原子吸收分光光度法-原子吸收分光光度法应用（仪器分析课件）

Contents目1溶解法定义2溶解法特点3溶解法在样品预处理的应用录仪器分析样品预处理法（二）4注意事项及操作细节样品预处理法（二）仪器分析溶解法是最常用的样品预处理方法。溶解法是指采用适当的溶剂将试样溶解制成溶液，这种方法比较简单、快速。水是溶解无机物的重要溶剂之一，碱金属盐类、铵和镁的盐类、无机硝酸盐类极大多数碱土金属盐等都易溶于水。

对于不溶于水的无机物的分解通常以酸、碱或混合酸作为溶剂。通常有：盐酸、硝酸、硫酸、磷酸、高氯酸、氢氟酸、混合酸。样品预处理法（二）仪器分析溶解法是一般用于除去杂质的一种常用方法

要求杂质与待测物质的溶解度不同即一种为不溶解（难溶，如沉淀之类的）一种为溶解，选取的溶剂也有很多种，水，有机溶剂等。是根据待检物在水中的溶解性的差异和比水重还是比水轻,以及溶解时是否放热等性质和现象,而选用水作试剂加以鉴别的一种鉴别方法。样品预处理法（二）仪器分析溶解法在样品预处理中的应用1、普通碳钢及中低合金钢的样品溶解体系基本采用四种酸性体系，构成如下：硝酸（1：3，v/v）；稀王水（硝酸-盐酸-水=50：150：200，v/v）；硫酸（1：19，v/v）盐酸（1：1，v/v）滴加过氧化氢实际应用过程中，王水加过氧化氢对于Cr、Al测定更有利，而采用硫酸溶样对Cr、Al测定的数据偏低。样品预处理法（二）仪器分析具体操作如下：准确称取样品0.1-0.5克加入王水或者(1+1)稀王水20-50毫升，缓慢加热到样品基本溶解，滴加三到五滴过氧化氢，加热赶净气泡后冷却定容到100毫升容量瓶，待测。而一些特殊样品或组分，如何进行样品预处理呢？如：钢铁中痕量硼的测定；钢中微量的砷、锡、锑的测定；钢中总铝的测定样品预处理法（二）仪器分析钢铁中痕量硼的测定时的样品与处理具体操作如下：钢铁中痕量硼的测定：硼在钢铁中一般以固溶体存在，因此采用王水溶样只能溶解酸溶硼。用密闭消解罐加酸微波消解可测总硼。选择波长249.68nm测定钢中微量的砷、锡、锑的测定：0.5000克钢样用硝酸(1+3)15毫升，溶解并蒸发至近干，加5毫升浓盐酸溶解残渣，稀释至100毫升，纯铁为基体样品预处理法（二）仪器分析钢中总铝的测定时的样品与处理具体操作如下：钢中总铝的测定：钢中的铝一般以金属铝、氧化铝及氮化铝等形式存在。一般称取样品0.1-0.5克，加入12毫升王水和0.1毫升HF消解钢样，来测定总铝。王水,硝酸等都无法消解氮化铝,加入一定量HF酸可以使其消解90%以上。上述金属样品在预处理后应尽快进行测定分析，确保检测数值的可靠性。样品预处理法（二）仪器分析（一）有机物破坏法

测定食品中无机成分的含量，需要在测定前破坏有机结合体，如蛋白质等。操作方法分为干法和湿法两大类。

1.干法灰化

原理：将样品至于电炉上加热，使其中的有机物脱水、炭化、分解、氧化，在置高温炉中灼烧灰化，直至残灰为白色或灰色为止，所得残渣即为无机成分。

2.湿法消化

原理：样品中加入强氧化剂，并加热消煮，使样品中的有机物质完全分解、氧化，呈气态逸出，待测组分转化为无机物状态存在于消化液中。

常用的强氧化剂有浓硝酸、浓硫酸、高氯酸、高锰酸钾、过氧化氢等。Contents目1项目2:离子膜烧碱生产辅助试剂质量检验2子项目2:工业H2SO4色度的测定（目视比色法定量）录任务1：认识目视比色法

1任务2：硫酸色度的测定

2任务1：认识目视比色法

问题：比较两份KMNO4溶液的颜色深浅，判断其浓度高低？为什么？相同条件下，浓度越高，颜色越深。吸光度与浓度是相互关联和影响的。任务1：认识目视比色法

目视比色法定义：用眼睛比较溶液颜色的深浅以测定物质含量的方法。优点：设备简单、操作简便、灵敏度高缺点：相对误差较大（5%～20%）适用范围：准确度要求不高，且需要较快获得分析结果的场合。比如一些中间控制分析和限界分析（指要求确定样品中待测杂质含量是否在规定的最高含量限界以下）中。环境检测中对各种工业废水浊度和色度的测定即可应用此法。任务1：认识目视比色法

浊度：浊度是指水中悬浮物对光线透过时所发生的阻碍程度。水中的悬浮物一般是泥土、砂粒、微细的有机物和无机物、浮游生物、微生物和胶体物质等。水的浊度不仅与水中悬浮物质的含量有关，而且与它们的大小、形状及折射系数等有关。水质分析中规定：1L水中含有1mgSiO2所构成的浊度为一个标准浊度单位，简称1度。通常浊度越高，溶液越浑浊。目视比色法方法原理

