原子吸收分光光度法-2

生物工业分析第九章原子吸收分光光度法

第一节概述第二节基本原理

第三节仪器装置

第四节定量分析方法

第五节操作条件的选择和干扰现象的排除

第六节原子吸收分光光度法的应用

原子吸收分光光度法第二节基本原理由于各种元素的原子结构和核外电子排布不同，因此不同元素的原子从基态跃迁至第一激发态（或由第一激发态跃迁回基态）时，吸收（或辐射）的能量不同，因而各种元素的共振线具有不同的波长，所以元素的共振线又称为元素的特征谱线。因为从基态到第一激发态的跃迁最容易发生，所以对于大多数元素来说，共振线是元素所有谱线中最灵敏的谱线。在原子吸收分光光度分析中，就是利用处于基态的待测定原子蒸气，对从光源发射出的待测元素的共振线的吸收来进行定量分析的。因而，元素的共振线又称为分析线。

原子吸收分光光度法图9-1原子能量的吸收和发射图9-2原子吸收示意图

原子吸收分光光度法原子蒸气对共振辐射的吸收程度是和蒸气中的基态原子数成正比，也即同原子浓度成正比。当一束强度为Ioν、频率为ν的入射光通过原子蒸气后，有一部分光被吸收，其透过光的强度Iν与原子蒸气的厚度L（即火焰的宽度）及原子蒸气的浓度C的关系，同有色溶液吸收光的情况完全类似，是服从朗伯比尔定律的，即

Iν=Ioν

e-KνCL（9-1）式中：Ioν——入射光的强度；Iν——透过光的强度；Kν——原子蒸气对频率为ν的入射光的吸收系数；L

——原子蒸气的厚度；C

——原子蒸气的浓度。

原子吸收分光光度法由于物质的原子对光的吸收具有选择性，对不同频率的光的吸收程度不同，所以透过光的强度Iν随入射光的频率而有所变化，变化规律如图9－3所示。

IνKν

K0/2

图9－3Iν与ν0的关系图9－4吸收线轮廓与半宽度

K0

I0Δν

ν0ν0原子吸收分光光度法由图9－3可以看出，在频率为ν0处透过的光最少，亦即吸收的光最多，我们把这种情况叫作原子蒸气在特征频率ν0处有吸收线。可见，原子的吸收线并不是几何学上的线，而是具有一定的宽度，通常称之为谱线轮廓（或形状）。若将吸收系数Kν随入射光的频率而变化的关系作图（如图9－4），则吸收线轮廓的意义更清楚。表示表示吸收线轮廓特征的值，是吸收线中心的频率（或波长）以及吸收线的半宽度。由图9－4可见，在频率ν0处，吸收系数有一极大值K0，在距ν0某一点，Kν值为零。吸收线在中心频率两侧具有一定的宽度，通常以吸收系数等于极大值的一半（K0/2）处，吸收线轮廓上两点见的距离（即两点间的频率差），来表示吸收线的宽度，称为吸收线的半宽度，以Δν表示。其数量级约为0.001～O.01nm。同样，发射线也具有宽度，不过其宽度要窄得多，一般为0.0005～0.002nm。在实际工作中，目前都是用测定吸收线中心的极大吸收系数，来计算待测元素的含量，这种方法称为峰值吸收。

原子吸收分光光度法当原子蒸气的厚度L一定时，设-KνL=-K；将透光度Iν/Ioν的倒数取对数，称为吸光度A，则（9－1）式可简化为：

A=-lg（Iν/Ioν）=KC（9-2）

即吸光度A与浓度C成线性关系。在确定实验条件下，蒸气中的原子浓度与样品中被测元素的实际含量成正比。在实际分析中，只需测量样品溶液的吸光度与相应的标准溶液的吸光度，即可根据标准溶液的已知浓度计算出样品中待测元素的浓度。公式（9-2）就是原子吸收分光光度法定量分析的理论依据。

原子吸收分光光度法第三节仪器装置

原子吸收光谱分析所用的仪器称为原子吸收分光光度计，或称原子吸收光谱仪。原子吸收分光光度计分单光束型原子吸收分光光度计和双光束型原子吸收分光光度计两种。单光束原子吸收分光光度计结构如图9-5所示。

图9-5单光束原子吸收分光光度计示意图

原子吸收分光光度法一、原子吸收分光光度计的组成1．光源光源的作用是辐射待测元素的共振线，作为原子吸收分析的入射光。光源必须具备以下性能：①光源要能发射待测元素的共振线，而且强度要足够大；②光源发射的谱线的半宽度要很窄（是锐线光源），应小于吸收线的半宽度，以保证测定的灵敏度和峰值吸收的测量。③辐射光的强度要稳定，而且背景发射要小。在原子吸收分光分析中，能作为光源的有空心阴极灯、无极放电灯和蒸气放电灯。应用最广泛的是空心阴极灯。

