录

原子吸收分光光度计中常用的检测器是()A

光电池B

光电管

C

光电倍增管D

感光板检测系统主要由检测器、放大器、对数变换器、显示记录48测量条件的选择

原子吸收光谱法中，测量条件的选择对测定的准确度、灵敏度有较大的影响。

1.分析线，通常选用共振吸收线为分析线，测定高含量元素时，可以选用灵敏度较低的非共振吸收线为分析线。

2.狭缝宽度，狭缝宽度影响光谱通带宽度与检测器接收的能量。不引起吸光度减小的最大狭缝宽度，即为应选取的合适狭缝宽度。

3.空心阴极灯的工作电流，灯电流的一般选用原则是，在保证有稳定和足够的发射光通量的情况下，尽量选用较低的工作电流，通常控制在额定电流的40％～60％。实际工作中应通过实验确定。测量条件的选择

原子吸收光谱法中，测量条件的选择对测定494.原子化条件的确定5.检测进样量4.原子化条件的确定50

灵敏度、特征浓度及检测限灵敏度：灵敏度S是指在一定浓度时，测定值（吸光度）的增量（⊿A）与相应的待测元素浓度（或质量）的增量（⊿c或⊿m）的比值。Sc=⊿A/⊿c;Sm=⊿A/⊿m灵敏度S也即校正曲线的斜率在原子吸收光度法中通常用特征浓度和特征质量表示灵敏度，分别用于火焰法和石墨炉法。灵敏度、特征浓度及检测限灵敏度：灵敏度S是指在一定浓度时51特征浓度和特征质量其定义为：能产生1％吸收（即吸光度为0.00434）信号时所需的被测元素的浓度(c0)或质量（m0）。其值越小，表示仪器灵敏度越高。

C0=0.00434Cx/Ax(ug·mL-1·1%)m0=0.00434mx/Ax(ug·g-1·1%)例如1ug·g-1的镁溶液，测得其吸光度值为0.54，则其特征浓度为

0.00434×1/0.54=0.008ug·g-1·1%特征浓度和特征质量其定义为：能产生1％吸收（即吸光度为0.052检出限检出限（detectionlimit，D.L.）定义为在适当置信度下，能检测出的待测元素的最小浓度或最小量。检出限53原子吸收的干扰及消除

原子吸收光谱法中的干扰效应，按其性质和产生的原因可分为光谱类干扰和非光谱类干扰。非光谱类干扰又可分为：物理干扰、化学干扰和电离干扰。1）光谱干扰光谱干扰是指待测元素的共振线与干扰物质谱线分离不完全及背景吸收所造成的影响，包括谱线重叠、光谱通带内存在非吸收线、原子化器内的直流发射、分子吸收、光散射等。这类干扰主要来自光源、试样中的共存元素和原子化装置。谱线重叠干扰可通过调小狭缝或另选分析线来抑制或消除；光谱通带内存在的非吸收线干扰可通过减小狭缝宽度与灯电流，或另选谱线来减小；空心阴极灯的发射干扰可采用纯度较高的单元素灯来减免。原子吸收的干扰及消除原子吸收光谱法中的干扰效应，按其性54原子吸收的干扰及消除

2）物理干扰物理干扰主要指的是样品在处理、雾化、蒸发和原子化的过程中，由于任何物理因素的变化而引起原子吸收信号下降的效应。其物理因素包括溶液的强度、密度、表面张力、溶剂的种类、气体流速等。这些因素会影响试液的喷入速度、雾化效率、雾滴大小等，因而会引起吸收强度的变化。物理干扰是非选择性干扰，对试样各元素的影响基本是相似的。消除的方法：配制与被测样品组成相同或相近的标准溶液；不知道试样组成或无法匹配试样时，可采用标准加入法。若样品溶液浓度过高，还可采用稀释法。原子吸收的干扰及消除2）物理干扰55原子吸收的干扰及消除

3）化学干扰化学干扰是指待测元素与共存组分之间发生化学作用所引起的干扰效应，它主要影响待测元素的原子化效率，是原子吸收分光光度法中的主要干扰源。液相或气相中被测元素的原子与干扰物质组分之间形成热力学更稳定的化合物，从而影响被测元素化合物的解离及其原子化，使参与吸收的基态原子减少。如Al的存在，对Ca、Mg的原子化起同样的作用，因为会生成热稳定性高的MgO·Al2O3、3CaO·5Al2O3的化合物；PO43-的存在会形成Ca3(PO4)2而影响Ca的原子化，同样F-、SO42-也影响Ca的原子化。消除方法：化学分离、使用高温火焰、加入释放剂和保护剂、使用基体改进剂等。原子吸收的干扰及消除3）化学干扰56原子吸收的干扰及消除