将有色的标准溶液和被测溶液在相同条件下对颜色进行比较，当溶液液层厚度相同，颜色深度一样时，两者的浓度相等。任务1：认识目视比色法

测定方法标准系列法：在一套等体积的比色管中配置一系列浓度不同的标准溶液，并按相同的方法配制待测溶液，待显色反应达平衡后，将比色管放置于白瓷板（或白纸）上，从管口垂直向下观察（对于高含量的试样，也可从管侧面观察），比较待测溶液与标准系列中哪一个标准溶液颜色相同，便表明二者浓度相等。如果待测试液的颜色介于某相邻两标准溶液之间，则待测试样的含量可取两标准溶液含量的中间值。特点适合于大批样品的分析，对浑浊溶液也可以进行测定。但许多有色溶液颜色不稳定，标准系列不能久存，需要在测定时临时配制，较费时。对于成熟稳定的分析项目，有时也可用塑料色列或纸色列代替标准溶液色列。任务2：硫酸色度的测定硫酸色度的测定方法原理试剂和材料分析步骤总结1.知识目标：了解目视比色法的原理、测定方法、特点。

2.能力目标会利用目视比色法测定硫酸或某些产品的色度。

期中复习题1.何谓指示电极及参比电极？试各举例说明其作用指示电极：用来指示溶液中离子活度变化的电极，其电极电位值随溶液中离子活度的变化而变化，在一定的测量条件下，当溶液中离子活度一定时，指示电极的电极电位为常数。例如测定溶液pH时，可以使用玻璃电极作为指示电极，玻璃电极的膜电位与溶液pH成线性关系，可以指示溶液酸度的变化。参比电极：在进行电位测定时，是通过测定原电池电动势来进行的，电动势的变化要体现指示电极电位的变化，因此需要采用一个电极电位恒定，不随溶液中待测离子活度或浓度变化而变化的电极作为基准，这样的电极就称为参比电极。例如，测定溶液pH时，通常用饱和甘汞电极作为参比电极。期中复习题2.为什么离子选择性电极对欲测离子具有选择性？如何估量这种选择性?离子选择性电极是以电位法测量溶液中某些特定离子活度的指示电极。各种离子选择性电极一般均由敏感膜及其支持体，内参比溶液，内参比电极组成，其电极电位产生的机制都是基于内部溶液与外部溶液活度不同而产生电位差。其核心部分为敏感膜，它主要对欲测离子有响应，而对其它离子则无响应或响应很小，因此每一种离子选择性电极都具有一定的选择性。

可用离子选择性电极的选择性系数来估量其选择性期中复习题1．下列参量中，不属于电分析化学方法所测量的是

(

)

A

电动势

B

电流

C

电容

D

电量2．下列方法中不属于电化学分析方法的是

(

)

A

电位分析法B

伏安法C

库仑分析法D

电子能谱3．分电解池阴极和阳极的根据是

(

)

A

电极电位

B

电极材料

C

电极反应

D

离子浓度4．H玻璃电极膜电位的产生是由于

(

)

A

离子透过玻璃膜

B

电子的得失

C

离子得到电子

D

溶液中H+和硅胶层中的H+发生交换5.玻璃电极IUPAC分类法中应属于

(

)

A

单晶膜电极

B

非晶体膜电极

C

多晶膜电极

D

硬质电极6．测定溶液pH时，所用的参比电极是：

(

)

A

饱和甘汞电极

B

银-氯化银电极

C

玻璃电极

D

铂电极期中复习题7．玻璃电极在使用前，需在去离子水中浸泡24小时以上，其目的是：

(

)

A

清除不对称电位

B

清除液接电位

C

清洗电极

D

使不对称电位处于稳定8．晶体膜离子选择电极的灵敏度取决于

(

)

A

响应离子在溶液中的迁移速度

B

膜物质在水中的溶解度

C

行营离子的活度系数

D

晶体膜的厚度9．氟离子选择电极测定溶液中F-离子的含量时，主要的干扰离子是

(

)

A

Cl-

B

Br-

C

OH-

D

NO3-

10．实验测定溶液pH值时，都是用标准缓冲溶液来校正电极，其目的是消除何种的影响。

(

)

A

不对称电位

B

液接电位

C

温度

D不对称电位和液接电位期中复习题11．pH玻璃电极产生的不对称电位来源于

(

)A内外玻璃膜表面特性不同

B

内外溶液中H+

浓度不同

C

内外溶液的

H+

活度系数不同

D

内外参比电极不一样12．用离子选择电极标准加入法进行定量分析时，对加入标准溶液的要求为

(

)

A体积要大，其浓度要高

B

体积要小，其浓度要低

C

体积要大，其浓度要低

D

体积要小，其浓度要高13．离子选择电极的电位选择性系数可用于

(

)

A估计电极的检测限

B

估计共存离子的干扰程度

C

校正方法误差

D

计算电极的响应斜率14．在电位滴定中，以

△E/△V－V（E为电位，V

为滴定剂体积）作图绘制滴定曲线,

滴定终点为：

(

)

A曲线的最大斜率（最正值）点

B

曲线的最小斜率（最负值）点

C

曲线的斜率为零时的点

D

E

/V

为零时的点期中复习题判断题1．晶体膜电极具有很高的选择性，这是因为晶体膜只让特定离子穿透而形成一定的电位。（）2．玻璃膜电极使用前必须浸泡24

h，在玻璃表面形成能进行H十离子交换的水化膜，故所有膜电极使用前都必须浸泡较长时间。（）3．离子选择电极的电位与待测离子活度成线形系。

（

）4．改变玻璃电极膜的组成可制成对其他阳离子响应的玻璃电极。

（

）5．Kij称为电极的选择性系数，通常Kij<<1，Kij值越小，表明电极的选择性越高。（）6．离子选择性电极的选择性系数在严格意义上来说不是一个常数，仅能用来评价电极的选择性并估算干扰离子产生的误差大小。（）7．待测离子的电荷数越大，测定灵敏度也越低，产生的误差越大，故电位法多用于低价离子测定。