原子吸收分光光度法2．原子化系统原子化系统的作用是提供一定的能量，将试样中待测元素由化合态转变为基态原子蒸气，并使其进入空心阴极灯的辐射光程。

（1）火焰原子化器火焰原子化是由燃烧气体如乙炔-空气、氢气-空气等提供足够高的温度，有效地使试样蒸发、分解，并使待测元素原子化。①雾化器雾化器的作用是将样品雾化产生粒径微细均匀的气溶胶。②混合室混合室的作用是将由雾化器来的粒径较大的气溶胶凝结为大液珠，沿泄液管排走；余下的气溶胶与燃气、助燃气预先混合均匀进入燃烧器，以减少火焰的扰动。原子吸收分光光度法③燃烧室燃烧室的作用是将进入火焰的气溶胶原子化，产生待测元素的基态原子。当采用不同的燃烧器时，注意调整燃烧器的狭缝宽度和长度，以适应不同的燃烧气的燃烧速率，防止回火爆炸。火焰原子化法的优点是火焰稳定，燃烧安全，背景噪音低，操作简便，应用范围广。不足之处是火焰起稀释作用，样品利用率较低，相对无火焰原子化法灵敏度较低。

（2）无火焰原子化无火焰原子化的方法很多，目前应用较多的原子化装置是高温石墨炉原子化器。高温石墨炉原子化法是将样品夹在内径为4mm，外径为6mm，长约53mm的石墨管中，使样品发生蒸发、热解、还原及生成碳化物等化学反应，最终生成原子化的蒸气。

原子吸收分光光度法电热高温石墨管原子化器使试样原子化的程序一般包括一下四个步骤：①干燥主要是除去溶剂。②灰化（分解）主要是使待测物的盐类分解，并赶走阴离子、破坏有机物及除去易挥发的基体。③原子化原子化的作用是使以化合物形式存在的待测元素蒸发并解离为基态原子。④高温除残将温度升至大于3000的高温数秒钟，净化、除去石墨管炉中残留的分析物，以减少或避免记忆效应，冷却后又可进行下一个试样的测定。

园林美的概念及特征

美的含义美在观念。就是说，决定事物美与不美的根据是观念。美在物本身。就是说，物之所以成为审美对象，是由物本身的自然属性所致。美在感觉。就是说，事物的美与不美，决定于主体的感觉，感觉到美，事物就美，感觉不到美，事物就不美。园林美的概念

园林美是一种以模拟自然山水为目的，把自然的或经人工改造的山水、植物与建筑物按照一定的审美要求组成的建筑综合艺术的美。它与自然美、生活美和艺术美既有紧密联系又有区别，是自然美、生活美与艺术美的高度统一。园林美的概念及特征园林美的特征

园林中的自然美植物、大自然的山川草木、风云雨雪、日月星辰、虫鱼鸟兽以及大自然晦明、阴晴、晨昏、昼夜、春秋的瞬息变化、声音美等等。园林中的生活美首先应该使园林的空气清新，无污染，水体清透无异味，卫生条件良好；第二，要有宜人的小气候，使气温、湿度、风等综合作用达到理想的要求。第三要避免噪音。要避免噪音的干扰就要在规划时深入研究场地环境，根据具体情况设置防护林或采取消音和隔音的处理。第四植物种类要丰富，生长健壮繁茂，形成立体景观。第五要有方便的交通，完善的生活福利设施，适合园林的文化娱乐活动和美丽安静的休息环境。园林中的艺术美桂林山水甲天下园林构图的基本规律园林绿地构图的含义在一定的空间内，结合各种园林绿地的功能要求对各种构景要素的取舍、剪裁、配布以及组合称为园林绿地艺术构图。园林绿地构图的特点综合性时空的规定性、延续性、变化性和持久性整体性和可分割性园林构图的基本规律

比例与尺度

园林绿地构图的比例是指园景和景物各组成要素之间空间形体体量的关系，不是单纯的平面比例关系，包含两方面的意义，一是园林景物、建筑物整体或者某个局部长、宽、高之间的关系；另一个是园林景物、建筑物整体与局部，或者局部与局部空间形体、体量大小的关系。和谐的比例是完美构图的条件之一，可以使人产生美感。园林绿地构图的尺度是景物与人的身高、使用活动空间的度量关系。这是因为人们习惯用人的身高和使用活动所需要的空间为视觉感知的度量标准，如台阶的宽度不小于30cm(人脚长)，高度为12~19cm为宜，栏杆、窗台高1m左右。又如人的肩宽决定路宽，一般园路宽能容二人并行，宽度以1.2~1.5m较合适。园林构图的基本规律

均衡与稳定均衡：园林布局中要求园林景物的体量关系符合人们在日常生活中形成的平衡安定的概念，所以除少数动势造景外（如悬崖、峭壁等），一般艺术构图都力求均衡。均衡可分为对称均衡和非对称均衡。稳定：自然界的物体，由于受到地心引力的作用，为了维持自身的稳定，靠近地面的部分往往大而重，而在上面的部分则小而轻，给人以稳定的感觉。园林布局中稳定是指园林建筑、山石和园林植物等上下、大小所呈现的轻重感的关系而言。园林构图的基本规律对比与调和使园林中不同艺术形象和不同功能要求的局部，求得一定的共同性与相互转化，这种构图上的技法称为调和，调和有相似调和与近似调和。对比的作用一般是为了突出表现一个景点或景观，使之鲜明显著，引人注目。对比的手法：形象的对比、体量的对比、方向的对比、空间的对比、明暗的对比、虚实的对比、色彩的对比、质感的对比、疏密对比、动静对比园林构图的基本规律

