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1、第四章原子吸收光谱药学1第1页，此课件共85页哦教学目标和要求教学目标和要求1.掌握原子吸收分光光度法的基本原理、定掌握原子吸收分光光度法的基本原理、定 量方法。量方法。2.熟悉原子吸收分光光度计的结构、分类使熟悉原子吸收分光光度计的结构、分类使 用和操作条件选择。用和操作条件选择。3.掌握原子吸收测定的主要干扰及及消除掌握原子吸收测定的主要干扰及及消除4.了解原子吸收分光光度法的应用。了解原子吸收分光光度法的应用。2第2页，此课件共85页哦原子吸收光谱分析发展简史：原子吸收光谱分析发展简史：1802年，伍朗斯顿在研究太阳光谱时发现原子吸收现象。年，伍朗斯顿在研究太阳光谱时发现原子吸收现象。1
2、955年，瓦尔西发表了著名的原子吸收光谱分析论文，年，瓦尔西发表了著名的原子吸收光谱分析论文，开创开创 了火焰原子吸收光谱法。了火焰原子吸收光谱法。1959年，里沃夫开创了石墨炉电热原子吸收光谱法。年，里沃夫开创了石墨炉电热原子吸收光谱法。1960年以后，原子吸收光谱分析法得到了迅速的发展。年以后，原子吸收光谱分析法得到了迅速的发展。3第3页，此课件共85页哦原子吸收分光光度法原子吸收分光光度法:基于从光源发出的被测元素特征辐射，通过元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
3、析方法程度测定元素含量的一种现代仪器分析方法。4第4页，此课件共85页哦WFX-1c型原子吸收分光度计5第5页，此课件共85页哦6第6页，此课件共85页哦AAS特点：特点：1）灵敏度高（火焰原子化法：）灵敏度高（火焰原子化法：10-9g.ml-1 石墨炉原子化法：石墨炉原子化法：10-13g.ml-1);2）选择性）选择性 好；好；3）精密度高；）精密度高；CV2%4）分析速度快）分析速度快;5）测定范围广，可测）测定范围广，可测70 多种元素；多种元素；6）试样用量少。）试样用量少。7第7页，此课件共85页哦原子吸收分光光度法的局限性：原子吸收分光光度法的局限性：工作曲线的线性范围窄工作曲线
4、的线性范围窄 多元素同时测定有困难；多元素同时测定有困难；对非金属及难熔元素的测定尚有困难对非金属及难熔元素的测定尚有困难 对复杂样品分析干扰较严重；对复杂样品分析干扰较严重；石墨炉原子吸收分析的重现性较差。石墨炉原子吸收分析的重现性较差。8第8页，此课件共85页哦第一节 基本原理一、原子的量子能级和能级图(14-1)原子原子 原子核原子核 核外电子：按一定规律分布在各能级核外电子：按一定规律分布在各能级,能量由所处的能级决定；能量由所处的能级决定；不同能级之间的能量差不同不同能级之间的能量差不同,是量子化。是量子化。9第9页，此课件共85页哦 能级示意图：能级示意图：10第10页，此课件共8
5、5页哦二、二、原子在各能级的分布（原子在各能级的分布（表表14-1）玻尔兹曼方程：玻尔兹曼方程：T,Ni/N0 值值;,Ni/N0 值值.结论：结论：激发态原子数激发态原子数 基态原子数基态原子数 待测原子总数待测原子总数 元素吸收线数目减少，灵敏度升高，抗干扰增强。元素吸收线数目减少，灵敏度升高，抗干扰增强。原子化温度：原子化温度：3000K元素共振线：元素共振线：600nmNi/N0 值值:10-311第11页，此课件共85页哦三、原子吸收线三、原子吸收线（一）原子吸收线的产生（一）原子吸收线的产生共振吸收线共振吸收线共振发射线共振发射线 元素的元素的特征谱线特征谱线元素的元素的灵敏线灵敏
6、线 分析线分析线12第12页，此课件共85页哦（二）原子吸收线的轮廓和变宽（二）原子吸收线的轮廓和变宽 原子光谱的谱线轮廓呈峰形，即谱线强度随频率或波长不同而改变，原子光谱的谱线轮廓呈峰形，即谱线强度随频率或波长不同而改变，如图如图 13第13页，此课件共85页哦I0I0K0000(a)(c)图33 谱线轮廓（a）发射线轮廓（b）吸收线轮廓（c）吸收系数轮廓(b)14第14页，此课件共85页哦原子吸收线特征原子吸收线特征 中心频率中心频率 0（或中心波长（或中心波长 0）半宽度半宽度 最大吸收强度最大吸收强度K0中心频率中心频率 0：由原子能级分布决定；由原子能级分布决定；K0：由两能级之间的