（）8．用总离子强度调节缓冲溶液（TISAB）保持溶液的离子强度相对稳定，故在所有电位测定方法中都必须加人TISAB。（）期中复习题9.测定溶液的pH通常采用比较的方法，原因是由于缺乏标准的pH溶液。

（

）10.标准加入法中，所加入的标准溶液的体积要小，浓度相对要大。（）原子吸收光谱法1.背景吸收和基体效应都与试样的基体有关，试分析它们的不同之处．

答：基体效应是指试样在转移、蒸发过程中任何物理因素的变化对测定的干扰效应。背景吸收主要指基体元素和盐分的粒子对光的吸收或散射，而基体效应则主要是由于这些成分在火焰中蒸发或离解时需要消耗大量的热量而影响原子化效率，以及试液的黏度、表面张力、雾化效率等因素的影响。2.背景吸收和基体效应都与试样的基体有关，试分析它们的不同之处．

答：基体效应是指试样在转移、蒸发过程中任何物理因素的变化对测定的干扰效应。背景吸收主要指基体元素和盐分的粒子对光的吸收或散射，而基体效应则主要是由于这些成分在火焰中蒸发或离解时需要消耗大量的热量而影响原子化效率，以及试液的黏度、表面张力、雾化效率等因素的影响。期中复习题3.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？

答: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.填空题1．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，符合上述要求。2．空心阴极灯的阳极一般是

____________,

而阴极材料则是__________________,管内通常充有

_________________。3．火焰原子吸收法与紫外-可见分光光度法，其共同点都是利用

______

原理进行分析的方法，但二者有本质区别，前者是

_________

，后者是

_________

，所用的光源，前者是

_________，后者是

_________

。4．在原子吸收法中,

提高空心阴极灯的灯电流可增加

，但若灯电流过大,

则

随之增大,

同时会使发射线_________________。期中复习题判断题1．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。（）2．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。

（

）3．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。（）4．原子吸收线的变宽主要是由于自然变宽所导致的。（）5．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。（）6．空心阴极灯能够发射待测元素特征谱线的原因是由于其阴极元素与待测元素相同。（）7．火焰原子化器的作用是将离子态原子转变成原子态，原子由基态到激发态的跃迁只能通过光辐射发生。（）8．根据玻耳兹曼分布定律进行计算的结果表明，原子化过程时，所有激发能级上的原子数之和相对于基态原子总数来说很少。（）期中复习题9．石墨炉原子化法比火焰原子化法的原子化程度高，所以试样用量少。（）10．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。（）紫外-可见分光广度法1.何谓助色团及生色团？试举例说明．

解：能够使化合物分子的吸收峰波长向长波长方向移动的杂原子基团称为助色团，例如CH4的吸收峰波长位于远紫外区，小于150nm但是当分子中引入-OH后，甲醇的正己烷溶液吸收波长位移至177nm，-OH起到助色团的作用．

当在饱和碳氢化合物中引入含有π键的不饱和基团时，会使这些化合物的最大吸收波长位移至紫外及可见光区，这种不饱和基团成为生色团．例如，CH2CH2的最大吸收波长位于171nm处，而乙烷则位于远紫外区。期中复习题2.紫外及可见分光光度计与可见分光光度计比较，有什么不同之处？为什么？

解：首先光源不同，紫外用氢灯或氘灯，而可见用钨灯，因为二者发出的光的波长范围不同．

从单色器来说，如果用棱镜做单色器，则紫外必须使用石英棱镜，可见则石英棱镜或玻璃棱镜均可使用，而光栅则二者均可使用，这主要是由于玻璃能吸收紫外光的缘故．

从吸收池来看，紫外只能使用石英吸收池，而可见则玻璃、石英均可使用，原因同上。

从检测器来看，可见区一般使用氧化铯光电管，它适用的波长范围为625-1000nm，紫外用锑铯光电管，其波长范围为200-625nm.选择题1.

在紫外－可见光度分析中极性溶剂会使被测物吸收峰

(

)

A

消失

B

精细结构更明显

C

位移

D

分裂2.

紫外光度分析中所用的比色杯是用（

）材料制成的。

A

玻璃

B

盐片

C

石英

D

有机玻璃

期中复习题3.

下列化合物中，同时有n-π*，π-π*，

-*跃迁的化合物是

(

)

A

一氯甲烷

B

丙酮

C

1,3-丁烯

D

甲醇4.

许多化合物的吸收曲线表明，它们的最大吸收常常位于

200─400nm

之间，对这一光谱区应选用的光源为

(

)

A

氘灯或氢灯

B

能斯特灯

C

钨灯

D

空心阴极灯灯5.助色团对谱带的影响是使谱带

(

)

A

波长变长

B

波长变短

C

波长不变

D

谱带蓝移6.对化合物

CH3COCH=C(CH3)2的n-π*跃迁，当在下列溶剂中测定，谱带波长最短的是

(

)

A

环己烷

B

氯仿

C

甲醇

D

水7.指出下列哪种不是紫外-可见分光光度计使用的检测器？

(

)

A

热电偶

B

光电倍增管

C

光电池

D

光电管8.紫外-可见吸收光谱主要决定于

(

)

A

分子的振动、转动能级的跃迁

B

分子的电子结构

C

原子的电子结构

D

原子的外层电子能级间跃迁期中复习题1.

在分光光度计中，常因波长范围不同而选用不同材料的容器，现有下面三种材料的容器，各适用的光区为：(1)

石英比色皿用于

___________(2)

玻璃比色皿用于

___________

2.

在分光光度计中，常因波长范围不同而选用不同的光源，下面两种光源，各适用的光区为：(1)

钨灯用于

___________(2)

氢灯用于

___________3.

紫外-可见分光光度测定的合理吸光范围应为

_______________

。这是因为在该区间

_______

。4.