节奏与韵律所谓韵律与节奏即是某些组成因素作有规律的重复，在重复中又组织变化。韵律与节奏能赋予园林以生气活跃感，表现出情趣和速度感。重复是获得韵律的必要条件，但只有简单的重复则易感单调，故在韵律中又要有节奏上的变化。园林构图中的韵律与节奏方式：简单韵律、交替韵律、渐变韵律、起伏韵律、拟态韵律、交错韵律渐变渐变是按一定顺序发生、发展的、连续的、逐渐的变化。例如自然界中一年四季的季相变化；天穹中自天空到地平线的色彩变化；人的视野由近到远，物体从清晰到模糊的过程，建筑墙面由于光源影响所呈现的由明到暗以及色彩上逐渐的转变等均属之。

图3-4韵律与节奏园林构图的基本规律

多样与统一多样是指宇宙万物间诸多事物千差万别的差异性、个性，而统一则指各种具有差异性的个性事物间所蕴藏的整体性、共性。

多样统一的原则在园林中的应用是指园林中的各组成部分，它们的体形、体量、色彩、线条、形式、风格等，要求有一定程度的相似性或一致性，给人以统一的感觉。由于—致性程度的不同，引起统一感的强弱也不同。十分相似的一些园林组成部分即产生整齐、庄严、肃穆的感觉，但过分一致又觉呆板、郁闷、单调。所以园林中常要求统一当中有变化，或是变化当中有统一，也就是“多样统一”的原则。园林构图的基本规律比拟联想摹拟对植物的拟人化运用园林建筑、雕塑造型产生的比拟联想遗址访古产生联想风景题名、题咏、对联、匾额、摩崖石刻所产生的比拟联想园林绿地构图的基本手法

园林造景

景与赏景园林赏景园林造景的方法组景

景点与景区空间组织导游线和风景视线景景

是以自然物为主体所形成的，能引起美感的审美对象，而且必定是以时空为特点（景的最佳观赏时间、空间）的多维空间，具有诗情画意，令人赏新悦目，使人流连。园林中的景

是指在园林绿地中，自然或经人工创造的，以能引起人的美感为特征的一种供作游憩观赏的空间环境。杭州西湖十景（断桥残雪、苏堤春晓、平湖秋月、三潭映月、柳浪闻莺、雷峰夕照、曲院风荷、双峰插云、花港观鱼、南屏晚钟）、燕京八景、圆明园四十景、避暑山庄七十二景……赏景的方式动态观赏——游注重景观的体量、轮廓和天际线，沿途重点景物应有适当的视距，注意景物的连续性、节奏性和整体性。“游而不息，使人精疲力竭；息而不游，失去游览的意义”。静态观赏——息静态观赏是旅游者在一定的位置上，面对风景的一种欣赏活动，或缓慢的移动视线，仔细地玩味其中的奥妙。如果移动过快，就不易感受其中的美。象颐和园中的谐趣园（园中园）、北海中的静心斋，苏州的网狮园，其特点是小巧精美，以小观大，以少胜多，都适合静态观赏，仔细玩味。整个画面是一幅静态立体风景画，观赏点是摄影和画家写生的地方。赏景的方式平视、仰视、俯视平视—平静、深远、安宁，与地平线平行，如安静休息区仰视—感染力强，压抑感，情绪紧张，休疗养地不宜俯视：高处向远处看—鸟瞰画面，凌空感、深远；高处向下看—险峻、有征服感原子吸收分光光度法与火焰原子化法相比较，石墨炉原子化法的主要优点是：①具有较高的并且可调的温度；②气态原子在测定区停留的时间比在火焰中长100～1000倍；③液体或固体试样均可测定，而且用量极少；④原子化效率高，试样利用率达百分之百；⑤灵敏度高，其绝对检出极限可达10－6～10-14；⑥由于是在充有惰性气体的气室中，并有强还原性石墨介质的条件下进行原子化的，因此有利于难解离氧化物的原子化。除残温原子化度灰化干燥

时间

图9－6石墨炉升温程序示意图

原子吸收分光光度法石墨炉原子化法的主要缺点是：①由于取样量少，试样组成的不均匀性影响较大，所以石墨炉原子化法的精密度不如火焰原子化法好；②有时记忆效应严重；③石墨炉原子化法的设备复杂、价格昂贵。