7、跃迁几率决定；由两能级之间的跃迁几率决定；半宽度半宽度 ：由自然变宽、热变宽和压力变宽决定。由自然变宽、热变宽和压力变宽决定。15第15页，此课件共85页哦（三）、谱线变宽因素（三）、谱线变宽因素（Line broadening）1.1.自然变宽自然变宽(natural broadening)(natural broadening)：特点：特点：与激发态原子的寿命有关。激发态原与激发态原子的寿命有关。激发态原 子平均寿命越长，谱线宽度越窄。子平均寿命越长，谱线宽度越窄。一般为一般为1010-5-5nmnm，可忽略不计。，可忽略不计。16第16页，此课件共85页哦光子观测光子观测 特点：特点：与
8、相对原子质量和与相对原子质量和温度温度有关。有关。T 、M 多在多在10-3 nm数量级数量级 2.Doppler变宽：变宽：无规则的热运动引起观测静止粒无规则的热运动引起观测静止粒 子的子的 频率与运动粒子的频率不同。频率与运动粒子的频率不同。17第17页，此课件共85页哦3.压力变宽压力变宽(pressure broadening)a）Holtzmark 变宽：变宽：待测原子之间的碰撞，又称共振待测原子之间的碰撞，又称共振 变宽（可忽略变宽（可忽略）。）。b）Lorentz 变宽：变宽：待测原子与其它原子或分子（异种待测原子与其它原子或分子（异种 粒子）之间的碰撞。变宽在粒子）之间的碰撞。
9、变宽在1010-3-3nmnm结论：结论：在原子浓度较小时，吸收线变宽主要受在原子浓度较小时，吸收线变宽主要受DoppleDopple 和和LorentzLorentz变宽影响。变宽影响。18第18页，此课件共85页哦四、原子吸收值与原子浓度关系四、原子吸收值与原子浓度关系（一）一）.积分吸收（积分吸收（integrated absorption)integrated absorption)透过光的强度透过光的强度I I 符合符合LamberLamber定律：定律：I0 原子蒸汽原子蒸汽l I hKv 入射光频率 基态原子数 原子化温度 19第19页，此课件共85页哦气态原子的总吸收气态原子的
10、总吸收=积分吸收积分吸收根据经典色散理论：根据经典色散理论：积分吸收与吸光原子数关系积分吸收与吸光原子数关系:-原子吸收分析法定量基础原子吸收分析法定量基础20第20页，此课件共85页哦测定积分吸收的困难：测定积分吸收的困难：没有测定半宽度为没有测定半宽度为0.001-0.005nm0.001-0.005nm积分吸收所积分吸收所 需单色器的分辨率高达需单色器的分辨率高达5050万倍的光谱仪；万倍的光谱仪；若采用连续光源时，把半宽度如此窄的原子若采用连续光源时，把半宽度如此窄的原子 吸收轮廓叠加在半宽度很宽的光源发射线上，吸收轮廓叠加在半宽度很宽的光源发射线上，实际被吸收的能量相对于发射线的总能
11、量来实际被吸收的能量相对于发射线的总能量来 说及其微小，准确记录信噪比十分困难。说及其微小，准确记录信噪比十分困难。21第21页，此课件共85页哦（二）（二）峰值吸收峰值吸收 1955年年Walsh提出：采用锐线光源，通提出：采用锐线光源，通过测量峰值吸收代替积分吸收。过测量峰值吸收代替积分吸收。1、测量条件、测量条件：（1）.发射线的中心频率与发射线的中心频率与 吸收线的中心频率一致吸收线的中心频率一致 0发射发射 =0吸收吸收（2）.发射线的半宽度比吸发射线的半宽度比吸 收线的半宽度要窄得多收线的半宽度要窄得多 0发射发射 0吸收吸收22第22页，此课件共85页哦峰值吸收的测量I吸收线吸收
12、线发射线 02、锐线光源锐线光源根据根据Walsh的两点假设，发射线必须是的两点假设，发射线必须是“锐线锐线”（半宽度很小的谱（半宽度很小的谱线）线）,Kv=K023第23页，此课件共85页哦根据经典理论，根据经典理论，峰值吸收与积分吸收的关系：峰值吸收与积分吸收的关系：24第24页，此课件共85页哦第二节 原子吸收分光光度计一、原子吸收分光光度计主要部件一、原子吸收分光光度计主要部件 光源、原子化系统光源、原子化系统、分光系统、检测系统、分光系统、检测系统 25第25页，此课件共85页哦（一）（一）锐线光源锐线光源 narrow-line source作用：作用：发射被测元素基态原子所吸收的