紫外－可见光分光光度计所用的光是

__________

和

___________

两种。5.

在紫外-可见吸收光谱中,

一般电子能级跃迁类型为：(1)______________跃迁,

对应________________光谱区

(2)______________跃迁,

对应________________光谱区

(3)______________跃迁,

对应________________光谱区(4)______________跃迁,

对应________________光谱区期中复习题6.共轭二烯烃在己烷溶剂中

λmax=219nm,改用乙醇作溶剂时λmax

比219nm______,

原因是该吸收是由_________跃迁引起,在乙醇中,该跃迁类型的激发态比基态的稳定性_______。判断题1．有机化合物在紫外一可见光区的吸收特性，取决于分子可能发生的电子跃迁类型，以及分子结构对这种跃迁的影响。

（

）2．不同波长的电磁波，具有不同的能量，其大小顺序为微波＞红外光＞可见光＞紫外光＞X射线。

（

）3．区分一化合物究竟是醛还是酮的最好方法是紫外光谱分析法。（

）4．由共扼体系π-π*跃迁产生的吸收带称为K吸收带。5．紫外一可见吸收光谱是分子中电能能级变化产生的，振动能级和转动能级不发生变化。（

）

6．极性溶剂一般使π-π*吸收带发生红移，使n-π*吸收带发生蓝移。()7．在紫外光谱中，发色团指的是有颜色并在近紫外和可见区域有特征吸收的基团。（

）期中复习题电位分析1C、2D、3A、4D、5B、6A、7D、8B、9C、10D、11A、12D、13B、14C1×、2×、3×、4√、5√、6√、7√、8×、9×、10√原子吸收1．空心阴极灯2．钨棒、待测元素、低压惰性气体3．吸收

原子吸收

分子吸收

锐线光源

连续光源4.发光强度，自吸，变宽1×、2√、3×、4×、5×、6√、7×、8√、9√、10√紫外-可见1C、2C、3B、4A、5A、6D、7A

8B1.紫外区，可见区

2.可见区，紫外区3.

200－800nm，浓度测量的相对误差较小

4.氕灯，钨灯

期中复习题5.1）.

─>

*,

真空紫外;

2）.

n─>

*,

远紫外;

3）.

π─>π*,

紫外;

4.n─>π*,

近紫外,

可见6.

大，π─>π*，大1√、2×、3×、4×、5×、6√、7Contents目1项目2:离子膜烧碱生产辅助试剂质量检验2子项目1:工业硫酸中铁含量的测定（原子吸收）录项目2:离子膜烧碱生产辅助试剂质量检验子任务1：认识原子吸收分光光度法

1子任务2：认识原子吸收分光光度计

2子任务3：学习原子吸收分光光度计的使用

31.

概述

原子吸收现象：原子蒸气对其原子共振辐射吸收的现象；1802年人们已发现原子吸收现象；1955年以前，一直未用于分析化学，为什么？

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分析法的基础，之后迅速发展。子任务1：认识原子吸收分光光度法

原子吸收光谱分析法的特点特点：(1)检出限低，10-9～10-12

g·mL-1。(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)应用广，可测定70多个元素（各种样品中）。局限性：

难熔元素、非金属测定困难、不能同时测多元素。子任务1：认识原子吸收分光光度法

1.2

原子吸收光谱分析的基本原理基态

第一激发态,吸收一定频率的辐射能量。产生共振吸收线（简称共振线）吸收光谱激发态

基态发射出一定频率的辐射。产生共振吸收线（也简称共振线）发射光谱特征辐射基态元素M激发态M*特征吸收

E子任务1：认识原子吸收分光光度法

子任务1：认识原子吸收分光光度法

激发态：原子或分子吸收一定的能量后，电子被激发到较高能级但尚未电离的状态。激发态一般是指电子激发态，气体受热时分子平动能增加，液体和固体受热时分子振动能增加，但没有电子被激发，这些状态都不是激发态。当原子或分子处在激发态时，电子云的分布会发生某些变化，分子的平衡核间距离略有增加，化学反应活性增大。子任务1：认识原子吸收分光光度法

原子吸收光谱法的定量依据：光源发射的待测元素的特征谱线，通过原子化器中待测元素的原子蒸汽时，部分被吸收，透过部分经分光系统和检测系统可测得特征谱线被吸收的程度，即吸光度。根据吸收定律，在一定条件下原子吸收的吸光度与试样中待测元素的浓度之间存在如下关系：

A＝Kc图1原子吸收测定定量依据子任务2：认识原子吸收分光光度计

图2原子吸收分光光度计子任务2：认识原子吸收分光光度计

仪器工作流程（工作流程动画）图3原子吸收仪器工作流程图

试液喷射成细雾与燃气混合后进入燃烧的火焰中，被测元素在火焰中转化为原子蒸汽。气态的基态原子吸收从光源发射出的与被测元素吸收波长相同的特征谱线，使该谱线的强度减弱，再经分光系统分光后，由检测器接收。产生的电信号，经放大器放大，由显示系统显示吸光度或光谱图。子任务2：认识原子吸收分光光度计

原子吸收分光光度法与紫外-可见分光光度法：基于物质对紫外和可见光的吸收而建立的分析方法，属于吸收光谱分析。原子吸收分光光度法紫外-可见分光光度法吸光物质状态光谱形状基态原子蒸气溶液中分子或离子线状光谱带状光谱分析方法子任务2：认识原子吸收分光光度计