4）电离干扰

电离干扰指的是在高温条件下，原子发生电离，使基态原子数减少，生成的离子不产生吸收，因此使吸光度下降。电离干扰与原子化温度和被测元素的电离电位及浓度有关。元素的电离随温度的升高而增加，随元素的电离电位及浓度的升高而减小。电离电位小于6eV的碱金属、碱土金属容易产生电离干扰。消除的方法：加入一定量的比待测元素更易电离的其它元素（即消电离剂），以达到抑制电离的目的。在相同条件下，消电离剂首先被电离，产生大量电子，抑制了被测元素的电离。例如，测定钙和钡时有电离干扰，加入适量的KCl溶液可消除。钙和钡的电离电位分别是6.1eV和5.21eV，钾的电离电位是4.3eV。由于K电离产生大量的电子，抑制了待测元素Ca或Ba的电离。原子吸收的干扰及消除4）电离干扰57原子吸收法测定钙时,加入EDTA是为了消除下述哪种物质的干扰?()A盐酸B

磷酸C钠D镁在原子吸收分析中，如怀疑存在化学干扰，例如采取下列一些补救措施，指出哪种措施不适当()A加入释放剂B加入保护剂C提高火焰温度D

改变光谱通带在原子吸收光谱分析中，若组分较复杂且被测组分含量较低时，为了简便准确地进行分析，最好选择何种方法进行分析？()A工作曲线法B内标法C标准加入法D间接测定法原子吸收法测定钙时,加入EDTA是为了消除下述哪种物质的干58原子吸收光谱法测定试样中的钾元素含量,通常需加入适量的钠盐,这里钠盐被称为()A

释放剂B

缓冲剂C

消电离剂D

保护剂在原子吸收光谱法分析中,能使吸光度值增加而产生正误差的干扰因素是()A

物理干扰B

化学干扰C

电离干扰D

背景干扰原子吸收光谱法测定试样中的钾元素含量,通常需加入适量的钠盐,59原子吸收法测定钙时，为了抑制PO43-的干扰，常加入的释放剂为_______；测定镁时，为了抑制Al3+的干扰，常加入的释放剂为______；测定钙和镁时，为了抑制Al3+的干扰，常加入保护剂________。火焰原子吸收光谱分析中,化学干扰与_________

，

________等因素有关,它是一个复杂的过程,可以用

________等方法加以抑制。原子吸收分析中主要的干扰类型有

、

、

。原子吸收分析中，若采用火焰原子化法，是否火焰温度愈高，测定灵敏度就愈高？为什么？原子吸收法测定钙时，为了抑制PO43-的干扰，常加入的释放60

解:不是.因为随着火焰温度升高,激发态原子增加,电离度增大,基态原子减少.所以如果太高,反而可能会导致测定灵敏度降低.尤其是对于易挥发和电离电位较低的元素,应使用低温火焰.石墨炉原子化法的工作原理是什么？与火焰原子化法相比较，有什么优缺点？为什么？

61

解:石墨炉原子化器是将一个石墨管固定在两个电极之间而制成的,在惰性气体保护下以大电流通过石墨管,将石墨管加热至高温而使样品原子化.

与火焰原子化相比,在石墨炉原子化器中,试样几乎可以全部原子化,因而测定灵敏度高.对于易形成难熔氧化物的元素,以及试样含量很低或试样量很少时非常适用.

缺点:共存化合物的干扰大,由于取样量少,所以进样量及注入管内位置的变动会引起误差,因而重现性较差.保证或提高原子吸收分析的灵敏度和准确度，应注意那些问题？怎样选择原子吸收光谱分析的最佳条件？解:石墨炉原子化器是将一个石墨管固定在两个电62

解：应该从分析线的选择、光源（空心阴极灯）的工作电流、火焰的选择、燃烧器高度的选择及狭缝宽度等几个方面来考虑，选择最佳的测定条件。解：应该从分析线的选择、光源（空心阴极灯）的工作电流63应用原子吸收分析主要用于测定各类样品中的微痕量金属元素，如果和其他的化学方法或手段相结合，也可间接测定一些无机阴离子或有机化合物。例如，根据氯化物和硝酸银生成沉淀的反应，用原子吸收法测定溶液中剩余的银，即可间接测定氯的含量。利用8-羟基喹啉在一定条件下与铜盐形成可萃取配合物的特点，用铜灯测定萃取物中的铜，可间接测定8-羟基喹啉。用这种方法可以测定一些药物、激素和酶等物质。。应用原子吸收分析主要用于测定各类样品中的微痕量金属元素，如果64大气及颗粒物样品

利用原子吸收法测定大气或飘尘中的微量元素时，一般用大气采样器，控制一定的流量，用装有吸收液的吸收管或滤纸采样，然后用适当的办法处理。可根据具体测定的元素选择消解体系和基体改进剂。用石墨炉原子吸收法已用来分析环境空气、工业废气、香烟烟气及大气颗粒物中的锡、铅、镉、铬、汞、铜、锌等金属元素，结果准确度和精密度较高。大气及颗粒物样品