3．光学系统光学系统又称分光系统或单色器。原子吸收分光光度计的光学系统主要由色散元件、狭缝及凹面反射镜组成。图9-7是常用的分光系统的光路图之一。

图9-7分光系统示意图

原子吸收分光光度法4．检测系统（1）检测器检测器的作用是将单色器分出的光讯号进行光点转换。在原子吸收分光光度计中常用光电倍增管做检测器。（2）放大器放大器的作用是将光电倍增管输出的电压信号进行放大。（3）对数变换器对数变换器的作用是使信号在进入指示仪表之前，进行对数变换，使给出的电压信号变化与试样浓度呈线性关系，在指示仪表上显示出与试样浓度成正比例的数值。（4）指示仪表测定值最终由指示仪表表示出来。原子吸收分光光度法二、原子吸收分光光度计的操作（1）安放待测元素的空心阴极灯，调至适当的灯电流。仪器要充分预热到正常的工作状态才能开始使用。（2）调节狭缝和燃烧器高度。（3）选择并调整好待测元素的特征波长。（4）调节燃气如空气-乙炔流量、点火，并调整火焰至所需的工作状态。（5）用电表或记录器指示吸光度。喷入蒸馏水，调零，吸入试液，数秒种后吸光度读数达到平衡位置，读数。（6）取下试液，换上蒸馏水记录零线。

原子吸收分光光度法（7）吸入与试液浓度相近似的标准溶液，待吸光度读数平衡后读数，再换上蒸馏水记录零线，这样就完成一份未知试液的简单测定。（8）记录如下条件：空心阴极灯的种类，灯电流，狭缝宽度，火焰的测定位置，测定波长，燃气气压或流量，助燃气气压或流量，单位时间内对试液的吸入量等。对于同一份试液重复测定的次数，可根据所需的准确度及仪器的稳定性来决定。一般测定四、五份未知试液后，重复测定标准溶液一次，以检查仪器测定过程中的稳定情况。如果待测元素浓度太高，吸光度大于1.0时，可转动燃烧器减少吸收光路的长度，从而降低灵敏度。如果待测元素浓度太低，可采用标尺扩展装置。

原子吸收分光光度法第四节定量分析方法一、灵敏度（S）

1.百分灵敏度在火焰原子吸收光谱分析中，通常把能产生1%吸收（或0.0044吸光度）时，待测元素在水溶液中的浓度（μg/mL），称为百分灵敏度或相对灵敏度。可用μg/mL/1%或ppm/1%表示。百分灵敏度的测定，不是必须测出1%吸收时的浓度，它可以按下式计算S=μg/mL/1%式中：C——被测溶液的浓度（μg/mL）；A——被测溶液的吸光度。

C×0.0044A原子吸收分光光度法2．绝对灵敏度绝对灵敏度定义为能产生1%吸收（或0.0044吸光度）时，待测元素在水溶液中的质量。常用pg/1%或g/1%表示（1pg=10-12g）。

二、检出极限（DL）

1.相对检出极限在火焰原子吸收光谱分析中，通常把能产生二倍标准偏差的读数时，待测元素在水溶液中的浓度，定义为相对检出极限。用μg/mL或ppm表示。相对检出极限可由下式计算

DL=μg/mL

C×2σ

A原子吸收分光光度法式中：C——待测元素在水溶液中的浓度（μg/mL）；A——待测溶液的吸光度；σ——标准偏差（噪音电平）。是指空白溶液或接近空白的标准溶液，经至少十次连续测定，所得吸光度值算出的。2.绝对检出极限在石墨炉原子吸收光谱分析中，通常把能产生二倍标准偏差的读数时，待测元素的质量，定义为绝对检出极限。通常用Pg或g表示。一些常见元素的原子吸收分析的灵敏度和检出极限见表9-1。

原子吸收分光光度法测定波长火焰原子化法石墨坩埚法元素（nm）检出极限①（μg/mL）灵敏度②（μg/mL·1%）绝对检出极限（g）绝对灵敏度（g/1%）Ag328.10.0020.083×10-141×10-13Al*309.30.021.1

1×10-12As193.70.051

Au242.80.010.5

1×10-12Ba*553.60.0080.4

6×10-12Bi223.10.0250.7

Ca*422.7<0.00050.03

4×10-13Cd228.80.0020.033×10-158×10-14Co240.70.010.1

2×10-12表9-1原子吸收分光光度法测定部分元素的灵敏度和检出极限

原子吸收分光光度法测定波长火焰原子化法石墨坩埚法元素（nm）检出极限①（μg/mL）灵敏度②（μg/mL·1%）绝对检出极限（g）绝对灵敏度（g/1%）Cr357.90.0030.15

2×10-12Cu324.70.0010.1

6×10-13Fe248.30.0050.15

1×10-12Ga287.40.052.3

1×10-12Hg253.70.2515

8×10-11K766.5<0.0020.1

Mg285.2<0.00010.008

4×10-14Mn279.50.0020.083×10-142×10-13Na589.0<0.00020.04

Ni232.00.0020.1

原子吸收分光光度法测定波长火焰原子化法石墨坩埚法元素（nm）检出极限①（μg/mL）灵敏度②（μg/mL·1%）绝对检出极限（g）绝对灵敏度（g/1%）Pb283.30.010.5

