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1、第十三章原子吸收分光第十三章原子吸收分光光度法光度法第一页，本课件共有59页 概概 述述一、原子吸收光谱分析一、原子吸收光谱分析(AAS)：基于从光源辐射出待测元素的特征谱线，基于从光源辐射出待测元素的特征谱线，基于从光源辐射出待测元素的特征谱线，基于从光源辐射出待测元素的特征谱线，通过试样蒸气时被待测元素的基态原子吸收，通过试样蒸气时被待测元素的基态原子吸收，通过试样蒸气时被待测元素的基态原子吸收，通过试样蒸气时被待测元素的基态原子吸收，由特征谱线被减弱的程度来测定试样中待测元由特征谱线被减弱的程度来测定试样中待测元由特征谱线被减弱的程度来测定试样中待测元由特征谱线被减弱的程度来测定试样中待
2、测元素含量的方法。素含量的方法。素含量的方法。素含量的方法。第二页，本课件共有59页 二、原子吸收分光光度法与二、原子吸收分光光度法与 紫外可见吸收光度法异同点紫外可见吸收光度法异同点相同点：相同点：1 1）都是依据样品对入射光的吸收进行测量的。）都是依据样品对入射光的吸收进行测量的。2 2）两种方法都遵循朗伯）两种方法都遵循朗伯-比耳定律。比耳定律。3 3 3 3）就设备而言，均由四大部分组成，即光源、单）就设备而言，均由四大部分组成，即光源、单）就设备而言，均由四大部分组成，即光源、单）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。色器、吸收池（或原子化器）、
3、检测器。色器、吸收池（或原子化器）、检测器。色器、吸收池（或原子化器）、检测器。第三页，本课件共有59页不同点：不同点：不同点：不同点：1 1）吸收物质的状态不同。）吸收物质的状态不同。紫外可见光谱：紫外可见光谱：紫外可见光谱：紫外可见光谱：溶液中分子、离子，宽带分子光谱，溶液中分子、离子，宽带分子光谱，溶液中分子、离子，宽带分子光谱，溶液中分子、离子，宽带分子光谱，可以使用连续光源。可以使用连续光源。可以使用连续光源。可以使用连续光源。原子吸收光谱：原子吸收光谱：原子吸收光谱：原子吸收光谱：基态原子，窄带原子光谱，必须基态原子，窄带原子光谱，必须使用锐线光源。使用锐线光源。2 2）单色器与吸
4、收池的位置不同。）单色器与吸收池的位置不同。紫外可见：紫外可见：紫外可见：紫外可见：光源光源光源光源单色器单色器比色皿。比色皿。比色皿。比色皿。原子吸收：原子吸收：原子吸收：原子吸收：光源光源光源光源原子化器原子化器单色器。单色器。单色器。单色器。第四页，本课件共有59页选择性高，干扰少。选择性高，干扰少。选择性高，干扰少。选择性高，干扰少。共存元素对待测元素干扰少，一般不需分离共存共存元素对待测元素干扰少，一般不需分离共存元素。元素。三、原子吸收分光光度法特点：三、原子吸收分光光度法特点：2.2.灵敏度高。灵敏度高。火焰原子化法：火焰原子化法：火焰原子化法：火焰原子化法：10101010-9
5、-9g/mLg/mL；石墨炉：；石墨炉：1010-13-13g/mL g/mL。3.3.测定的范围广。测定测定的范围广。测定7070多种元素。多种元素。4.4.操作简便、分析速度快。操作简便、分析速度快。5.5.准确度高。火焰法误差准确度高。火焰法误差1%1%，石墨炉法石墨炉法石墨炉法石墨炉法3%-53%-53%-53%-5。第五页，本课件共有59页第一节第一节 基本原理基本原理一、共振线一、共振线1.1.1.1.原子的能级与跃迁原子的能级与跃迁原子的能级与跃迁原子的能级与跃迁 基态基态基态基态第一激发态，吸收一定频率的辐射能量。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）
6、产生共振吸收线（简称共振线）产生共振吸收线（简称共振线）产生共振吸收线（简称共振线）吸收光谱吸收光谱吸收光谱吸收光谱 激发态激发态基态，发射出一定频率的辐射。产生共基态，发射出一定频率的辐射。产生共基态，发射出一定频率的辐射。产生共基态，发射出一定频率的辐射。产生共振吸收线（也简称共振线）振吸收线（也简称共振线）振吸收线（也简称共振线）振吸收线（也简称共振线）发射光谱发射光谱发射光谱发射光谱第六页，本课件共有59页2.2.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不同，）各种元素的原子结构和外层电子排布不同，基态基态基态基态第一激发态第一激发态第一激发态第一激发态:跃