仪器主要组成部件光源检测系统原子化系统分光系统图4原子吸收分光光度计的组成子任务2：认识原子吸收分光光度计1.光源（1）光源的作用：是发射待测元素的特征光谱，供测量用。（2）要求（保证峰值吸收的测量）①能发射待测元素的特征谱线。②发射的共振辐射的半宽度要明显小于吸收线的半宽度。③辐射光强度大，背景低，低于特征共振辐射强度的1%。④稳定性好，30min内漂移不得超过1%，噪声小于0.1%。⑤使用寿命长。（3）种类：空心阴极灯、无极放电灯、蒸汽放电灯、激光光源。应用最多的是空心阴极灯和无极放电灯。子任务2：认识原子吸收分光光度计无极放电灯无极放电灯是由一个数厘米长、直径5-12厘米的石英玻璃圆管制成。管内装入数毫克待测元素或挥发性盐类，如金属、金属氯化物或碘化物等，抽成真空并充入压力为67-200Pa的惰性气体氩或氖，制成放电管，将此管装在一个高频发生器的线圈内，并装在一个绝缘的外套里，然后放在一个微波发生器的同步空腔谐振器中。这种灯的强度比空心阴极灯大几个数量级，没有自吸，谱线更纯。子任务2：认识原子吸收分光光度计（3）空心阴极灯①构造

外观：灯脚、玻璃管、石英透光窗阴极：待测元素金属或合金阳极：钨棒上镶钛丝或钽片内充气体：几百帕低压惰性气体（氖或氩）②工作原理

在高压电场作用下，阴极灯开始辉光放电，电子从空心阴极灯高速射向阳极，电子与周围惰性气体碰撞使之电离，产生的惰性气体的阳离子在电场作用下被加速，猛烈撞击阴极内壁，使阴极表面的自由原子被溅射出来，溅射出的金属原子又受到这些电子、正离子、气体原子的撞击被激发到激发态，但很快又从激发态返回到基态，并同时辐射出该元素的特征谱线。子任务2：认识原子吸收分光光度计③空心阴极灯工作条件a.灯电源必须稳定。应有高质稳压电源，采用脉冲供电方式。b.使用前要预热，使灯的发光强度达到稳定。c.灯电流：大小合适，不能超过“最大灯电流”，在保证灵敏度和稳定性的前提下，使用尽可能低的灯电流。d.灯在点燃后可从灯的阴极辉光的颜色判断灯的工作是否正常：充氖气的灯为橙红色，从氩气的灯为淡紫色，汞灯为蓝色。灯内有杂质气体存在时，阴极辉光颜色变淡。e.放置不用的灯应定期通电，即在工作电流下点燃1h。在通电加热时，吸气剂能吸掉灯内释放出的各种杂质气体，以减少灯的背景发射。f.使用元素灯时，应轻拿轻放。灯点亮后要盖好灯室盖，测量过程不要打开。低熔点灯用完后，要灯冷却后才能移动。子任务2：认识原子吸收分光光度计原子化系统（组成和工作原理)（1）作用：是将试样中的待测元素转化为原子蒸气。（2）种类:试样中被测元素原子化的方法主要有火焰原子化法和非火焰原子化法两种。（3）要求：必须具有足够高的原子化效率，必须具有良好的稳定性和重现性，操作简单。

（4）组成：雾化器、预混合室、燃烧器燃烧器预混合室雾化器子任务2：认识原子吸收分光光度计

①雾化器：作用是将试液雾化成微小的雾滴。

②预混合室：作用是除去大雾滴；使气溶胶与燃气、助燃气充分混合均匀后进入燃烧器以减小对火焰的扰动，降低噪声。

③燃烧器：作用是使燃气在助燃气的作用下形成火焰，使进入火焰的试样微粒原子化。火焰试样雾滴在火焰中，经蒸发、干燥、离解（还原）等过程产生大量基态原子。

火焰温度的选择：

（a）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。（b）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，常用空气-乙炔最高温度2600K能测35种元素。子任务2：认识原子吸收分光光度计

火焰类型：化学计量火焰（中性火焰）：燃气与助燃气比例与化学反应计量关系相近。

温度高，干扰少，稳定，背景低。测量碱金属除外的元素富燃火焰（还原性火焰）：

燃气大于化学计量的火焰，燃烧不完全，测定较易形成难熔氧化物的元素，如Mo、Cr稀土等。贫燃火焰（氧化性火焰）：

助燃气大于化学计量的火焰，火焰温度低，氧化性气氛，适用于碱金属测定。子任务2：认识原子吸收分光光度计子任务2：认识原子吸收分光光度计火焰种类及对光的吸收：

选择火焰时，还应考虑火焰本身对光的吸收。根据待测元素的共振线，选择不同的火焰，可避开干扰：例：As的共振线193.7nm由图可见，采用空气-乙炔火焰时，火焰产生吸收，而选N2O

-乙炔火焰则较好。空气-乙炔火焰：最常用；可测定30多种元素。N2O-乙炔火焰：火焰温度高，可测定的增加到70多种。子任务2：认识原子吸收分光光度计原子化过程试样在火焰原子化系统中的物理化学过程：试液—雾化—进入火焰—蒸发、干燥—热解离（或还原）—基态原子火焰原子化法的优缺点

优点：操作简便，重现性好，有效光程大，对大多数元素又较高灵敏度，因此引用广泛。

缺点：火焰原子化法原子化效率低，灵敏度不够高，而且一般不能直接分析固体样品，只可以液体进样。子任务2：认识原子吸收分光光度计

1.作用

将待测元素的共振线与邻近线分开。

2.组件

色散元件（棱镜、光栅），凹凸镜、狭缝等。3.单色器性能参数（1）线色散率（D）

两条谱线间的距离与波长差的比值ΔX/Δλ。实际工作中常用其倒数Δλ/ΔX（2）分辨率

仪器分开相邻两条谱线的能力。用该两条谱线的平均波长与其波长差的比值λ/Δλ表示。（3）通带宽度（W）

指通过单色器出射狭缝的某标称波长处的辐射范围。当倒色散率（D）一定时，可通过选择狭缝宽度（S）来确定：W=D

S子任务2：认识原子吸收分光光度计分光系统主要由检测器、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。2.放大器将光电倍增管输出的弱信号，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

