原子吸收光谱法（仪器分析课件）

原子吸收分光谱法原子吸收光谱法基本原理01原子吸收分光谱法基本原理-1·基本原理目标掌握原子吸收分光谱法特点01掌握原子吸收分光谱法基本原理02相关标题文字一、概述

1．定义：基于被测元素基态原子在蒸气状态对其原子共振辐射吸收进行元素定量分析的方法。原子吸收分光光度法分析流程原子吸收光谱法基本原理1234原理原理原理是基于由光源发射出的被测元素的特征辐射，当通过试样蒸气时，被蒸气中被测元素基态原子吸收，通过测量辐射的减弱程度，求得试样中被测元素的含量。二、原理：原子吸收光谱,是指在蒸气相中的基态原子吸收该元素特征幅射光线而产生的吸收光谱。在被原子化蒸气中，待测元素的基态原子，吸收来自空心阴极灯发出的该元素特征辐射光，通过测定特征辐射被吸收的大小，来求出待测元素的含量。

原子吸收产生：原子外层电子在能级之间的跃迁。共振吸收线：原子外层电子从基态跃迁至第一激发态所产生的吸收谱线。共振发射线：原子外层电子从第一激发态直接跃迁至基态所辐射的谱线。共振线：共振发射线和共振吸收线都简称为共振线共振线：特征谱线，元素的灵敏线。

。三、共振线和吸收线相同点1）都是依据样品对入射光的吸收进行测量的。2）两种方法都遵循朗伯-比耳定律。3）就设备而言，均由四大部分组成，即光源、单色器、吸收池（或原子化器）、检测器。四、原子吸收分光光度法与紫外-可见吸收光谱法的比较不同点：1）吸收物质的状态不同。

紫外可见光谱：溶液中分子、离子，宽带分子光谱，可以使用连续光源。

原子吸收光谱：基态原子蒸气，窄带原子光谱，必须使用锐线光源。2）单色器与吸收池的位置不同。

紫外可见：光源→单色器→比色皿。

原子吸收：光源→原子化器→单色器。原子吸收分光谱法原子吸收光谱法基本原理01原子吸收分光谱法基本原理-2·原子吸收分光光度法特点·谱带变宽的因素目标掌握原子吸收分光光度法特点01掌握原子吸收分光光度法谱带变宽的因素02相关标题文字原子吸收分光光度法分析流程一、原子吸收分光光度法特点：1.选择性高，干扰少。共存元素对待测元素干扰少，一般不需分离共存元素。2.灵敏度高。火焰原子化法：10-9g/mL；石墨炉：10-13g/mL。3.测定的范围广。测定70多种元素。4.操作简便、分析速度快。5.准确度高。火焰法误差<1%，石墨炉法3%-5％。原子吸收光谱法基本原理缺点1）难熔元素及非金属元素难以测定；

2）一个元素需要一盏空心阴极灯；

3）不能同时进行多元素分析。54%74%原子吸收光谱基本原理1234原理原理原理

原子的吸收光谱线具有一定宽度的原因有以下几个：1．谱线的自然宽度：自然宽度（约在10-5nm数量级）。二、谱带变宽的因素2．多普勒变宽（热变宽）：由于多普勒效应而导致的谱线变宽。其宽度约为10-3nm数量级。

3．压力变宽：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线变宽。其宽度也约为10-3nm数量级。

4)场致变宽：在外电场或磁场作用下，能引起能级的分裂，从而导致谱线变宽。5)自吸变宽：由自吸现象（共振线被灯内同种基态原子所吸收）而引起的谱线变宽。主要影响因素：多普勒变宽和洛伦变宽的影响。原子吸收分光谱法原子吸收光计02原子吸收分光谱计-1·工作流程及组成目标掌握原子吸收分光光度计的基本组成01掌握原子吸收分光光度计工作流程02相关标题文字原子吸收分光光度法分析流程原子吸收分光光度计组成光源原子化系统分光系统检测系统单光束分光光度计分类双光束分光光度计可以削除光源不稳定产生的测量误差一、原子吸收分光光度计结构（一）光源1.作用：发射被测元素的特征光谱。2.种类：空心阴极灯、无极放电灯、蒸气放电灯。1)结构阳极：钨或镍棒阴极：待测元素金属内充低压惰性气体3)特点：只有一个操作参数(灯电流)空心阴极灯（HCL）示意图（一）光源——空心阴极灯工作原理：

当灯的正负极加以400V电压时，便开始辉光放电。这时电子离开阴极，在飞向阳极过程中，受到阳极加速，与惰性气体原子碰撞，并使之电离。带正电荷的惰性气体从电场获得动能，向阴极表面撞击，只要能克服金属表面的晶格能，就能将原子由晶格中溅射出来，从而产生阴极物质的共振线。由于灯内压力很低，压力变宽小，因而产生的共振线是锐线光源。二、原子化系统作用：将试样转化为气态的基态原子，并吸收光源发出的特征光谱。(一)火焰原子化法1.雾化器作用：将试液均匀雾化，除去较大的雾滴。去溶蒸发原子化燃烧头雾化器雾化室试样原子化技术1（二）原子化系统原子化系统的作用：是将试样中的待测元素转变为原子蒸气。使试样原子化的方法有：火焰原子化法和无火焰原子化法。

前者具有简单，快速，对大多数元素有较高的灵敏度和检测极限的优点，因而至今使用仍最广泛。但近年来，无火焰原子化技术有了很大改进，它比火焰原子化技术具有较高的原子化效率、灵敏度和检测极限，因而发展很快。2、火焰原子化法