利用原子吸收法测定大气或飘尘中的微量元素时65水样

水质分析是经常做的项目，对于雪、雨水、无污染的清洁水样，金属元素的含量极微量时，可采用共沉淀、萃取等富集手段，然后测定。但要注意干扰，如果对各种元素的干扰不明时，采用标准加入法可获得理想的结果。对于污水、矿泉水，所含的无机物、有机物比较多，情况复杂，一般是将萃取法、离子交换法等分离技术与标准加入法配合使用。主要测定水体中的铅、铜、铬、镉、铁、锰、镍、汞、锌、钴及锑等金属。水样水质分析是经常做的项目，对于雪、雨水、无污染的清洁水样66用原子吸收法还可以进行元素的形态与价态分析，例如，用巯基棉分离法，选择不同的洗脱剂，用冷原子吸收法可分别测定河水中的有机汞和无机汞。利用巯基棉在酸性介质中对三价砷有较强的吸附能力，而对五价砷却完全不能吸附的特点，将水样适当酸化后，通过巯基棉可定量吸附三价砷。再将水样中的五价砷经碘化钾还原，用另一巯基棉柱吸附，然后分别用盐酸洗脱。采用砷化氢发生器系统，用原子吸收法可分别测定环境水样中的价态砷。以抗坏血酸为还原剂，使二价铁离子与邻菲罗林形成螯合物，用硝基苯萃取，火焰原子吸收法测定有机相中的铁，可以分析天然水中铁的Fe2+和Fe3+不同形态。利用氢化物原子吸收法分别在高pH和酸性条件下测定三价锑Sb(Ⅲ）和总锑的量，用差减法即可求得不同价态的痕量锑Sb(Ⅲ）和Sb(Ⅴ)。用原子吸收法还可以进行元素的形态与价态分析，例如，用巯基棉分67用原子吸收法可间接测定水中溶解氧（DO）和COD。在水样中加入MnSO4和NaOH溶液固定溶解氧后，加酸调溶液酸度为pH5，使Mn(OH)2沉淀溶解，而MnO(OH)2沉淀仍留在溶液中，离心分离MnO(OH)2沉淀后，在pH1时加KI溶液使沉淀溶解，用AAS法测定溶液中的Mn，可间接求得溶解氧(DissolvedOxygen缩写DO)的含量，与碘量法的结果完全吻合。在H2SO4介质中用K2Cr2O7同COD水样反应，反应后水相中过量的Cr(VI)以Cr2O72-形式被TOA萃入有机相中，而生成的Cr(III)则留在水相，用AAS测定有机相中的Cr(VI)或水相中的Cr(III)都可求得COD含量。测定结果同标准方法(CODCr法)一致。用原子吸收法可间接测定水中溶解氧（DO）和COD。在水样中加68土壤、沉积物

利用火焰原子吸收光谱法可以直接测定土壤中的钼。用石墨炉原子吸收法测定土壤和沉积物中的钡，离子交换态的镉。微波消解-原子吸收光度法测定土壤和近海沉积物标准物质中中铜、锌、铅、镉、镍和铬。AAS除了在以上大气、水样、土壤及矿样方面的应用，还有很多其他的应用。用原子吸收光谱法可以测定汽油、原油和渣油中铁、镍、铜等金属。用间接原子吸收法测定茶叶中茶多酚、维生素C及异烟肼等有机物的含量土壤、沉积物利用火焰原子吸收光谱法可以直接测定土壤中的钼。69

原子吸收光谱分析AtomicabsorptionSpectrometry（AAS）原子吸收光谱分析Atomicabsorption70目的与要求1.掌握原子吸收分光光度法的基本原理。2.了解原子吸收分光光度计的结构。掌握原子吸收分光光度计的重要部件及其作用。3.掌握原子吸收光谱法的干扰及其抑制方法。4.掌握原子吸收的定量分析方法。5.了解原子吸收分光光度法在环境监测中的应用。目的与要求1.掌握原子吸收分光光度法的基本原理。71光学分析法概述

光分析法包含的内容较多，是仪器分析的重要组成部分。该类分析方法的重要特征是涉及到辐射能与待测物之间的相互作用及原子或分子内的能级跃迁。除可做定量分析外，还能提供化合物的大量结构信息，在研究物质组成、结构表征、表面分析等方面具有重要的作用。光学分析法概述光分析法包含的内容较多，是仪器分析的重72光分析法及其基本特征光分析法是基于电磁辐射能量与待测物质相互作用后，由产生的辐射信号来确定物质组成或结构的分析方法。光分析法所涉及的电磁辐射覆盖了由射线到无线电波的所有波长范围，相互作用的方式则包括了发射、吸收、反射、折射、散射、干涉、衍射等，并通过波长、频率、波数、强度等参数来进行表征。物质吸收或发射不同范围的能量(波长)，引起相应的原子或分子内能级跃迁，据此建立了各种光波谱分析方法，如紫外-可见光谱分析、红外光谱分析、核磁共振波谱分析、x-射线光谱分析等。光分析法及其基本特征光分析法是基于电磁辐射能量与待测物质相互73光分析的方法虽然很多，原理各异，但均涉及到以下三个过程：①提供能量的能源（光源、辐射源）及辐射控制；②能量与被测物之间的相互作用；③信号产生过程。光分析的方法虽然很多，原理各异，但均涉及到以下三个过程：74光分析法分类