原子吸收计算机工作站检测系统子任务2：认识原子吸收分光光度计子任务3：学习原子吸收分光光度计的使用

目的仪器与试剂操作步骤（操作动画）/yqfx/analysis/glossary/dhsy_2.htm配制镁标准溶液开机选择设置测量条件点火测量标准和试样吸光度关机结束工作

总结1.知识目标：1）原子吸收光谱分析法的基本原理；原子吸收值与待测元素的定量关系；2）原子吸收分光光度计的基本组成部分及各组成部分的作用；各组成部件的要求、种类、基本结构和工作原理，仪器使用方法。

2.能力目标1）标准贮备溶液和标准工作溶液的配制；2）仪器操作使用；3）数据处理软件的使用操作。4）可燃气体、高压钢瓶、电器的安全操作TAS-990型原子吸收分光光度计操作规程1.打开电脑。2.打开主机电源。3.双击AAWin1.2图标。4.选择联机后确定进行自检。5.等自检完成后进行元素灯选择(选择工作灯和预热灯)。选择镁元素为工作灯。6.根据向导提示用默认的参数和峰值进行寻峰操作。7.点击中进行燃气流量的调整，燃烧器位置调整，让光路通过燃烧缝的正上方。8.点击图标设置样品。9.点击图标进行参数设置。分析线：285.2nm；光谱通带：0.4nm；空心阴极灯电流：2mA；乙炔流量：2000mL/minTAS-990型原子吸收分光光度计操作规程燃烧器高度：5mm。10.检查水封。向排水安全槽内倒入少量水至有水从排水管内流出。11.打开空气压缩机电源（压力0.25-0.3MPa）。12.打开乙炔气瓶开关（压力调节到0.05MPa左右）。钢瓶压力到0.4MPa时更换乙炔钢瓶，纯度大于99.9%。13.点击图标。14.点击图标进行能量自动平衡。将进样管放入去离子水中冲洗2～3分钟。15.在空白溶液中点击。提起毛细管，用滤纸擦去水分，插入待测量溶液中，点击图标后点开始依次测量标准样品和未知样品。测量结束后将进样管放入去离子水中冲洗2～3分钟。TAS-990型原子吸收分光光度计操作规程16.关闭乙炔。17.火焰熄灭后关闭空压机。（先关工作开关，再关风机开关，放水。）18.关闭主机。19.关闭软件。20.关闭计算机。元素灯水封吸喷蒸馏水Contents目1项目2:离子膜烧碱生产辅助试剂质量检验2子项目1:工业硫酸中铁含量的测定（原子吸收）录子任务1：

熟悉仪器测量条件的选择

1子任务2：火焰原子吸收法最佳实验条件的选择

211任务2：火焰原子吸收法最佳实验条件的选择一、特征参数1.灵敏度(1)灵敏度（S）Sc=ΔA/Δc

或

Sm=ΔA/Δm(2)特征浓度—对应于1%净吸收(IT

–IS)/IT=1/100的待测物浓度(cc)，或对应与0.0044吸光度的待测元素浓度。

cc=0.0044Δc/ΔA

单位：μg·(mL·1%)-1(3)特征质量

mc=0.0044Δm/ΔA

单位：g·(1%)-1子任务1：熟悉仪器测量条件的选择

2.检出限在适当置信度下，能检测出的待测元素的最小浓度或最小量。用接近于空白的溶液，经若干次（10～20次）重复测定所得吸光度的标准偏差的3倍求得。

(1)火焰法

cDL=3Sb/Sc

单位：μg

mL-1(2)石墨炉法

mDL=3Sb/Sm

Sb：标准偏差；

Sc(或Sm)：待测元素的灵敏度，即工作曲线的斜率。子任务1：熟悉仪器测量条件的选择

1．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，也可选次灵敏线。表2-32．通带（可调节狭缝宽度改变）

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。表2-43．空心阴极灯电流

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。子任务1：熟悉仪器测量条件的选择

二、测量条件的选择4．火焰

依据不同试样元素选择不同火焰类型。子任务1：熟悉仪器测量条件的选择

燃烧器高度:应选择合适的燃烧器高度使光束从原子浓度最大的区域通过。火焰类型：乙炔-空气火焰（最高温度2600K，用途最广的一种火焰，能测定35种以上的元素）；乙炔-氧化亚氮高温火焰（最高温度3300K，可测定空气乙炔火焰不能分析的难解离元素。）试样原子化主要在第一反应区和中间薄层区进行。燃助比（1）贫燃火焰：燃助比（燃气与助燃气流量比）为1:4～6，燃烧完全，氧化性强，温度高，还原性气氛差，适于不易氧化的元素的测定，如Ag、Cu、Ni、Co、Pd等和碱土金属。（2）富燃火焰：燃助比为4：1.2～1.5，噪声较大，由于燃烧不完全呈强还原性气氛，因此适于易氧化的元素的测定，如Cr、Mo、稀土元素等。（3）化学计量火焰：燃助比在3:1～4:1之间，火焰稳定，温度较高，层次清晰，背景干扰少，噪声低。最佳的燃助比应通过绘制吸光度-燃气、助燃气流量曲线来确定。以达到最大吸光度时的燃助比为合适的燃助比。子任务1：熟悉仪器测量条件的选择

温度

足够的温度才能使试样充分分解为原子蒸汽状态。但温度太高会增加原子的电离或激发，使基态原子数减少，温度太低则有些试样不能解离，灵敏度降低，并且还会发生分子吸收，干扰可能更大。在确保待测元素能充分呢解离为基态原子的前提下，低温火焰具有较高的灵敏度。子任务1：熟悉仪器测量条件的选择