2×10-12Sb217.50.041

Se196.00.052

9×10-12Si*251.60.021.2

5×10-14Sn224.60.011.2

Sr460.70.0020.2

1×10-12Ti*264.30.041.4

4×10-11V*318.40.041.3

Zn213.8<0.0010.04

3×10-14①用Perkin-Elmer403型原子吸收分光光度计。②用Perkin-Elmer303型原子吸收分光光度计。*用N2O-C2H2火焰。

原子吸收分光光度法三、定量方法

1.工作曲线法原子吸收光谱分析的工作曲线法，与紫外-可见分光光度分析法中的工作曲线法相似。根据样品的实际情况，配制一系列不同浓度的与样品溶液基本组成相近的标准溶液。在选定的实验条件下，用空白溶液（参比液）调零后，将所配制的标准溶液由低浓度到高浓度依次喷入原子化装置，分别测定其吸光度A。以待测元素的浓度C（或所取标准溶液的体积V）为横坐标，以吸光度A为纵坐标绘制A-C标准工作曲线，如图9-8所示。然后在完全相同的实验条件下，喷入待测试样溶液，根据测得的吸光度Ax，由标准工作曲线求出试样中待测元素的含量Cx。

原子吸收分光光度法吸光度A溶液浓度C

待测元素吸光度

待测元素浓度

图9-8吸光度-浓度标准工作曲线

标准工作曲线法具有简单、快速的特点，可用于同类大批量样品的分析。但是它只适用于样品组成简单或共存元素没有干扰的试样。它的主要缺点是基体的影响较大。原子吸收分光光度法为保证测定的准确度，采用工作曲线法时应注意以下几点：①标准溶液的浓度所配标准溶液的浓度，应在吸光度与浓度成直线关系的范围内，其吸光度值应在0.2‍～0.8之间，以减少读数误差。②标准溶液的基体组成标准溶液的基体的组成应与待测试样尽可能一致，以减少因基体不同而产生的误差。③操作条件整个测定过程中，光源、喷雾、火焰、单色器通带、检测器等仪器的操作条件应当保持恒定。④空白调零将含有与试样相似组分，而不含待测元素的空白溶液预先喷雾，用于仪器调零，以扣除本底空白；或测量其吸光度，从试样的吸光度中扣除。⑤每次测定都应同时绘制标准工作曲线。

原子吸收分光光度法2．标准加入法若试样的基体组成复杂，待测试样的确切组成不清，或测定纯物质中极微量的杂质元素时，往往采用标准加入法。取若干份（不少于四份）体积相同（例如均为10mL）的试样溶液于型号相同的若干个比色管中，从第二个比色管开始依次分别加入浓度为C0的标准溶液的体积为V0、2V0、3V0、4V0……等。然后用溶剂或蒸馏水稀释至相同的体积后摇匀。在相同的实验条件下，依次测得各比色管中溶液的吸光度为Ax、A1、A2、A3、A4……等.以吸光度A为纵坐标,以所取标准溶液的体积（或以比色管中标准溶液的浓度而不是原来标准溶液的浓度）为横坐标绘制A-C曲线如图9-9所示。外延曲线与横坐标相交于一点（Cx），此点即为稀释后的试样溶液中待测元素的浓度。由此即可求得原试样溶液中待测元素的浓度。

原子吸收分光光度法

CAxCxA图9-9标准加入法工作曲线

原子吸收分光光度法使用标准曲线法应注意以下几点：①待测元素的浓度应与其对应的吸光度呈直线关系。②在第二个比色管中加入的标准溶液与试样溶液的浓度之比应当接近。这可以通过试喷试样溶液和标准溶液，比较两者的吸光度来判断。③标准加入法只能消除基体效应带来的影响，不能消除分子吸收、背景吸收带来的影响。④绘图中形成斜率太小的曲线，容易引起较大的误差。⑤绘制曲线最少应采用四点（包括试样溶液）来作外推曲线，以减少实验误差。原子吸收分光光度法3．直接加入法和紧密插入法直接比较法对低浓度范围的测定使用，其测定的基础是光吸收定律，即吸光度与浓度成正比。实际分析中要求样品溶液和标准溶液的吸光度相近。样品溶液中待测元素的含量按下式计算:式中：AS—标准溶液的吸光度；

AX—样品溶液的吸光度；

CS—标准溶液中的浓度；

CX—样品溶液中的浓度。原子吸收分光光度法紧密内插法，实质上是利用工作曲线中的一小部分，选取曲线上接近的两点作为标准，这两点连线可看作近似于直线。待测元素的工作曲线往往不是一条直线，特别在高吸光度区域内，常常发生不同程度的弯曲，此时可用紧密内插法定量。方法是先用直接比较法试测试样中待测元素的大致浓度，然后配制2份标准溶液，一份标准溶液的浓度比被测溶液中待测元素的浓度高，另一份标准溶液的浓度比被测溶液中待测元素的浓度低，同时测定这两份标准溶液和被测试液的吸光度，然后连接这两点标准以用作工作曲线，从曲线中可查得待测元素的浓度，如图9-10所示。