依据物质与辐射作用的方式不同，光分析法可分为光谱法和非光谱法两大类。光谱法是基于物质与辐射能作用时，分子发生能级跃迁而产生的发射、吸收或散射的波长或强度等信号变化进行分析的方法。非光谱法则不涉及能级跃迁，物质与辐射作用时，仅改变传播方向等物理参数，如偏振、干涉、旋光等方法。本书主要介绍光谱分析法。光分析法分类依据物质与辐射作用的方式不同，光分析法可分为光75光谱分析法依据作用的对象不同又可分为：分子光谱法和原子光谱分析法。在原子光谱分析法中，基于原子外层电子跃迁的有原子吸收光谱（AAS）、原子发射光谱（AES）和原子荧光光谱（AFS）。基于原子内层跃迁的有X-射线荧光光谱（XFS），基于原子核与射线作用的有穆斯堡谱。光谱分析法依据作用的对象不同又可分为：分子光谱法和原子光谱分76在分子光谱中，紫外－可见光谱、荧光光谱、磷光光谱都是基于分子外层电子的跃迁，称为电子光谱。红外光谱则是基于分子内部振动和转动能级的跃迁，又称为振－转光谱。在分子光谱中，紫外－可见光谱、荧光光谱、磷光光谱都是基于分子77原子光谱是由原子外层价电子受到辐射后，在不同能级之间的跃迁所产生的各种光谱线的集合，通常是线性光谱，每条谱线都代表了一种跃迁。分子中不仅有更多的原子个数和种类，还包含各种基团和结构单元，所产生的光谱比较复杂，是带状光谱。但同时提供了更丰富的结构信息。所以分子光谱不仅在定量分析中应用广泛，在复杂化合物结构分析领域更是其他方法无法比拟的。原子光谱是由原子外层价电子受到辐射后，在不同能级之间的跃迁所78环境工程仪器分析第二章原子吸收光谱分析课件79

概论原子吸收光谱分析法：是基于物质所产生的原子蒸气对特征谱线（通常是待测元素的特征谱线）的吸收作用来进行元素定量分析的一种方法。

1955年，澳大利亚物理学家WalshA（瓦尔西）发表了著名论文：《原子吸收光谱法在分析化学中的应用》奠定了原子吸收光谱法的基础，之后迅速发展。20世纪60年代初出现了以火焰作为原子化装置的仪器，l970年制成了以石墨炉为原子化装置的商品仪器。概论原子吸收光谱分析法：是基于物质所产生的原子蒸气对特征谱80原子吸收光谱法与可见、紫外分光光度法的异同原子吸收光谱法与可见、紫外分光光度法基本原理相同，都是基于物质对光选择吸收而建立起来的光学分析法。区别：在可见、紫外分光光度法中，吸光物质是溶液中被测物质的分子或离子对光的选择吸收，原子吸收光谱法吸光物质是待测元素的基态原子对光的选择吸收，这种光是由待测元素制成的空心阴极灯(称元素灯)作光源。原子吸收光谱法与可见、紫外分光光度法的异同原子吸收光谱法与可81原子吸收光谱(AAS)：是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素含量的一种现代仪器分析方法。原子吸收光谱(AAS)：是基于从光源发出的被测元素特征辐射82其特点：

(1)检出限低，10-10～10-14g；

(2)准确度高，1%～5%；

(3)选择性高，一般情况下共存元素不干扰；

(4)

分析速度快，应用广，可测定70多个元素。局限性：测不同的元素需不同的元素灯，不能同时测多元素，难熔元素、非金属元素测定困难其特点：83二、AAS的理论基础原子吸收光谱的产生和原理原子吸收光谱的产生