13、特征共发射被测元素基态原子所吸收的特征共 振线。振线。要求：要求：a a）锐线；）锐线；b b）强度大，背景小；）强度大，背景小；c c）稳定性好，寿命长。）稳定性好，寿命长。种类：种类：1 1、空心阴极灯、空心阴极灯2 2、无极放电灯、无极放电灯3 3、阴极溅射光源、阴极溅射光源4 4、激光光源、激光光源26第26页，此课件共85页哦1.空心阴极灯空心阴极灯 (Hollow Cathode Lamp,HCL)27第27页，此课件共85页哦工作过程：工作过程：低低压压辉辉光光放放电电灯灯-直直流流电电（300V）-阴阴极极电电子子-撞撞击击隋隋性性原原子子-电电离离(二二次次电电子子维维持持放
14、放电电)-正正离离子子-轰轰击击阴阴击击-待待测测原原子子溅溅射射-聚聚集集空空心心阴阴极内被激发极内被激发-待测元素特征共振发射线。待测元素特征共振发射线。2.多元素空心阴极灯多元素空心阴极灯28第28页，此课件共85页哦空心阴极灯的使用与维护：空心阴极灯的使用与维护：（1 1）制造商规定了灯的最大使用电流；）制造商规定了灯的最大使用电流；（2 2）每隔）每隔3-43-4个月，应将不常用的灯通电点燃个月，应将不常用的灯通电点燃2-32-3小小 时，一保障灯的性能，延长灯的寿命。时，一保障灯的性能，延长灯的寿命。（3 3）灯老化后，可用激活器激活。）灯老化后，可用激活器激活。（4 4）取放或拆
15、装空心阴极灯时，应拿灯座，不要拿）取放或拆装空心阴极灯时，应拿灯座，不要拿 灯管。灯管。29第29页，此课件共85页哦（二）（二）.原子化器（原子化器（atomizer)作用：作用：提供能量，使试样干燥、蒸发并转化为提供能量，使试样干燥、蒸发并转化为 基态原子蒸气。基态原子蒸气。过程：过程：蒸发、热分解、激发和电离。蒸发、热分解、激发和电离。原子化过程：原子化过程：M*（激发态原子）（激发态原子）MX（试样）（试样）MX（气态）气态）M（基态原子）（基态原子）+X（气态）（气态）M+（离子（离子+e)30第30页，此课件共85页哦 1、火焰原子化、火焰原子化 flame atomization
16、特点：特点：利用火焰的高温及火焰的氧化还原气氛，利用火焰的高温及火焰的氧化还原气氛，将试样中待测元素原子化将试样中待测元素原子化。要求：要求：火焰温度高，能有效地蒸发和分解试样，并使火焰温度高，能有效地蒸发和分解试样，并使 被测元素原子化；火焰稳定，噪音低；较低的被测元素原子化；火焰稳定，噪音低；较低的 光吸收度；燃烧安全。光吸收度；燃烧安全。过程：过程：吸喷雾化吸喷雾化-脱溶剂脱溶剂-熔融与蒸发熔融与蒸发-原子化原子化-电离电离31第31页，此课件共85页哦（1）.原子化器原子化器 a）雾化器；b）雾化室 c）燃烧器32第32页，此课件共85页哦a a）雾化器）雾化器(nebulizer)(
17、nebulizer)：作用：作用：将试样溶液雾化。将试样溶液雾化。要求：要求：稳定、雾粒细而均匀、雾化效率高、适应性强稳定、雾粒细而均匀、雾化效率高、适应性强 。雾化率的相关因素雾化率的相关因素：溶液的物理性质；溶液的物理性质；助燃气的压力；助燃气的压力；毛细管孔径；毛细管孔径；撞击球相对位置撞击球相对位置33第33页，此课件共85页哦b b）雾化室：）雾化室：作用：作用：使大雾滴沉降、凝聚并从废液口排出；使大雾滴沉降、凝聚并从废液口排出；使小雾滴与各种气体充分混匀形成气溶胶，然后进入使小雾滴与各种气体充分混匀形成气溶胶，然后进入 燃烧器；燃烧器；起缓冲作用，使混合气更均匀、气压更稳定、以便产
18、起缓冲作用，使混合气更均匀、气压更稳定、以便产 生稳定的火焰。生稳定的火焰。34第34页，此课件共85页哦c）燃烧器（）燃烧器（burner):作用：作用：产生火焰，并使试样干燥、熔化、蒸产生火焰，并使试样干燥、熔化、蒸发和原子化发和原子化。对不同的元素应选择不同的、。对不同的元素应选择不同的、恰当的火焰。常用单缝燃烧器，恰当的火焰。常用单缝燃烧器，其高度和角其高度和角度可调度可调。35第35页，此课件共85页哦干燥CaCl2蒸发CaCl2原子化Ca Cl电离、化合CaO CaOHCa2+Cl-（2）.火焰结构及火焰结构及原子化过程原子化过程36第36页，此课件共85页哦（3）.常用的火焰及火