7、迁吸收能量不同跃迁吸收能量不同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 2 2）各种元素的基态）各种元素的基态）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。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。3 3 3 3）利用特征谱线可以进行定量分析。）利用特征谱线可以进行定量分析。）利用特征谱线可以进行定量分析。）利用特征谱线可以进行定量分析。第七页，本课件共有59页吸收峰形状吸收峰形状原子结构较分子结构简单，理论上应产生线原子结构较分子结构简单，理论上
8、应产生线状光谱吸收线。状光谱吸收线。实际上用特征吸收频率左右范围的辐射光照实际上用特征吸收频率左右范围的辐射光照射时，获得一峰形吸收（具有一定宽度）。射时，获得一峰形吸收（具有一定宽度）。由：由：I It t=I I0 0e e-K Kv vL L ，透射光强度透射光强度 I It t和吸收系数和吸收系数及辐射频率有关。及辐射频率有关。第八页，本课件共有59页以以以以KvKvKvKv与与与与 作图：作图：第九页，本课件共有59页表征吸收线轮廓（峰）的参数：表征吸收线轮廓（峰）的参数：中心频率中心频率 0（峰值频率）（峰值频率）最大吸收系数对应的频率或波长。最大吸收系数对应的频率或波长。峰值吸收
9、系数峰值吸收系数K0 中心频率处的吸收系数。中心频率处的吸收系数。半宽度半宽度 在峰值吸收系数的一半在峰值吸收系数的一半(K0/2)处吸收曲线呈现处吸收曲线呈现的宽度。的宽度。第十页，本课件共有59页吸收峰变宽原因：吸收峰变宽原因：吸收峰变宽原因：吸收峰变宽原因：自然宽度自然宽度(natural width;(natural width;(natural width;(natural width;N N N N)是在无外界影响下，谱线固有的宽度。是在无外界影响下，谱线固有的宽度。是在无外界影响下，谱线固有的宽度。是在无外界影响下，谱线固有的宽度。它与原子发生能级间跃迁的激发态原子的固有它与原子
10、发生能级间跃迁的激发态原子的固有它与原子发生能级间跃迁的激发态原子的固有它与原子发生能级间跃迁的激发态原子的固有寿命有关。不同谱线有不同的自然宽度。自然宽寿命有关。不同谱线有不同的自然宽度。自然宽度比其他原因引起的谱线宽度小得多，多数情况度比其他原因引起的谱线宽度小得多，多数情况度比其他原因引起的谱线宽度小得多，多数情况度比其他原因引起的谱线宽度小得多，多数情况下可以忽略。下可以忽略。下可以忽略。下可以忽略。照射光具有一定的宽度。照射光具有一定的宽度。第十一页，本课件共有59页多普勒变宽多普勒变宽(Dopple broadening;(Dopple broadening;DD)由原子无规则热运
11、动产生，又称热变宽。由原子无规则热运动产生，又称热变宽。多普勒效应：多普勒效应：一个运动着的原子发出的光，如一个运动着的原子发出的光，如果运动方向离开观察者（接受器），则在观察者果运动方向离开观察者（接受器），则在观察者果运动方向离开观察者（接受器），则在观察者果运动方向离开观察者（接受器），则在观察者看来，其频率较静止原子所发的频率低，反之，看来，其频率较静止原子所发的频率低，反之，看来，其频率较静止原子所发的频率低，反之，看来，其频率较静止原子所发的频率低，反之，则高。则高。DD是谱线变宽的主要因素。是谱线变宽的主要因素。第十二页，本课件共有59页压力变宽压力变宽压力变宽压力变宽(pres
12、sure(pressure broadeningbroadening)劳伦兹变宽劳伦兹变宽劳伦兹变宽劳伦兹变宽 L L 是由是由待测待测原子和其他离子碰撞而产生。原子和其他离子碰撞而产生。原子和其他离子碰撞而产生。原子和其他离子碰撞而产生。赫鲁兹马克变宽赫鲁兹马克变宽 R R 是由是由是由是由同种原子碰撞同种原子碰撞同种原子碰撞同种原子碰撞,又称共振变宽。又称共振变宽。又称共振变宽。又称共振变宽。L 大小随原子区气体压力的增加和温度升高大小随原子区气体压力的增加和温度升高而增大，也随其他元素性质的不同而不同，引起谱而增大，也随其他元素性质的不同而不同，引起谱而增大，也随其他元素性质的不同而不同