火焰原子化系统是利用火焰的温度和气态使试样原子化的装置。如图所示,主要的部分有：喷雾器、雾化室，燃烧器和火焰。

检测系统原子吸收分光谱法原子吸收光计02原子吸收分光光度计-2·原子化器的组成及功能

——火焰原子化器目标掌握原子吸收分光光度计原子化系统01掌握有火焰和无火焰的区别02相关标题文字原子吸收分光光度法分析流程原子吸收分光光度计组成光源原子化系统分光系统检测系统单光束分光光度计分类双光束分光光度计可以削除光源不稳定产生的测量误差二、原子化系统作用：将试样转化为气态的基态原子，并吸收光源发出的特征光谱。（一）火焰原子化器：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们把它叫做火焰原子化器。1．结构：火焰原子化器的结构如图所示：a）喷雾器：将试样溶液转为雾状。b）雾化室：内装撞击球和扰流器（去除大雾滴并使气溶胶均匀）。c）燃烧器：产生火焰并使试样蒸发和原子化的装置。

2．原子化过程：

MeX脱水MeX蒸发MeX分解（溶液）（固体微粒）气态分子）Me＋X(基态原子)3．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：空气——乙炔火焰：温度在2500K左右；N2O——乙炔火焰：温度可达到3000K左右；空气——氢气火焰：最高温度2300K左右。2）火焰的类型：贪燃：燃气较少，（燃助比小于化学计量，约为1比6），燃烧完全，温度较高富燃焰：燃气较多。燃烧不完全，温度较低。但具有还原性。化学计量焰：原子吸收分光谱法原子吸收光计02原子吸收分光光度计-3·原子化器组成及功能——非火焰法目标掌握原子吸收分光光度计原子化系统01掌握有火焰和无火焰的区别02相关标题文字原子吸收分光光度法分析流程原子吸收分光光度计组成光源原子化系统分光系统检测系统单光束分光光度计分类双光束分光光度计可以削除光源不稳定产生的测量误差二、原子化系统作用：将试样转化为气态的基态原子，并吸收光源发出的特征光谱。（二）非火焰原子化法：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。

1.石墨炉原子化器包括电源、保护系统和石墨管三部分。电源：10~25V，500A。用于产生高温。保护系统：保护气（Ar）分成两路管外气——防止空气进入，保护石墨管不被氧化、烧蚀。管内气——流经石墨管两端及加样口，可排出空气并驱除加热初始阶段样品产生的蒸汽冷却水——金属炉体周围通水，以保护炉体。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、灰化、原子化和净化。干燥：去除溶剂，防样品溅射；灰化：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，此时停止通Ar，延长原子停留时间，提高灵敏度；净化：样品测定完成，高温去残渣，净化石墨管。2、火焰原子化法

火焰原子化系统是利用火焰的温度和气态使试样原子化的装置。如图所示,主要的部分有：喷雾器、雾化室，燃烧器和火焰。

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90%以上，而后者只有10%左右。2）绝对灵敏度高（可达到10-12～10-14），试样用量少。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C存在，有利于易形成难离解氧化物的元素的离解和原子化。2.化学原子化（低温原子化）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）将试样中汞的化合物以还原剂（如SnCl2）还原为汞蒸汽，并通过Ar或N2将其带入吸收池进行测定。

2）氢化物原子化特点：可将待测物从在一定酸度条件下，将试样以还原剂（NaBH4）还原为元素的气态氢化物，并通过Ar或N2将其带入热的石英管内原子化并测定。原子吸收分光谱法原子吸收分光光度法应用03原子吸收分光光度法应用-1·原子吸收分光光度法定量分析目标掌握原子吸收分光光度法标准曲线法01掌握原子吸收分光光度法标准加入法02相关标题文字一．定量分析方法：（一）标准曲线法：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，以测得的吸光度A为纵坐标，浓度为横坐标作图，得到标准曲线。(一）准曲线法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。1．配制标准溶液时，应尽量选用与试样组成接近的标准样品，并用相同的方法处理。如用纯待测元素溶液作标准溶液时，为提高测定的准确度。可放入定量的基体元素。2．应尽量使得测定范围在T=30～90%之间（即A=0.05～0.5），此时的测量误差较小3．每次测定前必须用标准溶液检查，并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调零。

2.标准加入法：取两份体积相同的试样溶液，设为A和B，在B中加入一定量的待测元素，然后分别将A和B稀释到相同体积，再分别测定其吸光度。

设A中待测元素的浓度为Cx吸光度为Ax，B中的待测元素浓度为Cx+Co(Co为加入的标准样品的浓度)，吸光度为A，则：

Ax=KCx A=K(Cx+Co)两式相比得：

Cx=Co×Ax/(A－Ax)由此式就可得到待测元素的含量。

作图的方法：取四份以上的体积相同的试液，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：Cx，Cx+Co，Cx+2Co，Cx+3Co等。

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，得如下曲线：

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测元素的浓度。注意事项：须线性良好；至少四个点；只消除基体效应，不消除分子和背景吸收；斜率小时误差大。原子吸收分光谱法原子吸收分光光度法应用03原子吸收分光光度法应用-2·原子吸收分光光度及测定条件的选择目标掌握原子吸收分光光度计测定调节的选择01相关标题文字1．分析线的选择：一般选用共振线作分析线。2．灯电流：保正稳定和适当光强度输出的条件