19、焰状态的划分常用的火焰及火焰状态的划分37第37页，此课件共85页哦 化学计量火焰（中性火焰化学计量火焰（中性火焰1：4）：）：温度高，稳定，干扰小，背景低，适于大多数元素分析。温度高，稳定，干扰小，背景低，适于大多数元素分析。富燃火焰（还原性火焰富燃火焰（还原性火焰1：3）：）：燃燃烧烧不不完完全全，温温度度略略低低，具具还还原原性性，适适于于难难分分解解的的氧氧化化物物的的元素分析。但干扰较大、背景高。元素分析。但干扰较大、背景高。贫燃火焰（氧化性火焰贫燃火焰（氧化性火焰1：6）：温温度度最最低低，具具氧氧化化性性，适适于于易易解解离离和和易易电电离离的的元元素素，如如碱金属。碱金属。38
20、第38页，此课件共85页哦空气空气-乙炔火焰特性：乙炔火焰特性：q燃烧稳定，重复性好，噪声低，使用安全，易于操作。燃烧稳定，重复性好，噪声低，使用安全，易于操作。q火焰温度比较高，最高温度可达火焰温度比较高，最高温度可达23002300。对大多数。对大多数元素有足够的灵敏度。元素有足够的灵敏度。q调节空气和乙炔气流量，可方便获得不同氧化还原特调节空气和乙炔气流量，可方便获得不同氧化还原特性的火焰，以适应不同元素的测定。性的火焰，以适应不同元素的测定。火焰原子化法的缺点：火焰原子化法的缺点：原子化效率低原子化效率低 、灵敏度不高、灵敏度不高 、试样用量多。、试样用量多。39第39页，此课件共85
21、页哦2 2、石墨炉原子化法石墨炉原子化法 graphite furnace atomizer graphite furnace atomizer特点：特点：利用电能加热盛放试样的石墨容器，使之达到高温利用电能加热盛放试样的石墨容器，使之达到高温以实现试样的蒸发和原子化。有利于难溶氧化物的氧化；以实现试样的蒸发和原子化。有利于难溶氧化物的氧化；灵敏度高灵敏度高 ；所需试样量少；原子化效率高；但重现性较所需试样量少；原子化效率高；但重现性较差；操作复杂。差；操作复杂。组成：组成：炉体、石墨管和电、水、气供给系统。炉体、石墨管和电、水、气供给系统。40第40页，此课件共85页哦1 1）.石墨炉原子化
22、器石墨炉原子化器41第41页，此课件共85页哦原子化过程可分为四个阶段：干燥、灰化、原子化、净化。2）.原子化过程及原子化条件的选择42第42页，此课件共85页哦干燥：干燥：除去试样中的溶剂。通常在接近溶剂沸点的温度除去试样中的溶剂。通常在接近溶剂沸点的温度 （80120）下进行干燥）下进行干燥。灰化：灰化：为了在原子化前除去易挥发的基体和有机物质，为了在原子化前除去易挥发的基体和有机物质，以减少分子吸收。以减少分子吸收。原子化：原子化：待测物化合物分解并成为基态原子蒸气。待测物化合物分解并成为基态原子蒸气。净化：净化：通过高温灼烧及吹气，将残留于石墨管中的难通过高温灼烧及吹气，将残留于石墨管
23、中的难 挥发杂质进一步除去，以避免记忆效应对下次挥发杂质进一步除去，以避免记忆效应对下次 测定的干扰。测定的干扰。43第43页，此课件共85页哦44第44页，此课件共85页哦3.还原气化原子化法还原气化原子化法 通通过过化化学学反反应应，使使试试样样中中的的待待测测元元素素转转变变成成具具有有挥挥发发性性、且且易易于于离离解解的的共共价价氢氢化化物物。然然后后在在控控制制条条件件下下进进一一步步分分解解为为原原子子蒸蒸气气（如如AsAs、SbSb、SeSe、GeGe、SnSn、PbPb等等），实施原子吸收测定。实施原子吸收测定。特点：特点：被测元素还原效率和原子化效率很高；被测元素还原效率和原
24、子化效率很高；提供了原子吸收方法中气体进样的新途径；提供了原子吸收方法中气体进样的新途径；连续氢化物发生法装置易实现自动化；连续氢化物发生法装置易实现自动化；45第45页，此课件共85页哦（1）氢化物发生原子化法）氢化物发生原子化法:原理：原理：AsCl3+4NaBH4+HCl+8H2O AsH3+4KCl +4HBO2+13H2 过程：过程：氮气氮气氢化物发生器氢化物发生器 石英吸收管（石英吸收管（300-900），分解），分解 检测器检测器193.7nm特点：特点：灵敏度高，选择性好，干扰少灵敏度高，选择性好，干扰少46第46页，此课件共85页哦（2）冷原子吸收法测汞：测汞仪）冷原子吸收法