13、，引起谱而增大，也随其他元素性质的不同而不同，引起谱线频率移动和不对称变化。线频率移动和不对称变化。线频率移动和不对称变化。线频率移动和不对称变化。第十三页，本课件共有59页4.4.4.4.积分吸收和峰值吸收积分吸收和峰值吸收积分吸收和峰值吸收积分吸收和峰值吸收 钨丝灯光源和氘灯，经分光后，光谱通带钨丝灯光源和氘灯，经分光后，光谱通带钨丝灯光源和氘灯，经分光后，光谱通带钨丝灯光源和氘灯，经分光后，光谱通带0.2mm0.2mm。而原子吸收线的半宽度：。而原子吸收线的半宽度：1010-3-3mmmmmmmm。如图所示：如图所示：若用一般光源照射时，吸收光的强度若用一般光源照射时，吸收光的强度变化仅
14、为变化仅为变化仅为变化仅为0.5%0.5%0.5%0.5%。灵敏度极差。灵敏度极差。灵敏度极差。灵敏度极差第十四页，本课件共有59页积分吸收：积分吸收：峰值吸收：峰值吸收：在吸收曲线的轮廓内，对吸收系数的积分。在吸收曲线的轮廓内，对吸收系数的积分。是一种绝对测量方法，现在的分光装置无法实现。是一种绝对测量方法，现在的分光装置无法实现。是一种绝对测量方法，现在的分光装置无法实现。是一种绝对测量方法，现在的分光装置无法实现。吸收线中心频率处的峰值吸收系数。吸收线中心频率处的峰值吸收系数。吸收线中心频率处的峰值吸收系数。吸收线中心频率处的峰值吸收系数。第十五页，本课件共有59页峰值吸收代替积分吸收的
15、必要条件：峰值吸收代替积分吸收的必要条件：1 1）发射线的中心频率与吸收）发射线的中心频率与吸收 线的中心频率一致。线的中心频率一致。2 2）发射线的半宽度远小于吸收）发射线的半宽度远小于吸收 线的半宽度线的半宽度线的半宽度线的半宽度(1/5(1/5(1/5(1/5 1/10)1/10)。发射线发射线发射线发射线吸收线吸收线A A=KNKN0b b 吸光度与待测元素吸收辐射的原吸光度与待测元素吸收辐射的原吸光度与待测元素吸收辐射的原吸光度与待测元素吸收辐射的原子总数成正比。子总数成正比。子总数成正比。子总数成正比。原子吸收定量公式原子吸收定量公式:A=Kc第十六页，本课件共有59页二、基态原子
16、数与原子化温度二、基态原子数与原子化温度 原子吸收光谱是利用待测元素的原子蒸气中原子吸收光谱是利用待测元素的原子蒸气中原子吸收光谱是利用待测元素的原子蒸气中原子吸收光谱是利用待测元素的原子蒸气中基态原子与共振线吸收之间的关系来测定的。基态原子与共振线吸收之间的关系来测定的。需要考虑原子化过程中，原子蒸气中基态原需要考虑原子化过程中，原子蒸气中基态原子与待测元素原子总数之间的定量关系。子与待测元素原子总数之间的定量关系。第十七页，本课件共有59页热力学平衡时：热力学平衡时：上式中上式中g gj j和和g gO O分别为激发态和基态的统计权重，分别为激发态和基态的统计权重，激发态原子数激发态原子数
17、N Nj j与基态原子数与基态原子数N No o之比较小之比较小,1%.,1%.可以用基态原子数代表待测元素的原子总数。可以用基态原子数代表待测元素的原子总数。公式右边除温度公式右边除温度T T外，都是常数。外，都是常数。T T一定，比值一一定，比值一定。定。第十八页，本课件共有59页基态与激发态原子的分配基态与激发态原子的分配共振线共振线共振线共振线波长波长波长波长/nm/nm/nm/nmN N N Nj j j j/N N N N0 0 0 0T T T T=2000 K=2000 K=2000 K=2000 KT T T T=3000 K=3000 K=3000 K=3000 KT T
18、T T=4000 K=4000 K=4000 K=4000 KT T T T=5000 K=5000 K=5000 K=5000 KCs 852.1Cs 852.1Cs 852.1Cs 852.14.444.444.444.4410101010-4-4-4-47.247.247.247.2410101010-3-3-3-32.982.982.982.9810101010-2-2-2-26.826.826.826.8210101010-2-2-2-2Na 589.0Na 589.0Na 589.0Na 589.09.869.869.869.8610101010-6-6-6-65.885.885.