C1CxC2A2AxA1图9-10紧密插入法

4．间接分析法

原子吸收分光光度法第五节操作条件的选择和干扰现象的排除一、操作条件的选择

1.空心阴极灯工作电流的选择

①选择适当浓度的待测元素的标准溶液，使其吸光度在0.2～0.6之间；②空心阴极灯预热稳定后（约需10～30min），以1～2mA的步幅改变灯电流，测定吸光度；③绘制灯电流－吸光度曲线，选择吸光度高的灯电流作为工作电流。原子吸收分光光度法2.火焰的选择一般的选择原则是，若在火焰中容易生成难解离化合物的元素以及易生成耐热氧化物的元素，应当选用高温火焰；而对于易电离易挥发的碱金属元素，应当选用低温火焰。原子吸收分光光度计所采用的火焰，主要是乙炔－空气和乙炔－一氧化二氮。乙炔－空气火焰是应用最广的火焰，火焰温度可达2300℃，能够测定大多数元素；乙炔－一氧化二氮火焰的温度高，可达2900℃，并可形成还原性很强的气氛，用于测定在乙炔－空气火焰中难解离的元素，如：铅、硅、硼、钨、钒、锆等。除以上两种火焰外，还有空气－氢气火焰，它温度低，但在短波部分吸收少，适合于测定分析线在230nm以下的元素。

原子吸收分光光度法3.分析线的选择

常选用最灵敏的共振线作为分析线。但为了克服某些干扰，以及待测元素含量高时，也可选择次灵敏线或其他谱线作为分析线。

常见元素的分析线和火焰类型见表9－2。

4.吸收高度选择吸收高度指光通过火焰的高度。合适的火焰高度应当通过实验来选择。其方法是喷入一定浓度的标准溶液，缓慢移动燃烧器，每改变一定高度重调零点，然后测定其吸光度，在获得最大吸收处即为合适的火焰高度。

原子吸收分光光度法元素分析线（nm）检出限（μg/mL）火焰元素

分析线（nm）检出限（μg/mL）火焰Ag328.10.002ALa550.15BAl309.30.01BLi670.8<0.0005AAs193.70.2CMg285.20.0001AAu242.80.01AMn279.50.0015AB249.82BMo313.30.025BBa553.61ANa598.00.002ABe234.90.01BNi232.00.002ABi223.10.05APb283.30.01ACa422.70.001APd244.80.01ACd228.80.002APt265.90.05ACo240.70.004ASb217.60.15ACr357.90.004ASi251.60.3BCu324.80.0015ASn224.60.01AFe248.30.006ATi364.30.07BHg253.70.5AV318.50.04BK766.50.002AZn213.90.0008A表9－2常见元素的分析线和火焰类型

注:①表中火焰类型中A表示空气-乙炔火焰；B表示乙炔-一氧化二氮火焰；C表示空气-氢气火焰。②本表中的检出限与表9-1中的有出入，是由于实验条件不同引起的。

原子吸收分光光度法5.狭缝宽度的选择

合适的狭缝宽度可通过实验确定，具体方法是：将试液喷入火焰，调节狭缝宽度，测定不同狭缝宽度时的吸光度。当测得在某一狭缝宽度时，吸光度趋于稳定，再调整狭缝时，吸光度立即减少。不引起吸光度减小的最大狭缝宽度，就是应该选择的最合适的狭缝宽度。

6.助燃气体与燃气的流量比

最佳流量比应通过实验选定，即配制一标准溶液喷入火焰，再固定助燃气流量的条件下，改变燃气流量，测出吸光度值。吸光度最大时的燃气流量，就是最佳燃气流量。实际工作中，对空气-乙炔火焰调节流量，使火焰呈淡蓝色状态下进行测定；一氧化二氮-乙炔火焰调节流量比1：1左右。

原子吸收分光光度法7.试液提取量的选择一般选择试液提取量在3～6ml/min范围，具有最佳吸收灵敏度。最佳试液提取量应通过实验选择，具体方法是：在保持一定的燃助比与一定的总气体流量的条件下，调节毛细管与喷嘴口之间的相对位置，改变试液提取量，测定吸光度随雾化器提取量的变化，当达到最大吸光度值时的提取量，就是最佳试液提取量。

原子吸收分光光度法二、干扰现象的排除

1．化学干扰常见的化学干扰形式有：①与共存组分生成更稳定的化合物；②生成了难熔的氧化物、氮化物或碳化物；几种消除化学干扰最常用的方法：（1）加入释放剂（抑制剂）可加入一种试剂如过量的金属盐类，使之与试液中的干扰元素形成更稳定或更难离解的化合物，从而使待测元素释放出来，从而达到消除干扰的目的。所加入的这种试剂称为释放剂或抑制剂。常用的释放剂有La、Sr、Mg、Ca等的盐类。

原子吸收分光光度法（2）加入保护剂（又称配合剂或保护络合剂）保护剂的作用机理有三种形式：①保护剂与待测元素形成稳定配合物，使待测元素不再与干扰元素化合成难解离的化合物；②保护剂与干扰元素形成稳定配合物而不与待测元素反应；③保护剂与待测元素、干扰元素均形成稳定的配合物，避免待测元素与干扰元素形成难挥发的化合物。一些常用的抑制干扰的试剂见表9－3。原子吸收分光光度法测定元素试剂类型干扰元素MgLa释放剂Al,Si,PO43-,SO42-Mg,Ca,BaSr释放剂Al,Be,Fe,Si,NO3-,SO42-,PO43-CaMg释放剂Al,Si,PO43-,SO42-