25、测汞：测汞仪原理原理：HgCl2+SnCl2 Hg(g)+SnCl4 过程过程：氮气氮气 汞蒸汽还原器汞蒸汽还原器 干燥管干燥管 石英吸收池石英吸收池 室室 温下测定（共振线温下测定（共振线253.7nm）47第47页，此课件共85页哦48第48页，此课件共85页哦49第49页，此课件共85页哦（三）单色器作用：将待测元素的共振线与邻近干扰线分离。包括：狭缝、色散元件和准直镜等。（四）检测系统（四）检测系统作用：将单色器透过的光信号转变成电信号并进行放作用：将单色器透过的光信号转变成电信号并进行放 大，以确定待测元素的含量。大，以确定待测元素的含量。包括：检测器、放大器、对数变换器、显示装置。
26、50第50页，此课件共85页哦二、原子吸收分光光度计的类型二、原子吸收分光光度计的类型l（一）单光束原子吸收分光光度计一）单光束原子吸收分光光度计l 一个单色器和一个检测器，一次只测一个元素一个单色器和一个检测器，一次只测一个元素 成本较低，光源波动对测定有影响。成本较低，光源波动对测定有影响。l（二）双光束原子吸收分光光度计（二）双光束原子吸收分光光度计l 一个单色器和一个检测器，一次只测一个元素一个单色器和一个检测器，一次只测一个元素 可消除光源波动对测定的影响可消除光源波动对测定的影响。A=AS AR=lgIR/IS 51第51页，此课件共85页哦分光光度计的类型分光光度计的类型 单光束
27、和双光束分光光度计单光束和双光束分光光度计52第52页，此课件共85页哦第三节第三节 实验方法实验方法一、测定条件的选择一、测定条件的选择1.试样取量试样取量在在一一定定实实验验条条件件下下，测测定定吸吸光光度度随随喷喷雾雾试试样样量量的的变变化化，达达到最大吸光度的试样喷雾量，就是应当选取的试样喷雾量。到最大吸光度的试样喷雾量，就是应当选取的试样喷雾量。石墨炉所用试样量：石墨炉所用试样量：固体固体0.1-10mg、液体液体1-10ul污染的主要来源：污染的主要来源：水、容器、试剂和空气。水、容器、试剂和空气。53第53页，此课件共85页哦2、分析线的选择分析线的选择方法：方法：扫描空心阴极灯
28、的发射光谱，了解可供选扫描空心阴极灯的发射光谱，了解可供选用的分析线，喷入试液，选用不受干扰，且吸收用的分析线，喷入试液，选用不受干扰，且吸收值适度的谱线作分析线。值适度的谱线作分析线。考虑因素：考虑因素：灵敏度灵敏度 稳定性稳定性 干扰程度干扰程度 线性范围线性范围54第54页，此课件共85页哦3.狭缝宽度选择狭缝宽度选择选择原则：选择原则：在保证只有分析线通过出射狭缝到达检测器的前提下，尽在保证只有分析线通过出射狭缝到达检测器的前提下，尽量选用较宽的光谱通带，以获得较好的信噪比和稳定的读量选用较宽的光谱通带，以获得较好的信噪比和稳定的读数。数。实验方法：实验方法：将试液喷入火焰中，调节狭缝
29、宽度，观察吸光度变化，吸将试液喷入火焰中，调节狭缝宽度，观察吸光度变化，吸光度大、且平稳的最大狭缝即为最适宜狭缝宽度。光度大、且平稳的最大狭缝即为最适宜狭缝宽度。55第55页，此课件共85页哦4.灯电流选择灯电流选择 使用较小的灯电流，自吸现象减小，谱线宽度变窄，测量灵敏度使用较小的灯电流，自吸现象减小，谱线宽度变窄，测量灵敏度提高；提高；使用过低的灯电流，光源的辐射强度减小，不稳定，信噪比降低；使用过低的灯电流，光源的辐射强度减小，不稳定，信噪比降低；工作电流过大时，自吸现象增强，谱线变宽，使测量的检出限和线性指工作电流过大时，自吸现象增强，谱线变宽，使测量的检出限和线性指标变坏，并缩短灯寿
30、命；标变坏，并缩短灯寿命；选择原则：选择原则：在保证光源稳定且有足够光输出时，选用在保证光源稳定且有足够光输出时，选用 小灯电流小灯电流。实验方法：实验方法：绘制灯电流绘制灯电流-吸光度曲线，选取最佳灯电流。吸光度曲线，选取最佳灯电流。56第56页，此课件共85页哦5.原子化条件原子化条件火焰原子化火焰原子化 火焰类型：火焰类型：乙炔乙炔-空气、乙炔空气、乙炔-氧化亚氮氧化亚氮 燃助比：燃助比：化学计量火焰、化学计量火焰、富燃性火焰、富燃性火焰、贫燃性火焰贫燃性火焰 燃烧器高度：燃烧器高度：6mm左右左右57第57页，此课件共85页哦石墨炉原子化石墨炉原子化:升温程序的优化。升温程序的优化。o