19、885.8810101010-4-4-4-44.444.444.444.4410101010-3-3-3-31.511.511.511.5110101010-2-2-2-2Ca 422.7Ca 422.7Ca 422.7Ca 422.71.211.211.211.2110101010-7-7-7-73.693.693.693.6910101010-5-5-5-56.036.036.036.0310101010-4-4-4-43.333.333.333.3310101010-3-3-3-3Zn 213.9Zn 213.9Zn 213.9Zn 213.97.297.297.297.29101010
20、10-15-15-15-155.585.585.585.5810101010-10-10-10-101.431.431.431.4310101010-7-7-7-74.324.324.324.3210101010-6-6-6-6第十九页，本课件共有59页三、定量基础三、定量基础当使用锐线光源时，可用当使用锐线光源时，可用K K0 0代替代替K Kv v，则：，则：峰值吸收系数峰值吸收系数:第二十页，本课件共有59页 整理得：整理得：A=K N0 L因为：因为：N NO O NC（N NO O激发态原子数，激发态原子数，N基态原子数，基态原子数，C待测元素浓度）待测元素浓度）所以：所以：第二十一
21、页，本课件共有59页第二节第二节 原子吸收分光光度计原子吸收分光光度计原子吸收光谱仪（原子吸收光谱仪（原子吸收光谱仪（原子吸收光谱仪（1 1）第二十二页，本课件共有59页原子吸收仪器（原子吸收仪器（原子吸收仪器（原子吸收仪器（2 2）第二十三页，本课件共有59页原子吸收仪器（原子吸收仪器（原子吸收仪器（原子吸收仪器（3 3）第二十四页，本课件共有59页原子吸收仪器（原子吸收仪器（原子吸收仪器（原子吸收仪器（4 4）第二十五页，本课件共有59页原子吸收光谱仪主要部件原子吸收光谱仪主要部件 原子吸收分光光度计与紫外可见分光光度计在原子吸收分光光度计与紫外可见分光光度计在仪器结构上的不同点：仪器结构
22、上的不同点：仪器结构上的不同点：仪器结构上的不同点：（1 1）采用锐线光源。）采用锐线光源。（2 2 2 2）分光系统在火焰与检测器之间。）分光系统在火焰与检测器之间。）分光系统在火焰与检测器之间。）分光系统在火焰与检测器之间。第二十六页，本课件共有59页第二十七页，本课件共有59页第二十八页，本课件共有59页一、光一、光 源源1.1.作用：作用：发射被测元素的特征光谱。发射被测元素的特征光谱。2.2.种类：种类：空心阴极灯、无极放电灯、蒸气放电灯空心阴极灯、无极放电灯、蒸气放电灯空心阴极灯、无极放电灯、蒸气放电灯空心阴极灯、无极放电灯、蒸气放电灯。1)1)1)1)结构结构结构结构 阳极：钨或
23、镍棒阳极：钨或镍棒阳极：钨或镍棒阳极：钨或镍棒阴极：待测元素金属阴极：待测元素金属内充低压惰性气体内充低压惰性气体内充低压惰性气体内充低压惰性气体2)2)2)2)工作原理工作原理工作原理工作原理：辉光放电：辉光放电第二十九页，本课件共有59页 在保证放电稳定和有适当光强输出情况下，尽量选用在保证放电稳定和有适当光强输出情况下，尽量选用低的工作电流。低的工作电流。4)灯电流的选择原则：灯电流的选择原则：3)3)3)3)特点：特点：特点：特点：只有一个操作参数只有一个操作参数只有一个操作参数只有一个操作参数(灯电流灯电流灯电流灯电流)第三十页，本课件共有59页二、原子化系统二、原子化系统作用：作用
24、：作用：作用：将试样转化为气态的基态原子，将试样转化为气态的基态原子，将试样转化为气态的基态原子，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。并吸收光源发出的特征光谱。(一一)火焰原子化法火焰原子化法1.1.1.1.雾化器雾化器雾化器雾化器作用作用作用作用：将试液均匀雾化，：将试液均匀雾化，除去较大的雾滴。除去较大的雾滴。除去较大的雾滴。除去较大的雾滴。2.2.燃烧器燃烧器主要缺点：雾化效率低主要缺点：雾化效率低主要缺点：雾化效率低主要缺点：雾化效率低第三十一页，本课件共有59页3.3.火焰火焰作用：作用：使试样蒸发、干燥、解离（还原），产生使试样蒸发、干燥、解离（还原），产生使试样
25、蒸发、干燥、解离（还原），产生使试样蒸发、干燥、解离（还原），产生 大量基态原子大量基态原子大量基态原子大量基态原子。原则：原则：原则：原则：保证待测元素充分离解为基态原子的前提下，尽量保证待测元素充分离解为基态原子的前提下，尽量保证待测元素充分离解为基态原子的前提下，尽量保证待测元素充分离解为基态原子的前提下，尽量采用低温火焰采用低温火焰采用低温火焰采用低温火焰。种类：种类：1 1）空气空气空气空气-乙炔火焰，乙炔火焰，乙炔火焰，乙炔火焰，2600K2600K2）乙炔乙炔-氧化亚氮氧化亚氮(笑气笑气)火焰，火焰，3300K3）空气空气-丙烷丙烷(煤气煤气)火焰，火焰，2200K2200K根据