Mg,K,NaBa释放剂Al,FeMgCa释放剂Al,FMgSr释放剂Al,FCaMg+HClO4释放剂Al,P,Si,SO42-Ca,Mg,BaSr+HClO4释放剂Al,P,BSrNd,Pr释放剂Al,P,BCa,SrNd,Sm,Y释放剂Al,P,B表9－3常用的抑制干扰的试剂

原子吸收分光光度法测定元素试剂类型干扰元素Ca,ZnFe释放剂SiCrLa释放剂Al,PCrY释放剂Al,BMgNi释放剂Al,SiMg,Ca,Sr,Ba甘油高氯酸保护剂Al,Fe,Th,稀土,Si,B,Cr,Ti,PO43-,SO42-

Na,CrNH4Cl保护剂AlMoNH4Cl保护剂Sr,Ca,Ba,PO43-,SO42-CrNH4Cl保护剂Fe,Mo,W,MnCa乙二醇保护剂PO43-Ca甘露醇保护剂PO43-原子吸收分光光度法测定元素试剂类型干扰元素Ca,Sr葡萄糖保护剂PO43-Ca水杨酸保护剂AlCa乙酰丙酮保护剂AlCa,Sr蔗糖保护剂P,BMg,CaEDTA配合剂AlMg,Ca8-羟基喹啉配合剂AlCrK2S2O7配合剂Al,Fe,TiCrNa2SO4配合剂可抑制16种元素的干扰

Na2SO4+CuSO4—可抑制镁等十几种元素的干扰原子吸收分光光度法（3）加入缓冲剂即在标准溶液和式样溶液中，都加入大量的干扰成分，当加入量达到一定值时，可使干扰趋于稳定，不再变化。这种含有干扰成分的试剂称为缓冲剂。但这种方法不是很理想的，因为它大大地降低了测定的灵敏度，并且不是经常有效的。（4）化学分离如用上述方法不能满意解决时，则样品必须经过萃取、离子交换、沉淀等化学分离处理以除去干扰元素。最常用的化学分离方法是有机溶剂萃取分离。（5）改变火焰温度对某些由于生成难熔、难解离化合物的干扰，可以通过改变火焰的种类，提高火焰的温度来消除。原子吸收分光光度法2．物理干扰物理干扰是指试样在转移、蒸发和原子化过程中，由于试样任何物理性质（如溶质或溶剂的粘度，表面张力等）的变化而引起的吸光度下降的现象。它主要影响试样喷入火焰的速度、雾化效率、雾滴大小及其分布、溶剂与固体颗粒的蒸发等，是一种非选择性干扰。消除物理干扰一般采用以下方法：①配制与待测试液基本相一致的标准溶液，这是最常用的防止物理干扰的方法；②当配制与待测试液基本相一致的标准溶液有困难时，可采用标准加入法；原子吸收分光光度法③当待测元素在试液种浓度较高时，可以用稀释溶液的方法来降低或消除物理干扰；④在试液中加入有机溶剂，改变试液的粘度合表面张力，提高喷雾速率和雾化速率，增加基态原子在火焰中的停留时间，提高分析的灵敏度；另一方面，加入有机溶剂灰增加火焰的还原性，从而使难挥发、难熔化合物解离为基态原子，多数情况下，有机溶剂使用酮类或酯类效果较好。

原子吸收分光光度法3．电离干扰电离干扰使由于原子发生电离引起的干扰。原子电离的结果使火焰中存在的待测元素的基态原子数减少，导致吸光度下降，从而使测定结果偏低。由于原子电离引起的基态原子数减少的数量，与火焰温度和该元素的电离电位有关。火焰温度越高，元素的电离电位越低，则电离度越大，基态原子数减少越多。因此，电离干扰主要发生于电离电位较低的碱金属和碱土金属。消除电离干扰的方法一是通过控制或改用较低温度的火焰来排除；另一方法是加入消电离剂（如钠、钾、铷、铯等），这些易电离元素在火焰中强烈电离，将抑制待测元素基态原子的电离作用。原子吸收分光光度法4．光谱干扰这种干扰主要来自仪器和光源，有时也与共存元素有关。它通常使分析线与相邻谱线不能完全分开，或者分析线有时会被火焰中待测元素的原子以外的其它成分所吸收，从而降低了测定的灵敏度，使标准曲线弯曲。消除光谱干扰的方法是减小狭缝宽度或选用其它的分析线，或使标准试样和待测试样的组成更接近以抑制干扰的发生。5．背景干扰（1）背景吸收它是指待测元素的基态原子以外的其它物质对共振线产生吸收而造成的干扰，是一种非原子性吸收。背景吸收包括光散射、分子吸收和火焰吸收。