原子的核外电子具有不同的电子能级，在通常情况下，最外层电子处于最低的能级状态，整个原子也处于最低能级状态--基态。基态原子的外层电子得到一定的能量（hγ=△E）后，电子从低能级向高能级跃迁。当通过基态原子的辐射线的能量（或频率）恰好符合该原子从基态跃迁到激发态所需能量（或频率）时，该基态原子就会从入射辐射中吸收能量跃迁到激发态，引起入射光强度的变化产生原子吸收光谱。二、AAS的理论基础原子吸收光谱的产生和原理84原子吸收光谱的共振线、特征谱线原子的外层电子从基态跃迁到能量最低的激发态（第一电子激发态）时，要吸收一定频率的光，这时产生的吸收谱线称为第一共振吸收线（或主共振吸收线）。各种元素的原子结构和外层电子排布不同，不同元素的原子从基态激发至第一激发态时吸收的能量不同，其共振线就不同，所以共振线是元素的特征谱线。原子由基态跃迁到第一激发态所需能量最低，跃迁最容易，因此大多数元素主共振线就是该元素的灵敏线。原子吸收光谱的共振线、特征谱线原子的外层电子从基态跃迁到能量85谱线轮廓与谱线变宽原子结构较分子结构简单，由于原子内部不存在振动和转动，理论上应产生线状光谱吸收线。但实际上原子吸收光谱线并不是严格的几何意义上的线（几何线无宽度），由于种种原因，用特征吸收频率的辐射光照射时，获得具有一定宽度（相当窄的波长和频率范围）的峰形吸收峰，称为吸收线轮廓。谱线轮廓与谱线变宽原子结构较分子结构简单，由于原子内部不存在86

原子吸收线的轮廓以原子吸收谱线的中心频率（或中心波长）和半宽度来表征。

中心频率：最大吸收处对应的频率称为中心频率，用ν0表示，其值由原子能级决定。

半宽度是中心频率位置，吸收系数极大值一半处，谱线轮廓上两点之间频率或波长的距离(⊿ν或⊿λ)。环境工程仪器分析第二章原子吸收光谱分析课件87环境工程仪器分析第二章原子吸收光谱分析课件88谱线变宽的原因

谱线具有宽度的原因a.原子性质→自然宽度b.外界影响热变宽,碰撞变宽(或压变宽)谱线变宽的原因谱线具有a.原子性质→自然宽度b89谱线变宽的原因（1）自然宽度ΔVN

在无外界影响下，谱线仍有一定的宽度，这种谱线固有的宽度为自然宽度。它与激发态原子的寿命有关，不同谱线有不同的自然宽度。在大多数情况下，约为10-6～10-5nm数量级。它与谱线的其它变宽宽度相比，可以忽略不计。谱线变宽的原因（1）自然宽度ΔVN90谱线变宽的原因2）多普勒变宽（热变宽）ΔVD

由于原子在空间作无规则热运动所导致的，故又称热变宽。通常为10-4～10-3nm，它是谱线变宽的主要因素。谱线变宽的原因2）多普勒变宽（热变宽）ΔVD91（3）碰撞变宽（压力变宽）ΔVL

吸收原子与其他粒子（分子、原子、离子和电子）间的相互碰撞引起的变宽。

劳伦兹（Lorentz）变宽ΔVL:10-4～10-3nm

待测元素原子和其他粒子碰撞引起的谱线变宽称为劳伦茨变宽，普遍存在。随原子区压力和温度的增加而增大。赫鲁兹马克(Holtsmark)变宽(共振变宽)VR：

同种待测原子间碰撞。只有被测元素浓度高时才起作用，但在原子吸收中可忽略（3）碰撞变宽（压力变宽）ΔVL92自吸变宽：空心阴极灯光源发射的共振线被灯内同种基态原子所吸收产生自吸现象，灯电流越大，自吸现象越严重。谱线的变宽将导致原子吸收分析灵敏度的下降。影响原子吸收线宽度的最主要因素是()A自然宽度B赫鲁兹马克变宽C斯塔克变宽

D.多普勒变宽在原子吸收法中,能够导致谱线峰值产生位移和轮廓不对称的变宽应是()A热变宽B

压力变宽C自吸变宽D场致变宽为定量描述谱线的轮廓习惯上引入了两个物理量，即__________和__________。自吸变宽：空心阴极灯光源发射的共振线被灯内同种基态原子所吸93三定量基础在吸收线轮廓内，以吸收系数对频率积分称为积分吸收，积分得的结果是吸收线轮廓内（右）的总面积，它表示原子蒸气吸收的全部能量。

理论上：积分吸收与原子蒸气中吸收辐射的基态原子数成正比。三定量基础在吸收线轮廓内，以吸收系数对频率积分称为积分吸收，94讨论

如果能将公式左边求出，即谱线下所围面积测量出（积分吸收）。即可得到单位体积原子蒸气中吸收辐射的基态原子数N0。

能否提供共振辐射（锐线光源），测定峰值吸收？这是一种绝对测量方法。由于原子吸收线的半宽度很小，仅有10-3nm，要测定半宽度这么小的吸收线的积分吸收值，需要分辨率高达50万的单色器，目前的制造技术无法达到。

讨论如果能将公式左边求出，即谱线下所围面积测量出（积952.峰值吸收测量法

因为当采用锐线光源进行测量，则Δνe<Δνa

，由图可见，在辐射线宽度范围内，峰值吸收与积分吸收非常接近，可用峰值吸收代替积分吸收。1955年沃尔什提出采用锐线光源（能发射谱线半宽度很窄的发射线的光源，如空心阴极灯），峰值吸收与火焰中被测元素的原子浓度也成正比。吸收线中心频率处的吸收系数K0为峰值吸收系数，简称峰值吸收。