26、待测元素性质选择火焰类型。根据待测元素性质选择火焰类型。第三十二页，本课件共有59页火焰类型：火焰类型：1 1）贫燃火焰贫燃火焰贫燃火焰贫燃火焰：助燃气量大，火焰温度低，氧化性较强，助燃气量大，火焰温度低，氧化性较强，适用于碱金属元素测定。适用于碱金属元素测定。2 2）化学计量火焰化学计量火焰化学计量火焰化学计量火焰：燃助比与化学计量比燃助比与化学计量比(1:4)相近，火相近，火相近，火相近，火焰温度高，干扰少，稳定，常用。焰温度高，干扰少，稳定，常用。焰温度高，干扰少，稳定，常用。焰温度高，干扰少，稳定，常用。3 3）富燃火焰富燃火焰富燃火焰富燃火焰：燃料气量大，火焰温度稍低，还原性较燃料气
27、量大，火焰温度稍低，还原性较强，测定较易形成难熔氧化物的元素强，测定较易形成难熔氧化物的元素MoMo、CrCr、稀土等、稀土等、稀土等、稀土等。第三十三页，本课件共有59页火焰温度的选择：火焰温度的选择：火焰温度的选择：火焰温度的选择：保证待测元素充分离解为基态原子的前提下，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；尽量采用低温火焰；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；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；3.3.3.3.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，常用空火焰
28、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，常用空气气气气乙炔，最高温度乙炔，最高温度乙炔，最高温度乙炔，最高温度2600K2600K2600K2600K能测能测能测能测35353535种元素。种元素。种元素。种元素。第三十四页，本课件共有59页1.1.干燥干燥干燥干燥(二二)石墨炉原子化法石墨炉原子化法目的：蒸发除去溶剂。目的：蒸发除去溶剂。目的：蒸发除去溶剂。目的：蒸发除去溶剂。温度：稍高于溶剂的沸点。温度：稍高于溶剂的沸点。2.灰化灰化目的：除去易挥发的基体和有机物，减少分子目的：除去易挥发的基体和有机物，减少分子目的：除去易挥发的基体和有机物，减少分子目的：除去易
29、挥发的基体和有机物，减少分子吸收。吸收。吸收。吸收。温度：在保证被测元素不损失的前提下，尽量温度：在保证被测元素不损失的前提下，尽量选择较高的灰化温度以减少灰化时间。选择较高的灰化温度以减少灰化时间。第三十五页，本课件共有59页3.3.3.3.原子化原子化原子化原子化目的：使待测元素成为基态原子。目的：使待测元素成为基态原子。温度：温度：温度：温度：1800 30001800 3000。4.4.净化净化目的：高温除去管内残渣。目的：高温除去管内残渣。操作：停止载气，以延长基态原子在石墨管操作：停止载气，以延长基态原子在石墨管中的停留时间，提高分析的灵敏度。中的停留时间，提高分析的灵敏度。第三十
30、六页，本课件共有59页第三十七页，本课件共有59页(三三三三)原子化法特点原子化法特点原子化法特点原子化法特点1.1.火焰原子化法火焰原子化法火焰原子化法火焰原子化法2.石墨炉原子化法石墨炉原子化法1)精密度高精密度高1)精密度低精密度低精密度低精密度低3)不能直接分析固体试样不能直接分析固体试样3)可分析固体试样可分析固体试样2)灵敏度高，原子化效率可灵敏度高，原子化效率可灵敏度高，原子化效率可灵敏度高，原子化效率可达达达达90%90%。2)灵敏度低，原子化效率一灵敏度低，原子化效率一般为般为10%。5 5)重现性好。重现性好。重现性好。重现性好。5 5)重现性差。重现性差。6)装置装置简单
31、、快速。简单、快速。6)装置装置装置装置复杂、速度慢。复杂、速度慢。4)基体干扰小，化学干扰大基体干扰小，化学干扰大基体干扰小，化学干扰大基体干扰小，化学干扰大。4)基体干扰大基体干扰大基体干扰大基体干扰大,化学干扰小化学干扰小化学干扰小化学干扰小。第三十八页，本课件共有59页石墨炉优缺点石墨炉优缺点石墨炉优缺点石墨炉优缺点 优点优点优点优点：原子化程度高，试样用量少（原子化程度高，试样用量少（原子化程度高，试样用量少（原子化程度高，试样用量少（1-100L1-100L1-100L1-100L），可），可），可），可测固体及粘稠试样，灵敏度高，检测极限测固体及粘稠试样，灵敏度高，检测极限测固体