原子吸收分光光度法光散射是由于浓的试样溶液在火焰中形成了高度分散的固体颗粒，它对入射光产生散射作用，使其中一部分不能进入单色器，造成假吸收，使测定结果偏高。光散射与入射光的波长成反比，随基体浓度的增大而增大。分子吸收是宽带吸收，分子吸收干扰使吸光度值增大，分析结果偏高。这是由于在原子化时，其中存在的某些基态分子，其吸收带与待测元素共振线重迭，从而导致吸光度增加。应用低温火焰时，碱金属卤化物在大部分紫外区有吸收，若与被测元素吸收线重迭，就能发生分子吸收干扰。采用高温火焰（如N2O－C2H2火焰）可使分子质点离解而消除干扰。被测溶液中的无机酸也可产生分子吸收。硝酸、盐酸的分子吸收很小，因此宜采用其作介质，而避免用磷酸、硫酸。火焰气体燃烧时，半分解产物OH、CH、C2、CN等在远紫外区会产生分子吸收干扰。这种干扰可通过调整零点予以消除，对结果影响不大，但严重影响稳定性。

原子吸收分光光度法（2）火焰发射主要是分子带的发射，如OH、CH、C2、CN等。以高温氧化亚氮-乙炔火焰比较严重。这种干扰在交流放大系统中，只增加噪音，可适当增加灯电流，以提高辐射强度来改善信噪比。消除背景吸收干扰的最简单的方法是配制一个组成与试样溶液完全相同，只是不含有待测元素的空白溶液，以此调零即可消除背景吸收；也可采用邻近非吸收线扣除背景，或采用氘灯校正法等扣除背景干扰。

原子吸收分光光度法第六节原子吸收分光光度法的应用一、测定前的准备1．试样的处理

通常需将固体试样制备成溶液。在分解试样的过程中，应尽可能不引进对被测元素有干扰的物质。无机固体试样的分解，通常可采用酸分解法、碱熔融法或高压溶样法。有机固体样品，用干法或湿法（先在电炉上处理，然后在高温炉中灼烧）消化有机物，再将消化后的残留物溶解再适当的溶剂中。如果湿As、Se、Hg、Sb、Cd、Pb等易挥发的元素，应用湿法灰化。原子吸收分光光度法固体样品也可利用石墨炉原子化器直接分解，控制温度，在原子化阶段前，在干燥和灰化阶段使有机物基体除去。试样中溶质含量一般应控制在1～2%，不超过5%。无机液体试样一般可直接进样。浓度过高，用水适当稀释。有机液体试样，可以用相同的有机液体作空白，如果干扰测定，用HNO3、HCl、HClO4消解后测定。在火焰原子化法中，以稀盐酸活硝酸作介质为佳，因为硫酸有分子吸收，磷酸产生化学干扰。在石墨炉法中，采用硝酸为介质，由于一些金属氯化物在灰化阶段易挥发造成损失（例如Cd、Zn等）或产生基体干扰（NaCl、CaCl2、MgCl2等）。

原子吸收分光光度法2．标准溶液的配制以制备试样用的同样溶剂，来制备待测元素的标准溶液。先配制浓度为1mg/mL的储备液，然后按需要逐级稀释，酸度约1%盐酸。一般，浓度小于1μg/mL的标准溶液，应在当天配制。稀标准溶液宜贮存于聚乙烯塑料瓶中。标准系列浓度的最佳范围约为能得到0.1～0.5的吸光度值。一般以等差间隔配制5个点，并随带空白。标准系列溶液应含有与试液大致相同的酸度和基本元素。

原子吸收分光光度法二、原子吸收分光光度计的应用实例实验一铅的原子吸收分光光度计测定①基本原理试样经处理后，导入原子吸收分光光度计中原子化，吸收283.3nm共振线，其吸光度与铅含量成正比，由铅标准溶液绘制的标准曲线比较定量。

②试剂与仪器

试剂（a）硝酸（b）6N硝酸量取38mL硝酸，加水稀释至100mL。（c）0.5%硝酸量取1mL硝酸，加水稀释至200mL。（d）10%硝酸量取10.5mL硝酸，加水稀释至100mL。原子吸收分光光度法（e）过硫酸铵（f）铅标准溶液精密称取1.0000g金属铅（99.99%）分次加入6N硝酸溶解，总量不超过37mL，移入1000mL容量瓶中，加水稀释至刻度。此溶液每毫升相当于1mg铅。铅标准使用液:吸取10.0mL铅标准溶液置于100mL容量瓶中，加0.5%硝酸稀释至刻度。再吸上述稀释液10.0mL，置于1000mL容量瓶中，加0.5%硝酸稀释至刻度，即为每毫升相当于1μg铅的标准使用液。仪器原子吸收分光光度计。

原子吸收分光光度法③测定步骤

（a）试样处理（ⅰ）谷类试样除去外壳，磨碎，过20目筛，混匀。称取1.0～5.0g置于瓷坩埚中，加5mL硝酸放置30min，小火蒸干，继续加热炭化，移入高温炉中，500℃灰化1h，取出放冷，再加1mL