2.峰值吸收测量法因为当采用锐线光源进行测96实际测量

上式的前提条件：（1）Δνe<Δνa

；（2）发射线与吸收线的中心频率一致。只要测量吸收前后发射线强度的变化，便可求出被测元素的含量又由于实际测量上式的前提条件：只要测量吸收前后发射线强度的变化，97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，在一定的条件下，服从朗伯－比耳定律：实际上可用N0代替原子化器中的原子总数N在试验条件一定时，K//、α

和L均为常数，则上式可写为：A=kc

这是原子吸收测量的基本关系式,也是原子吸收光谱法的定量分析依据。

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98何谓锐线光源？在原子吸收光谱分析中为什么要用锐线光源？应用原子吸收光谱法进行定量分析的依据是什么？在原子吸收法中，由于吸收线半宽度很窄，因此测量_____有困难，所以采用测量______来代替。原子吸收光谱是由气态物质中基态原子的内层电子跃迁产生的。（）实现峰值吸收的条件之一是：发射线的中心频率与吸收线的中心频率一致。（）原子光谱理论上应是线光谱，原子吸收峰具有一定宽度的原因主要是由于光栅的分光能力不够所致。()原子吸收线的变宽主要是由于自然变宽所导致的。()在原子吸收光谱分析中，发射线的中心频率与吸收线的中心频率一致，故原子吸收分光光度计中不需要分光系统。()何谓锐线光源？在原子吸收光谱分析中为什么要用锐线光源？99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度计TAS-990F原子吸收分光光度计100原子吸收分光度计：由光源、原子化器、单色器和检测系统四个基本部件组成。原子吸收光谱仪的基本结构和工作流程

原子吸收分光度计：由光源、原子化器、单色器和检测系统四个基本101光源作用：发射被测元素的共振辐射。要求：锐线光源、辐射强度大、稳定性高、检出限低、背景小等。理想光源：空心阴极灯、无极放电灯、蒸汽放电灯等光源作用：发射被测元素的共振辐射。1022.光源：空心阴极灯(HOLLOWCATHODELAMP)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。2.光源：空心阴极灯(HOLLOWCATHODELAM103原子吸收分光光度计由____、____、____和____组成。在原子吸收光谱中，为了测出待测元素的峰值吸收必须使用锐线光源，常用的是_____灯。空心阴极灯的阳极一般是_____,而阴极材料则是_______,管内通常充有_______。空心阴极灯内充的气体是()A

大量的空气B

大量的氖或氩等惰性气体

C

少量的空气

D少量的氖或氩等惰性气体空心阴极灯的主要操作参数是()A

灯电流B

灯电压C

阴极温度D

内充气体的压力原子吸收分光光度计由____、____、____和__104三、原子化系统1.作用:

将试样中待测元素转变成原子蒸气。2.原子化方法火焰法无火焰法—电热高温石墨管，激光3.原子化装置类型：火焰原子化器和无火焰原子化器(石墨炉原子化器)三、原子化系统1.作用:将试样中待测元素转变成原子蒸气1054.火焰原子化装置与原子化过程组成：雾化器和燃烧器。雾化器：使试液雾化。。燃烧器：利用火焰加热、释放的能量使试样原子化。主要缺点：雾化效率低。4.火焰原子化装置与原子化过程主要缺点：雾化效率低。106火焰类型：根据燃气和助燃气的比例分化学计量火焰（中性火焰）燃气和助燃气的比例符合化学计量比。温度高，干扰少，稳定，背景低，常用。

富燃火焰：（还原性火焰）燃气过量，燃烧不完全，测定较易形成难熔氧化物的元素Mo、Cr及稀土等。

贫燃火焰：（氧化焰）助燃气过量，火焰温度低，氧化性气氛，适用于易解离、易电离的元素的测定，如碱金属。火焰类型：根据燃气和助燃气的比例分化学计量火焰（中性火焰）燃107

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。火焰原子化器的火焰温度选择：直接影响原子化程度（a）火焰温度越高，产生的热激发态原子越多；（b）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；（c）火焰温度取决于燃气与助燃气类型，常用空气—乙炔，最高温度2600K能测35种元素。

试样雾滴在火焰中，经蒸发，干燥，离解（还原）等过程产108火焰原子化法的优点：重现性好、易于操作主要缺点；原子化效率低，仅有约10％的试液被原子化，而约90％的试液由废液管排出。无火焰原子化装置可提高原子化效率，使灵敏度增加10～200倍。原子吸收分析中，若采用火焰原子化法，是否火焰温度愈高，测定灵敏度就愈高？为什么？火焰原子化法的优点：重现性好、易于操作1095.石墨炉原子化装置（1）结构。