31、干燥温度和干燥时间：干燥温度和干燥时间：选择原则：选择原则：避免样品溶液过于猛烈的沸腾、飞溅，又避免样品溶液过于猛烈的沸腾、飞溅，又要保证有较快的蒸干速度。常选择略高于溶剂的沸点要保证有较快的蒸干速度。常选择略高于溶剂的沸点温度。为防止飞溅，可选择较低温度，并延长时间。温度。为防止飞溅，可选择较低温度，并延长时间。o灰化温度和时间：灰化温度和时间：选择原则：选择原则：在保证被测元素不损失的的前提下，尽量在保证被测元素不损失的的前提下，尽量选择较高的灰化温度和较长的灰化时间。选择较高的灰化温度和较长的灰化时间。58第58页，此课件共85页哦o原子化温度和时间选择原则：原子化温度和时间选择原则：原
32、子化温度：原子化温度：在保证获得最大原子吸收信号的条件下，在保证获得最大原子吸收信号的条件下，尽尽 量使用较低温度。量使用较低温度。原子化时间：原子化时间：必须使吸收信号能在原子化阶段回到基必须使吸收信号能在原子化阶段回到基线（线（34s）。）。o净化温度和时间选择原则：净化温度和时间选择原则：温度应高于原子化温度温度应高于原子化温度100200度，时间度，时间23秒。秒。59第59页，此课件共85页哦二、干扰及其抑制干扰及其抑制（一）电离干扰（一）电离干扰来源：来源：高温导致原子电离，从而使基态原子高温导致原子电离，从而使基态原子 数减少，吸光度下降。数减少，吸光度下降。消除：消除：（1 1
33、）加入消电离剂；）加入消电离剂；（2 2）使用低温火焰。）使用低温火焰。如：大量如：大量KCl KCl 的加入可抑制的加入可抑制CaCa的电离：的电离：K KK K+e+e Ca Ca+e Ca+e Ca60第60页，此课件共85页哦（二）、物理干扰（二）、物理干扰（matrix interference）来源来源：基体干扰。：基体干扰。由于溶液的粘度、表面张由于溶液的粘度、表面张 力等物理因素，影响溶液的输送速度力等物理因素，影响溶液的输送速度 、雾化效率及原子化效率。、雾化效率及原子化效率。消除：消除：（1）配制与待测样品相同的标准品）配制与待测样品相同的标准品 （2）采用标准加入法）采用
34、标准加入法 特点：特点：非选择性干扰，对试样中各元素的影响相同。非选择性干扰，对试样中各元素的影响相同。61第61页，此课件共85页哦（三）、光学干扰（三）、光学干扰1.光谱线干扰：光谱线干扰：光谱通带内，试样中共存元素的吸收线与待光谱通带内，试样中共存元素的吸收线与待测元素的分析线相近（吸收线重叠）而产生的干扰，使分析结测元素的分析线相近（吸收线重叠）而产生的干扰，使分析结果偏高。果偏高。Fe 271.903nm 248.33nmPt 271.904nm消除方法：消除方法：采用化学分离法或另选灵敏度较高、干扰采用化学分离法或另选灵敏度较高、干扰 较少的分析线。较少的分析线。62第62页，此课
35、件共85页哦2.多谱线的元素产生的谱线之间的干扰多谱线的元素产生的谱线之间的干扰 如如Mn的最灵敏线的最灵敏线279.5nm旁还有旁还有279.8nm和和280.1nm两两条灵敏度低的吸收线，当光谱通带为条灵敏度低的吸收线，当光谱通带为0.7nm时，它们都时，它们都进入通带内，而且每条吸收线的具有不同的吸收系数，进入通带内，而且每条吸收线的具有不同的吸收系数，使测定灵敏度下降，线性变坏。使测定灵敏度下降，线性变坏。消除：消除：减小狭缝和灯电流或另选分析线减小狭缝和灯电流或另选分析线63第63页，此课件共85页哦（四）（四）、化学干扰（、化学干扰（chemical interference）来源
36、：来源：待待测测元元素素与与共共存存的的其其他他物物质质发发生生化化学学反反应应生生成成难难挥挥发发的的化化合合物物所所引引起起的的干干扰扰。主主要要影影响响原原子子化化效效率率，通通常常使测定结果偏低。使测定结果偏低。如如用用空空气气/乙乙炔炔火火焰焰测测定定Ca时时，溶溶液液中中若若存存在在磷磷酸酸根根会会生成难于原子化的磷酸钙，使结果偏低。生成难于原子化的磷酸钙，使结果偏低。64第64页，此课件共85页哦消除：消除：1、选择合适的原子化方法选择合适的原子化方法 方法：方法：提高原子化温度；提高原子化温度；使用高温火焰；使用高温火焰；使用石墨炉分析。使用石墨炉分析。2、加入释放剂、加入释放