5．进样量

测定吸光度对进样量的变化，选择最大吸光度时所对应的进样量。1.光谱干扰

待测元素的共振线与干扰物质谱线分离不完全，这类干扰主要来自光源和原子化装置，主要有以下几种：在分析线附近有单色器不能分离的待测元素邻近线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用较小通带或更换灯。三、干扰及其消除子任务1：熟悉仪器测量条件的选择

试样在转移、蒸发过程中物理因素变化引起的干扰效应，主要影响试样喷入火焰的速度、雾化效率、雾滴大小等。可通过控制试液与标准溶液的组成尽量一致的方法来抑制。子任务1：熟悉仪器测量条件的选择

2.物理干扰及抑制3.化学干扰及抑制

待测元素与其他组分间的化学作用，影响原子化效率，主要干扰源。

（1）化学干扰的类型

待测元素与其共存物质作用生成难挥发的化合物，致使参与吸收的基态原子减少。例：a、钴、硅、硼、钛在火焰中易生成难熔化合物。

b、硫酸盐、硅酸盐与铝生成难挥发物。

待测离子发生电离反应，生成离子，不产生吸收，总吸收强度减弱，电离能≤6eV的元素易发生电离，火焰温度越高，干扰越严重。例：碱及碱土元素。子任务1：熟悉仪器测量条件的选择

（2）化学干扰的抑制

标液和试液中加入光谱化学缓冲剂来抑制。

释放剂—与干扰元素生成更稳定化合物，释放。例：锶和镧可有效消除磷酸根对钙的干扰。保护剂—与待测元素形成稳定的络合物，防止。

例：加EDTA生成EDTA-Ca，避免磷酸根与钙作用。饱和剂—加入足够的干扰元素，干扰稳定。例：用N2O-C2H2火焰测钛时，在试样和标液中加入300mg·L-1以上的铝盐，使铝对钛的干扰趋于稳定。

电离缓冲剂—加入大量易电离的一种缓冲剂，抑制。例：加入足量的铯盐，抑制K、Na的电离。子任务1：熟悉仪器测量条件的选择

4.背景干扰及校正方法

原子化过程中所产生的光谱干扰：分子吸收干扰和散射干扰。干扰严重时，不能进行测定。分子吸收与光散射

分子吸收：原子化中，存在或生成的分子对特征辐射产生吸收。分子光谱是带状，一定波长范围内产生干扰。光散射：原子化过程中，存在或生成的微粒使光产生的散射现象。

产生正偏差，石墨炉原子化法产生的干扰严重。

如何消除？子任务1：熟悉仪器测量条件的选择

(1)氘灯连续光谱背景校正旋转斩光器交替使氘灯提供的连续光谱和空心阴极灯提供的共振线通过火焰。连续光谱通过时：测定的为背景吸收(此时的共振线吸收相对于总吸收可忽略)。共振线通过时，测定总吸收。差值为有效吸收。子任务1：熟悉仪器测量条件的选择

（2）塞曼(Zeeman)效应背景校正法Zeeman效应：在磁场作用下简并的谱线发生裂分的现象。子任务1：熟悉仪器测量条件的选择

塞曼(Zeeman)效应背景校正法原理校正原理：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，产生总吸收；当垂直磁场的偏振光通过火焰时，只产生背景吸收。子任务1：熟悉仪器测量条件的选择

塞曼(Zeeman)效应背景校正法的方式方式：

光源调制法和共振线调制法（应用较多），后者又分为恒定磁场调制方式和可变磁场调制方式。优点：校正能力强（可校正背景A1.2～2.0）；可校正波长范围宽：190～900nm。子任务1：熟悉仪器测量条件的选择

子任务2：火焰原子吸收法最佳实验条件的选择

目的仪器与试剂操作步骤配制镁标准溶液

安装空心阴极灯，调整灯位置

调节燃烧器位置。

打开通风机电源开关，通风10min后，点燃空气-乙炔火焰，调节空气-乙炔流量比例

最佳实验条件选择

实验结束工作

数据处理

总结1.知识目标：1）进一步熟悉原子吸收分光光度计的基本结构和工作原理，仪器使用方法。2）掌握最佳测量条件的选择方法。

2.能力目标1）仪器操作使用；2）数据处理软件的使用操作；3）测量条件的调试操作。4）可燃气体、高压钢瓶、电器的安全操作

Contents目1项目2:离子膜烧碱生产辅助试剂质量检验2子项目1:工业硫酸中铁含量的测定（原子吸收）3任务3：工业H2SO4中铁含量测定录子任务1：熟悉样品制备知识

1子任务2：学习原子吸收定量分析方法2子任务3：熟悉衡量仪器性能的指标3子任务4：工业H2SO4中铁含量测定

4样品预处理定义:在进行原子吸收测定之前，将样品处理成溶液状态，也就是对试样进行分解，使被测元素处于溶解状态。在原子吸收光谱分析中，各种金属离子的溶液通常需用盐酸或硝酸调pH=1-2保存。采用低温冷藏（5℃左右）或冷冻（-18～—22℃），避光和避免暴露于空气中，能抑制微生物活动，减缓物理挥发和化学反应。在盛装溶液之前，容器还必须用规定的方法反复洗涤干净。样品溶液不宜长期放置，以防发生吸附、沉淀现象或发生其他反应从而改变被测组分的含量和状态。子任务1：熟悉样品制备知识