缺点：精密度差，测定速度慢，操作不够简便，装置复杂。5.石墨炉原子化装置（1）结构。缺点：精密度差，测定速110（2）原子化过程原子化过程：四个阶段，干燥、灰化（去除基体）、原子化、净化（去除残渣），待测元素在高温下生成基态原子。（2）原子化过程原子化过程：四个阶段，干燥、灰化（去除基体）111石墨炉原子化器的优缺点优点：①原子化效率高，因而灵敏度高。检出限绝对值低，可达10-14～10-12g，比火焰原子化法低3个数量级。②原子化温度高。可用于那些较难挥发和原子化的元素分析。③在强还原性介质与惰性气体气氛下原子化，有利于那些易形成难解离氧化物的元素分析；保护已原子化的自由原子不重新被氧化。④可测固体及粘稠试样。可直接以溶液、固体进样，且进样量少,通常溶液为l～50μL,固体试样约为0.1～10mg。缺点：基体效应、化学干扰较多；背景吸收较强；精密度较差；仪器装置较复杂，价格较高贵，需要水冷。石墨炉原子化器的优缺点优点：①原子化效率高，因而灵敏度高112石墨炉原子化法的工作原理是什么？与火焰原子化法相比较，有什么优缺点？为什么？

GFAAS的升温程序如下：()

A灰化、干燥、原子化和净化

B干燥、灰化、净化和原子化

C

干燥、灰化、原子化和净化

D灰化、干燥、净化和原子化在原子吸收法中,火焰原子化器与无火焰原子化器相比较,测定的灵敏度________,这主要是因为后者比前者的原子化效率____________。贫燃火焰也称氧化焰，即助燃气过量。过量助燃气带走火焰中的热量，使火焰温度降低，适用于易电离的碱金属元素的测定。（T）石墨炉原子化法的工作原理是什么？与火焰原子化法相比较，有什么113其它原子化方法—低温原子化法和氢化法

对于砷、硒、汞以及其它一些特殊元素，原子化过程借助化学反应完成，故又称化学原子化法。低温原子化法（冷原子吸收法）汞在室温下就有一定的蒸汽压。只要对试样进行化学预处理（用SnCl2或盐酸羟胺）还原为金属汞后，由载气将汞蒸气带入吸收池进行原子吸收测量。该方法灵敏度、准确度较高（可达10-8g汞）其它原子化方法—低温原子化法和氢化法对于砷、硒、汞以及其它114氢化物原子化（hydrideatomization）法

主要用来测定As,Sb,Bi,Sn,Ge,Pb和Te等元素，原子化温度700～900℃其原理：在酸性介质中，待测化合物与强还原剂硼氢化钠（或钾）反应生成气态氢化物。将待测试样在专门的氢化物生成器中产生氢化物，送入原子化器中使之分解成基态原子。这种方法具有原子化温度低，且氢化物生成的过程本身是个分离过程，因而此法灵敏度高（对砷、硒可达10-9g)，基体干扰和化学干扰少。氢化物原子化（hydrideatomization）法主115单色器

单色器的分辨率和光强取决于夹缝宽度。1.作用将待测元素的共振线与邻近线分开。

2.组件由入射和出射狭缝、反射镜和色散元件组成。在原子吸收光谱法中，由于使用了锐线光源，对单色器的要求不高，多采用平面光栅，仅需将共振线与邻近线分开即可单色器单色器的分辨率和光强取决于夹缝宽度。116检测系统

主要由检测器、放大器、对数变换器、显示记录装置组成。

1.检测器---将单色器分出的光信号转变成电信号。如：光电倍增管、光敏晶体管等。

2.放大器---将光电倍增管输出的较弱信号，经电子线路进一步放大。

3.对数变换器---光强度与吸光度之间的转换。

4.显示、记录

原子吸收分光光度计中常用的检测器是()A

光电池B

光电管

C

光电倍增管D

感光板检测系统主要由检测器、放大器、对数变换器、显示记录117测量条件的选择

原子吸收光谱法中，测量条件的选择对测定的准确度、灵敏度有较大的影响。

1.分析线，通常选用共振吸收线为分析线，测定高含量元素时，可以选用灵敏度较低的非共振吸收线为分析线。

2.狭缝宽度，狭缝宽度影响光谱通带宽度与检测器接收的能量。不引起吸光度减小的最大狭缝宽度，即为应选取的合适狭缝宽度。

3.空心阴极灯的工作电流，灯电流的一般选用原则是，在保证有稳定和足够的发射光通量的情况下，尽量选用较低的工作电流，通常控制在额定电流的40％～60％。实际工作中应通过实验确定。测量条件的选择

原子吸收光谱法中，测量条件的选择对测定1184.原子化条件的确定5.检测进样量4.原子化条件的确定119

灵敏度、特征浓度及检测限灵敏度：灵敏度S是指在一定浓度时，测定值（吸光度）的增量（⊿A）与相应的待测元素浓度（或质量）的增量（⊿c或⊿m）的比值。Sc=⊿A/⊿c;Sm=⊿A/⊿m灵敏度S也即校正曲线的斜率在原子吸收光度法中通常用特征浓度和特征质量表示灵敏度，分别用于火焰法和石墨炉法。灵敏度、特征浓度及检测限灵敏度：灵敏度S是指在一定浓度时120特征浓度和特征质量其定义为：能产生1％吸收（即吸光度为0.00434）信号时所需的被测元素的浓度(c0)或质量（m0）。其值越小，表示仪器灵敏度越高。