37、剂作用：作用：释放剂与干扰组分形成更稳定或更难挥发的释放剂与干扰组分形成更稳定或更难挥发的 化合物，使待测元素释放出来。化合物，使待测元素释放出来。例如：例如：磷酸根干扰钙的测定。磷酸根干扰钙的测定。65第65页，此课件共85页哦3.3.加入保护剂（配合剂）加入保护剂（配合剂）:作用：作用：保护剂与被测元素生成易分解或更稳定配合物。保护剂与被测元素生成易分解或更稳定配合物。对对CaCa2+2+的干扰的干扰加入加入EDTACaY(EDTACaY(稳定但易破坏稳定但易破坏)。66第66页，此课件共85页哦4 4、加入基体改进剂：、加入基体改进剂：在石墨炉原子化分析中，加入基体改进剂，能增加基体在石
38、墨炉原子化分析中，加入基体改进剂，能增加基体的挥发性或改变被测元素的挥发性，以消除干扰。的挥发性或改变被测元素的挥发性，以消除干扰。例如：测定样品中的铝。例如：测定样品中的铝。加入基体改进剂：加入基体改进剂：Mg(NOMg(NO3 3)2 267第67页，此课件共85页哦（五）、背景吸收（非吸收线干扰）（五）、背景吸收（非吸收线干扰）1、分类、分类q分子吸收分子吸收：火焰原子化器中碱金属和碱土金属盐：火焰原子化器中碱金属和碱土金属盐 以及无机酸等分子的吸收带。以及无机酸等分子的吸收带。q光散射和折射光散射和折射：原子化器中产生的固体颗粒与光：原子化器中产生的固体颗粒与光 子发生碰撞从而导致光的
39、折射和反射。子发生碰撞从而导致光的折射和反射。q火焰气体的吸收火焰气体的吸收：火焰气体中含有一些未燃烧完：火焰气体中含有一些未燃烧完 全的分子或分子碎片对光的吸收。全的分子或分子碎片对光的吸收。68第68页，此课件共85页哦2、背景吸收校正、背景吸收校正仪器调零吸收仪器调零吸收邻近非共振线校正邻近非共振线校正连续光源背景校正连续光源背景校正自吸收背景校正自吸收背景校正塞曼效应背景校正塞曼效应背景校正 69第69页，此课件共85页哦（1）氘灯背景校正）氘灯背景校正连续光源背景校正连续光源背景校正 在一台原子吸收分光光度计上装有氘灯和空心阴极灯，氘灯在一台原子吸收分光光度计上装有氘灯和空心阴极灯，
40、氘灯发射连续光谱，空心阴极灯发射锐线光谱，两者交替进入单发射连续光谱，空心阴极灯发射锐线光谱，两者交替进入单色器。两次测定吸光度之差即为待测分析线的真实吸光度。色器。两次测定吸光度之差即为待测分析线的真实吸光度。即即 A空空=A原子原子+A背景背景 A氘灯氘灯=0.5/100 A原子原子+A背景背景 A总总=A空空-A氘灯氘灯=99.5/100 A原子原子70第70页，此课件共85页哦71第71页，此课件共85页哦（2）、塞曼（）、塞曼（zeeman）效应扣除背景技术）效应扣除背景技术将空心阴极灯置于一交变强磁场中，空心阴极灯发将空心阴极灯置于一交变强磁场中，空心阴极灯发射交变的共振线和共振线
41、两边的超精细谱线，共振线射交变的共振线和共振线两边的超精细谱线，共振线被原子和分子吸收，超精细谱线只被分子吸收，两者被原子和分子吸收，超精细谱线只被分子吸收，两者之差即为待测元素的原子吸收。之差即为待测元素的原子吸收。将样品放在交变磁场中，使空心阴极灯连续工作，将样品放在交变磁场中，使空心阴极灯连续工作，当无磁场时样品在共振线处产生总的原子吸收。当有当无磁场时样品在共振线处产生总的原子吸收。当有磁场时谱线出现超精细谱线，此时样品吸收为背景吸磁场时谱线出现超精细谱线，此时样品吸收为背景吸收，两者相减即得原子吸收值。收，两者相减即得原子吸收值。72第72页，此课件共85页哦三、灵敏度与检出限三、灵
42、敏度与检出限1.灵敏度灵敏度(Sensitivity)IUPAC规定：灵敏度规定：灵敏度S为标准曲线的斜率。它为标准曲线的斜率。它表示被测元素的含量或浓度改变一个单位时，吸光表示被测元素的含量或浓度改变一个单位时，吸光度（度（A）的变化量，）的变化量，即即73第73页，此课件共85页哦(1)特征浓度特征浓度(characteristic concentration):火焰原子化法中用特征浓度表示火焰原子化法中用特征浓度表示,指产生指产生1%吸收或吸收或0.0044吸光度所对应的被测元素的浓度或含量吸光度所对应的被测元素的浓度或含量ug/ml.74第74页，此课件共85页哦(2)特征质量特征质量