32、及粘稠试样，灵敏度高，检测极限测固体及粘稠试样，灵敏度高，检测极限10101010-12-12-12-12 g/Lg/Lg/Lg/L。缺点：缺点：缺点：缺点：精密度差，测定速度慢，操作不够简便，装置精密度差，测定速度慢，操作不够简便，装置精密度差，测定速度慢，操作不够简便，装置精密度差，测定速度慢，操作不够简便，装置复杂。复杂。复杂。复杂。第三十九页，本课件共有59页三、分光系统三、分光系统四、检测系统四、检测系统检测器、放大器、对数变换器、读数显示装置。检测器、放大器、对数变换器、读数显示装置。检测器、放大器、对数变换器、读数显示装置。检测器、放大器、对数变换器、读数显示装置。主要由色散元件
33、、凹面镜、狭缝组成。主要由色散元件、凹面镜、狭缝组成。棱镜、光栅棱镜、光栅(最常用最常用)作用：将待测元素的共振线与邻近线分开。作用：将待测元素的共振线与邻近线分开。第四十页，本课件共有59页第三节第三节 实验方法实验方法一、干扰及其抑制一、干扰及其抑制光谱干扰光谱干扰光谱干扰光谱干扰 待测元素的共振线与干扰物质谱线分离不完全，这类待测元素的共振线与干扰物质谱线分离不完全，这类待测元素的共振线与干扰物质谱线分离不完全，这类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：干扰主要来自光源和原子化装置，主要有以下几种：干扰主要来自光源和原子化装置，主要有
34、以下几种：干扰主要来自光源和原子化装置，主要有以下几种：1.1.1.1.在分析线附近有单色器不能分离的待测元素的邻近线。在分析线附近有单色器不能分离的待测元素的邻近线。在分析线附近有单色器不能分离的待测元素的邻近线。在分析线附近有单色器不能分离的待测元素的邻近线。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。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。2.2.2.2.空心阴极灯内有单色器不能分离的干扰元素的辐射。空心阴极灯内有单色器不能分离的干扰元素的辐射。空心阴极灯内有单色器不能分离的干扰元素的辐射。空心阴极灯内有单色器不能分离的
35、干扰元素的辐射。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。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。3.3.3.3.灯的辐射中有连续背景辐射。灯的辐射中有连续背景辐射。灯的辐射中有连续背景辐射。灯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用较小通带或更换灯用较小通带或更换灯第四十一页，本课件共有59页物理干扰物理干扰物理干扰物理干扰 试样在转移、蒸发过程中物理因素变化引起的干扰效试样在转移、蒸发过程中物理因素变化引起的干扰效试样在转移、蒸发过程中物理因素变化引起的干扰效试样在转移、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
36、入火焰的速度、雾化效率、雾滴大应，主要影响试样喷入火焰的速度、雾化效率、雾滴大应，主要影响试样喷入火焰的速度、雾化效率、雾滴大应，主要影响试样喷入火焰的速度、雾化效率、雾滴大小等。小等。小等。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可通过控制试液与标准溶液的组成尽量一致的方法来可通过控制试液与标准溶液的组成尽量一致的方法来可通过控制试液与标准溶液的组成尽量一致的方法来消除。消除。消除。消除。第四十二页，本课件共有59页化学干扰化学干扰化学干扰化学干扰 指待测元素与其它组分之间的化学作用所引起的干扰效指待测元素与其它组分之间的化学作用所引起的干扰效指待测元素与其它组分之间的化学作用所
37、引起的干扰效指待测元素与其它组分之间的化学作用所引起的干扰效应。应。应。应。主要影响到待测元素的原子化效率，是主要干扰源。主要影响到待测元素的原子化效率，是主要干扰源。主要影响到待测元素的原子化效率，是主要干扰源。主要影响到待测元素的原子化效率，是主要干扰源。1.1.1.1.化学干扰的类型化学干扰的类型化学干扰的类型化学干扰的类型 （1 1 1 1）待测元素与其共存物质作用生成难挥发的化合物，）待测元素与其共存物质作用生成难挥发的化合物，）待测元素与其共存物质作用生成难挥发的化合物，）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。致使参与吸收的基态原子减少。致使参与吸