子任务1：熟悉样品制备知识

样品制备取样

试样制备的第一步是取样，取样要有代表性，取样量大小要适当。样品在采样、包装、运输、碎样等过程中要防止污染，样品存放的容器材质要根据测定要求而定。

样品预处理样品溶解：用水、酸或碱溶液将样品溶解

样品的消化

熔融法微波溶样法样品的消化分为湿法消化和干法灰化湿法消化：将样品置于强酸或混合强酸中加热，目的是破坏样品中的有机物，溶解样品中的无机物，使各种形态的待测组分转变为单一的高价态，以便分析。优点：不容易损失金属元素，时间短缺点：酸的用量大，造成较高的试剂空白子任务1：熟悉样品制备知识

干法灰化在较高温度下，用氧来氧化样品。具体做法：准确称取一定量样品，放在石英坩埚或铂坩埚中，于80-150℃低温加热，赶去大量有机物，然后放于高温炉中，加热至450-550℃进行灰化处理。冷却后再将灰分用硝酸、盐酸或其他溶剂进行溶解。优点：适合大批样品分析，空白值比湿法消化要低。缺点：消化时间长，难以被彻底消化，回收率比较低。子任务1：熟悉样品制备知识

熔融法用酸不能溶解或溶解不完全的样品需要采用熔融法熔融剂的选择原则：酸性试样用碱性熔融剂，碱性试样用酸性熔融剂。子任务1：熟悉样品制备知识

微波溶样法利用样品与酸的混合物对微波能的吸收达到快速加热消解样品的目的优势：加热速率快、效率高，应用广泛。无论是地质样品还是有机样品，微波消解都可获得满意结果。被测元素的分离与富集分离共存干扰组分同时使被测组分得到富集是提高痕量组分测定相对灵敏度的有效途径。常用的分离与富集方法有沉淀和共沉淀法、萃取法、离子交换法、浮选分离富集技术、电解预富集技术及应用泡沫塑料、活性炭等的吸附技术。其中应用较普遍的是萃取和离子交换法。子任务1：熟悉样品制备知识

子任务1：熟悉样品制备知识

子任务2：学习原子吸收定量分析方法

定量分析方法一、工作曲线法（操作举例）1.方法：先配制一组浓度合适的标准溶液，在最佳测定条件下，由低浓度到高浓度依次测定它们的吸光度，然后以吸光度A为纵坐标，标准溶液浓度为横坐标，绘制吸光度（A）-浓度（c）的工作曲线（见下图1）。用与绘制工作曲线相同的条件测定样品的吸光度，利用工作曲线以内插法求出被测元素的浓度。2.优点:工作曲线法简便，快速，适于组成较简单的大批样品分析。但对组成复杂的

样品测定，标准样的组成难以与其接近，基体效应差别较大，测定准确度欠佳。图1工作曲线

注意事项（1）配置标准系列浓度，一般控制吸光度在0.1-0.8之内，以免浓度过大或过小，超出标准曲线的直线范围，测定结果不准。标准溶液浓度范围应将试液中待测元素的浓度包括在内。（2）测量过程要严格保持条件不变。一旦测定条件改变，分析前都应重新绘制工作曲线。（3）标准溶液与试液的基体（指溶液中除待测组分外的其他成分的总体）要相似，以消除基体效应（指试样中与待测元素共存的一种或多种组分所引起的种种干扰）。子任务2：学习原子吸收定量分析方法

二、标准加入法（操作举例）当试样中共存物不明或基体复杂而又无关配制与试样组成相匹配的标准溶液时，可采用标准加入法进行分析。方法：吸取试液四份以上，第一份不加待测元素标准溶液，第二份开始，依次按比例加入不同量待测组分标准溶液，用溶剂稀释至同一的体积，

以空白为参比，在相同测量条件下，

分别测量各份试液的吸光度，绘出工作曲线，并将它外推至浓度轴，则在浓度轴上的截距，即为未知浓度cX，如下图2所示。

子任务2：学习原子吸收定量分析方法图2标准加入法工作曲线

优缺点标准加入法可以消除基体效应带来的影响，并在一定程度上消除了化学干扰和电离干扰，但不能消除背景干扰。因此只有在扣除背景之后，才能得到待测元素的真实含量，否则将使测量结果偏高。批量分析由于过程繁杂，不宜采用标准加入法。子任务2：学习原子吸收定量分析方法注意事项（1）响应的标准曲线应是一条直线，而且当待测元素不存在时，曲线应通过零点。待测组分的浓度应在曲线线性范围之内。（2）加入标准物质的最低含量与被测元素在同一数量级或略低。（3）为了保证在整个范围内有良好的线性，至少要采用4个点来制作外推曲线。子任务2：学习原子吸收定量分析方法三、内标法内标法是指将一定量试液中不存在的元素N的标准物质加到一定试液中进行测定的方法，所加入的这种标准物质称之为内标物质或内标元素。内标法与标准加入法的区别：内标法所加入的标准物质是试液中不存在的；标准加入法所加入的标准物质是待测组分的标准溶液，是试液中存在的。

方法：在一系列不同浓度的待测元素标准溶液及试液中依次加入相同量的内标元素N，稀释至同一体积。在同一实验条件下，分别在内标元素及待测元素的共振吸收线处，依次测量每种溶液中待测元素M和内标元素N的吸光度AM

和AN，并求出它们的比值AM/AN，再绘制

AM/AN～cM

的内标工作曲线（如下图3所示）。

由待测试液测出AM/AN

的比值，在内标工作曲线上用内插法查出试液中待测元素的浓度并计算试样中待测元素的含量。子任务2：学习原子吸收定量分析方法图3内标工作曲线

子任务2：学习原子吸收定量分析方法注意事项（1）所选用内标元素在物理性质，化学性质等方面应与待测元素相同或相近。（2）内标元素加入量应接近待测元素的量。在实际工作中通过试验来选择合适的内标元素