43、(characteristic mass)石墨炉原子化法中石墨炉原子化法中,指产生指产生1%吸收或吸收或0.0044 吸光度所对应的被测元素的质量吸光度所对应的被测元素的质量(g或或ug).75第75页，此课件共85页哦2.检测限检测限(Detection limit,DL)IUPACIUPAC规定，检测限指在给定的置信水平内，可规定，检测限指在给定的置信水平内，可以从样品中检出待测物质的最小浓度或最小量。以给以从样品中检出待测物质的最小浓度或最小量。以给出信号为空白溶液信号的标准差的出信号为空白溶液信号的标准差的3 3倍时所对应的待测倍时所对应的待测元素的浓度或质量表示。元素的浓度或质量表示
44、。76第76页，此课件共85页哦四、定量分析方法四、定量分析方法1.标准曲线法标准曲线法(calibration curve method)配配制制一一组组浓浓度度C合合适适的的对对照照品品溶溶液液，分分别别测测定定吸吸光光度度A，绘绘制制C-A校校正正曲曲线线。在在相相同同条条件件下下，测测定定被被测测试试液的吸光度，从校正曲线上查出试样中被测元素的浓度。液的吸光度，从校正曲线上查出试样中被测元素的浓度。注意：注意：对照品溶液的组成尽量与试液相同；对照品溶液的组成尽量与试液相同；所配试液浓度在校正曲线范围内；所配试液浓度在校正曲线范围内；所有操作条件保持不变。所有操作条件保持不变。77第77
45、页，此课件共85页哦2.标准加入法标准加入法(standard addition method)：取数份等量试样溶液，其中一份不加被测元素的对照品，取数份等量试样溶液，其中一份不加被测元素的对照品，其余各加不同量的对照品溶液，使浓度分别为：其余各加不同量的对照品溶液，使浓度分别为：Cx+0,Cx+Cs,Cx+2Cs,Cx+3Cs.,Cx+nCs在相同条件下分别测定吸光度：在相同条件下分别测定吸光度：A0，A1，A2，A3.，An。以以A对加入量对加入量Cs作图，将直线外推至与横轴相交，交点所作图，将直线外推至与横轴相交，交点所对应的浓度即为试样溶液浓度。对应的浓度即为试样溶液浓度。注意：注意：
46、试样溶液浓度在线性范围；试样溶液浓度在线性范围；外推法的测量点不得少于外推法的测量点不得少于4 4个；个；只能消除基体干扰。只能消除基体干扰。78第78页，此课件共85页哦79第79页，此课件共85页哦 Cx 0 1Cx 2Cx 3CxAC80第80页，此课件共85页哦例题：例题：0.9421g的铁样品中含有微量的铜，用原子吸收分光的铁样品中含有微量的铜，用原子吸收分光光度计以标准加入法测定铜的含量。首先用酸使样品溶解并光度计以标准加入法测定铜的含量。首先用酸使样品溶解并稀释至稀释至100.0ml，然后，从中吸出，然后，从中吸出25ml并加入并加入25ml,4.50mg/L 的标准铜溶液。由下
47、列数据求铁样品中的铜浓度（的标准铜溶液。由下列数据求铁样品中的铜浓度（ug/g）。）。样品直接测定，其吸光度样品直接测定，其吸光度A=0.22，样品与铜标准的吸光度，样品与铜标准的吸光度A=0.31。解：根据标准加入法计算。解：根据标准加入法计算。A=KC81第81页，此课件共85页哦2.48mg/L*100ml*103/0.9421g=263ug/g82第82页，此课件共85页哦小结：小结：1、基本概念、基本概念共振吸收线、空心阴极灯、原子化器、积分吸收共振吸收线、空心阴极灯、原子化器、积分吸收灵敏度、检出限等灵敏度、检出限等2、基本理论、基本理论吸收线轮廓吸收线轮廓峰值吸收与积分吸收峰值吸收与积分吸收原子吸收定量原理原子吸收定量原理干扰因素及消除干扰因素及消除83第83页，此课件共85页哦3、原子吸收分光光度计、原子吸收分光光度计锐线光源锐线光源火焰原子化器火焰原子化器石墨炉原子化器石墨炉原子化器分光系统分光系统检测系统检测系统4、原子吸收定量方法、原子吸收定量方法标准曲线法标准曲线法 标准加入法标准加入法84第84页，此课件共85页哦5、干扰及其消除方法、干扰及其消除方法 物理干扰物理干扰 电离干扰电离干扰 化学干扰化学干扰 光谱干扰光谱干扰 背景吸收背景吸收85第85页，此课件共85页哦