38、收的基态原子减少。致使参与吸收的基态原子减少。例：例：例：例：a a a a、钴、硅、硼、钛、铍在火焰中易生成难熔化合物、钴、硅、硼、钛、铍在火焰中易生成难熔化合物、钴、硅、硼、钛、铍在火焰中易生成难熔化合物、钴、硅、硼、钛、铍在火焰中易生成难熔化合物 b b b b、硫酸盐、硅酸盐与铝生成难挥发物。、硫酸盐、硅酸盐与铝生成难挥发物。、硫酸盐、硅酸盐与铝生成难挥发物。、硫酸盐、硅酸盐与铝生成难挥发物。（2 2 2 2）待测离子发生电离反应，生成离子，不产生吸收，）待测离子发生电离反应，生成离子，不产生吸收，）待测离子发生电离反应，生成离子，不产生吸收，）待测离子发生电离反应，生成离子，不产生吸
39、收，总吸收强度减弱，电离电位总吸收强度减弱，电离电位总吸收强度减弱，电离电位总吸收强度减弱，电离电位6eV6eV6eV6eV的元素易发生电离，火焰的元素易发生电离，火焰的元素易发生电离，火焰的元素易发生电离，火焰温度越高，干扰越严重，（如碱及碱土元素）。温度越高，干扰越严重，（如碱及碱土元素）。温度越高，干扰越严重，（如碱及碱土元素）。温度越高，干扰越严重，（如碱及碱土元素）。第四十三页，本课件共有59页化学干扰的抑制化学干扰的抑制化学干扰的抑制化学干扰的抑制 通过在标准溶液和试液中加入某种光谱化学缓通过在标准溶液和试液中加入某种光谱化学缓冲剂来抑制或减少化学干扰：冲剂来抑制或减少化学干扰：冲
40、剂来抑制或减少化学干扰：冲剂来抑制或减少化学干扰：释放剂释放剂与干扰元素生成更稳定化合物使待测与干扰元素生成更稳定化合物使待测元素释放出来。元素释放出来。元素释放出来。元素释放出来。例：例：锶和镧可有效消除磷酸根对钙的干扰。锶和镧可有效消除磷酸根对钙的干扰。保护剂保护剂与待测元素形成稳定的络合物，防止与待测元素形成稳定的络合物，防止与待测元素形成稳定的络合物，防止与待测元素形成稳定的络合物，防止干扰物质与其作用。干扰物质与其作用。例：例：加入加入加入加入EDTAEDTAEDTAEDTA，生成，生成，生成，生成EDTA-CaEDTA-CaEDTA-CaEDTA-Ca，避免磷酸根与钙，避免磷酸根与
41、钙，避免磷酸根与钙，避免磷酸根与钙作用作用。第四十四页，本课件共有59页饱和剂饱和剂饱和剂饱和剂加入足够的干扰元素，使干扰趋于稳加入足够的干扰元素，使干扰趋于稳定。定。定。定。例：例：用用N N2 2O OC C2 2H H H H2 2 2 2火焰测钛时，在试样和标准溶火焰测钛时，在试样和标准溶火焰测钛时，在试样和标准溶火焰测钛时，在试样和标准溶液中加入液中加入300mgL300mgL-1-1-1-1以上的铝盐，使铝对钛的干扰趋以上的铝盐，使铝对钛的干扰趋以上的铝盐，使铝对钛的干扰趋以上的铝盐，使铝对钛的干扰趋于稳定。于稳定。于稳定。于稳定。电离缓冲剂电离缓冲剂电离缓冲剂电离缓冲剂加入大量易
42、电离的一种缓冲剂以加入大量易电离的一种缓冲剂以加入大量易电离的一种缓冲剂以加入大量易电离的一种缓冲剂以抑制待测元素的电离。抑制待测元素的电离。例：例：加入足量的铯盐，抑制加入足量的铯盐，抑制K K、NaNa的电离。的电离。第四十五页，本课件共有59页二、分析条件的选择二、分析条件的选择 灵敏度灵敏度 1.1.灵敏度（灵敏度（灵敏度（灵敏度（S S）指在一定浓度时，测定值指在一定浓度时，测定值(吸光度吸光度)的增量的增量AA与相应的待测元素浓度与相应的待测元素浓度(或质量或质量)的增量的增量cc或或mm的比值：的比值：S Sc c=A/c =A/c =A/c =A/c 或或或或 S S S Sm
43、 m=A/m=A/m第四十六页，本课件共有59页特征浓度特征浓度特征浓度特征浓度 指对应于指对应于1%1%净吸收净吸收(I(IT T T T I IS S S S)/I)/IT T=1/100=1/100的待测物浓的待测物浓度度c cc c c c，或对应于，或对应于，或对应于，或对应于0.00440.00440.00440.0044吸光度的待测元素浓度。吸光度的待测元素浓度。吸光度的待测元素浓度。吸光度的待测元素浓度。c c c cc c=0.0044=0.0044c/c/A A A A 单位：单位：单位：单位：g(mol 1%)g(mol 1%)g(mol 1%)g(mol 1%)-1-1
44、-1-13.3.3.3.特征质量特征质量特征质量特征质量 m m m mc c=0.0044m/A =0.0044m/A 单位：单位：g(mol 1%)g(mol 1%)-1-1-1-1第四十七页，本课件共有59页 检出极限检出极限检出极限检出极限 在适当置信度下，能检测出的待测元素的最小在适当置信度下，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，经若干次浓度或最小量。用接近于空白的溶液，经若干次浓度或最小量。用接近于空白的溶液，经若干次浓度或最小量。用接近于空白的溶液，经若干次(10-20(10-20(10-20(10-20次次次次)重复重复重复重复测定所得吸光度的标准偏差的测