C0=0.00434Cx/Ax(ug·mL-1·1%)m0=0.00434mx/Ax(ug·g-1·1%)例如1ug·g-1的镁溶液，测得其吸光度值为0.54，则其特征浓度为

0.00434×1/0.54=0.008ug·g-1·1%特征浓度和特征质量其定义为：能产生1％吸收（即吸光度为0.0121检出限检出限（detectionlimit，D.L.）定义为在适当置信度下，能检测出的待测元素的最小浓度或最小量。检出限122原子吸收的干扰及消除

原子吸收光谱法中的干扰效应，按其性质和产生的原因可分为光谱类干扰和非光谱类干扰。非光谱类干扰又可分为：物理干扰、化学干扰和电离干扰。1）光谱干扰光谱干扰是指待测元素的共振线与干扰物质谱线分离不完全及背景吸收所造成的影响，包括谱线重叠、光谱通带内存在非吸收线、原子化器内的直流发射、分子吸收、光散射等。这类干扰主要来自光源、试样中的共存元素和原子化装置。谱线重叠干扰可通过调小狭缝或另选分析线来抑制或消除；光谱通带内存在的非吸收线干扰可通过减小狭缝宽度与灯电流，或另选谱线来减小；空心阴极灯的发射干扰可采用纯度较高的单元素灯来减免。原子吸收的干扰及消除原子吸收光谱法中的干扰效应，按其性123原子吸收的干扰及消除

2）物理干扰物理干扰主要指的是样品在处理、雾化、蒸发和原子化的过程中，由于任何物理因素的变化而引起原子吸收信号下降的效应。其物理因素包括溶液的强度、密度、表面张力、溶剂的种类、气体流速等。这些因素会影响试液的喷入速度、雾化效率、雾滴大小等，因而会引起吸收强度的变化。物理干扰是非选择性干扰，对试样各元素的影响基本是相似的。消除的方法：配制与被测样品组成相同或相近的标准溶液；不知道试样组成或无法匹配试样时，可采用标准加入法。若样品溶液浓度过高，还可采用稀释法。原子吸收的干扰及消除2）物理干扰124原子吸收的干扰及消除

3）化学干扰化学干扰是指待测元素与共存组分之间发生化学作用所引起的干扰效应，它主要影响待测元素的原子化效率，是原子吸收分光光度法中的主要干扰源。液相或气相中被测元素的原子与干扰物质组分之间形成热力学更稳定的化合物，从而影响被测元素化合物的解离及其原子化，使参与吸收的基态原子减少。如Al的存在，对Ca、Mg的原子化起同样的作用，因为会生成热稳定性高的MgO·Al2O3、3CaO·5Al2O3的化合物；PO43-的存在会形成Ca3(PO4)2而影响Ca的原子化，同样F-、SO42-也影响Ca的原子化。消除方法：化学分离、使用高温火焰、加入释放剂和保护剂、使用基体改进剂等。原子吸收的干扰及消除3）化学干扰125原子吸收的干扰及消除

4）电离干扰

电离干扰指的是在高温条件下，原子发生电离，使基态原子数减少，生成的离子不产生吸收，因此使吸光度下降。电离干扰与原子化温度和被测元素的电离电位及浓度有关。元素的电离随温度的升高而增加，随元素的电离电位及浓度的升高而减小。电离电位小于6eV的碱金属、碱土金属容易产生电离干扰。消除的方法：加入一定量的比待测元素更易电离的其它元素（即消电离剂），以达到抑制电离的目的。在相同条件下，消电离剂首先被电离，产生大量电子，抑制了被测元素的电离。例如，测定钙和钡时有电离干扰，加入适量的KCl溶液可消除。钙和钡的电离电位分别是6.1eV和5.21eV，钾的电离电位是4.3eV。由于K电离产生大量的电子，抑制了待测元素Ca或Ba的电离。原子吸收的干扰及消除4）电离干扰126原子吸收法测定钙时,加入EDTA是为了消除下述哪种物质的干扰?()A盐酸B

磷酸C钠D镁在原子吸收分析中，如怀疑存在化学干扰，例如采取下列一些补救措施，指出哪种措施不适当()A加入释放剂B加入保护剂C提高火焰温度D

改变光谱通带在原子吸收光谱分析中，若组分较复杂且被测组分含量较低时，为了简便准确地进行分析，最好选择何种方法进行分析？()A工作曲线法B内标法C标准加入法D间接测定法原子吸收法测定钙时,加入EDTA是为了消除下述哪种物质