45、定所得吸光度的标准偏差的测定所得吸光度的标准偏差的测定所得吸光度的标准偏差的3 3 3 3倍倍倍倍求得。求得。求得。求得。1 1火焰法火焰法火焰法火焰法 c cDLDL=3S=3Sb b/S/Sc c 单位：单位：单位：单位：g g mlml-1-1 2 2石墨炉法石墨炉法石墨炉法石墨炉法 m mDLDL=3S=3Sb b/S/Sm m S Sb b：标准偏差：标准偏差：标准偏差：标准偏差 S Sc c（S Smm）：待测元素的灵敏度，即工作曲线的斜率。）：待测元素的灵敏度，即工作曲线的斜率。）：待测元素的灵敏度，即工作曲线的斜率。）：待测元素的灵敏度，即工作曲线的斜率。第四十八页，本课件共有
46、59页测定条件的选择测定条件的选择测定条件的选择测定条件的选择1 1 1 1分析线分析线分析线分析线 一般选待测元素的共振线作为分析线，测量高浓一般选待测元素的共振线作为分析线，测量高浓度时，也可选次灵敏线度时，也可选次灵敏线2 2 2 2通带（调节狭缝宽度）通带（调节狭缝宽度）通带（调节狭缝宽度）通带（调节狭缝宽度）无邻近干扰线（如测碱及碱土金属）时，选较大无邻近干扰线（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），宜选较小的通带，反之（如测过渡及稀土金属），宜选较小通带。通带。通带。通带。第四十九页，本课件共有59页3 3空心阴极灯电流空心阴极灯电流 在保证有稳定和足够的
47、辐射光通量的情况下，尽在保证有稳定和足够的辐射光通量的情况下，尽在保证有稳定和足够的辐射光通量的情况下，尽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。量选较低的电流。4 4 4 4火焰火焰火焰火焰 依据不同试样元素选择不同火焰类型。依据不同试样元素选择不同火焰类型。依据不同试样元素选择不同火焰类型。依据不同试样元素选择不同火焰类型。5 5 5 5观测高度观测高度观测高度观测高度 调节观测高度（燃烧器高度），可使元素通过自调节观测高度（燃烧器高度），可使元素通过自由原子浓度最大的火焰区，灵敏度高，观测稳定性由原子浓度最大的火焰区，灵敏度高，观测稳定性好。好。第五十页，本课件共有59
48、页三、应用三、应用三、应用三、应用1 1头发中微量元素的测定头发中微量元素的测定2 2 2 2水中微量元素的测定水中微量元素的测定水中微量元素的测定水中微量元素的测定3 3 3 3水果、蔬菜中微量元素的测定水果、蔬菜中微量元素的测定水果、蔬菜中微量元素的测定水果、蔬菜中微量元素的测定第五十一页，本课件共有59页四、四、定量分析方法定量分析方法1.1.标准曲线法标准曲线法 适用于组成简适用于组成简单试样的分析。单试样的分析。A A1 1A A2 2A A3 3A A4 4A A5 50 0c c1 1c c2 2c c3 3c c4 4c c5 5cx x第五十二页，本课件共有59页2.2.2.
49、2.标准加入法标准加入法标准加入法标准加入法1 1）计算法）计算法待测试样吸光度：待测试样吸光度：Ax待测试样体积：待测试样体积：Vx待测试样浓度：待测试样浓度：待测试样浓度：待测试样浓度：c cx x 加入标准溶液后混合溶加入标准溶液后混合溶液吸光度：液吸光度：A Ax+sx+s标准溶液体积：标准溶液体积：标准溶液体积：标准溶液体积：Vs s标准溶液浓度：标准溶液浓度：标准溶液浓度：标准溶液浓度：c cs s第五十三页，本课件共有59页标准加入法标准加入法 取若干份体积相同的试液取若干份体积相同的试液（cX），），），），依次按比例依次按比例依次按比例依次按比例加入不同量的待测物的标准溶液（
50、加入不同量的待测物的标准溶液（加入不同量的待测物的标准溶液（加入不同量的待测物的标准溶液（c c c cO O），定容后浓），定容后浓），定容后浓），定容后浓度依次为：度依次为：c cX X X X，c c c cX X X X+c+c+c+c0 0 0 0，c c c cX X X X+2c+2c+2c+2c0 0，c c c cX X X X+3c+3c+3c+3c0 0 ，c c c cX X+4c+4c0 0 分别测得吸光度为：分别测得吸光度为：A AX X，A1 1，A2，A3，A A4以以A对浓度对浓度C做图得一直线，图中做图得一直线，图中做图得一直线，图中做图得一直线，图中c c