《第七章原子吸收光谱精选文档.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第七章原子吸收光谱精选文档.ppt（38页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第七章原子吸收光谱本讲稿第一页，共三十八页1.原子吸收光谱分析的原理原子吸收光谱分析的原理1.1原子吸收光谱的产生原子吸收光谱的产生1.2原子吸收光谱分析法的特点原子吸收光谱分析法的特点1.3谱线变宽谱线变宽1.4原子吸收光谱的测定原子吸收光谱的测定2.原子吸收光谱分析的仪器原子吸收光谱分析的仪器2.1光源光源2.2原子化器原子化器2.3分光系统分光系统2.4检测器检测器3.原子吸收光谱分析的应用原子吸收光谱分析的应用本讲稿第二页，共三十八页1.原子吸收光谱分析的原理原子吸收光谱分析的原理 1.1原子吸收光谱的产生原子吸收光谱的产生原子吸收现象：原子蒸气对其原子共振辐射吸收的现象。原子吸收现象
2、：原子蒸气对其原子共振辐射吸收的现象。原子的能级与跃迁原子的能级与跃迁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。产生共振产生共振吸收吸收线（简称共振线），吸收光谱。线（简称共振线），吸收光谱。第一激发态第一激发态基态，发射出同样频率的辐射。基态，发射出同样频率的辐射。产生共振发射线（也简称共振线），发射光谱。产生共振发射线（也简称共振线），发射光谱。共振线最易发生，吸收最强，通常是最灵敏线，经常用共振线最易发生，吸收最强，通常是最灵敏线，经常用作分析线。利用待测原子蒸气对同种元素的特征谱线作分析线。利用待测原子蒸气对同种元素的特征谱线（共振线）的吸收可以进
3、行定量分析。（共振线）的吸收可以进行定量分析。本讲稿第三页，共三十八页n1802年被人们发现：太阳连续光谱中的暗线年被人们发现：太阳连续光谱中的暗线n1955年，澳大利亚物理学家年，澳大利亚物理学家 Walsh A（瓦尔西）发表了著名论文：（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法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法的基础，之后迅速发展。的基础，之后迅速发展。n原子吸收光谱分析法：是基于物质所产生的原子蒸气对特征谱原子吸收光谱分析法：是基于物质所产生的原子蒸气对特征谱线（通常是待测元素的特征谱线）的吸收作用来进行元素定量线（通常是待测元素的特
4、征谱线）的吸收作用来进行元素定量分析的一种方法。是基于从光源发出的被测元素特征辐射通过分析的一种方法。是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，由辐射的减弱程度测定元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析方法。元素含量的一种现代仪器分析方法。本讲稿第四页，共三十八页 5 5*原子吸收光谱法原子吸收光谱法(也称原子吸收分光光度法也称原子吸收分光光度法)与可见、紫外分光光度法与可见、紫外分光光度法基本原理相同，都是基于物质对光选择吸收而建立起来的光学分析法。基本原理相同，都是基于物质对光选择吸收而建立起来的光学分析法。光吸收的基
5、本定律光吸收的基本定律朗伯朗伯-比尔定律比尔定律A为吸光度，为吸光度，I0为入射光强度，为入射光强度，I为透过光的强度，为透过光的强度，T为透光率，为透光率，b为吸收光程，为吸收光程，c为溶液浓度，为溶液浓度，k为比例系数。为比例系数。返回返回本讲稿第五页，共三十八页区别：在可见、紫外分光光度法中，吸光物区别：在可见、紫外分光光度法中，吸光物质是溶液中被测物质的分子或离子对光的质是溶液中被测物质的分子或离子对光的选择吸收，原子吸收光谱法吸光物质是待选择吸收，原子吸收光谱法吸光物质是待测元素的基态原子对光的选择吸收，这种测元素的基态原子对光的选择吸收，这种光是由待测元素制成的空心阴极灯光是由待测
6、元素制成的空心阴极灯(称元素称元素灯灯)作光源。作光源。本讲稿第六页，共三十八页*(1)检出限低，检出限低，10-1010-14g；(2)准确度高，准确度高，1%5%；(3)选择性高，一般情况下共存元素不干扰；选择性高，一般情况下共存元素不干扰；(4)分析速度快，应用广，可测定分析速度快，应用广，可测定70多个元素多个元素。局限性局限性：测不同的元素需不同的元素灯，不能同时测多元测不同的元素需不同的元素灯，不能同时测多元素，难熔元素、非金属元素测定困难。素，难熔元素、非金属元素测定困难。1.2原子吸收光谱分析的原子吸收光谱分析的特点特点续前本讲稿第七页，共三十八页n地表水环境质量标准地表水环境
7、质量标准（GB3838-2002）规定）规定24项基本项目标准项基本项目标准限值，其中限值，其中8项为金属（或准金属）元素（项为金属（或准金属）元素（Cu、Zn、Hg、Cd、Cr、Pb、As、Se），分析方法均为原子吸收分光光度法。），分析方法均为原子吸收分光光度法。n环境空气质量标准环境空气质量标准（GB3095-1996）规定）规定10项污染物浓度项污染物浓度限值，其中限值，其中1项金属元素铅，分析方法为火焰原子吸收分光光度项金属元素铅，分析方法为火焰原子吸收分光光度法。法。n土壤环境质量标准土壤环境质量标准（GB15618-1995）规定）规定10项污染物环境项污染物环境质量标准值，其中
8、质量标准值，其中8项为金属（或准金属）元素（项为金属（或准金属）元素（Cu、Zn、Hg、Cd、Cr、Pb、As、Ni），分析方法为原子吸收分光光度法。），分析方法为原子吸收分光光度法。本讲稿第八页，共三十八页地表水环境质量标准基本项目分析方法（地表水环境质量标准基本项目分析方法（GB3838-2002）本讲稿第九页，共三十八页1.31.3谱线的轮廓与谱线变宽谱线的轮廓与谱线变宽原原子子结结构构较较分分子子结结构构简简单单，理理论上应产生线状光谱吸收线。论上应产生线状光谱吸收线。实实际际上上用用不不同同频频率率辐辐射射光光照照射射(强强度度为为I I0 0）时时，获获得得一一峰峰形形吸吸收收(具
9、具有一定宽度有一定宽度)。其透过光的强度符合朗伯（其透过光的强度符合朗伯（Lambert)定律定律 I=I0exp(-K L)I 为透过光的强度；为透过光的强度；K 为在为在 辐射频率辐射频率处的吸收系数；处的吸收系数；L为原为原子蒸气的厚度；子蒸气的厚度；当当L一定时，透射光强度一定时，透射光强度 I 和吸收系数和吸收系数K 及辐射频率及辐射频率有关。有关。在在频率频率 0处，吸收系数有一极大值处，吸收系数有一极大值K0，吸收线在中心频率，吸收线在中心频率 0的两侧具的两侧具有一定的宽度。用半宽度有一定的宽度。用半宽度 表征。表征。本讲稿第十页，共三十八页谱线变宽原因：谱线变宽原因：（1 1
10、）自然宽度）自然宽度 VN 在无外界影响下，谱线仍有一定的宽度，为谱线自然宽度，在无外界影响下，谱线仍有一定的宽度，为谱线自然宽度，约为约为1010-5-5nmnm数量级。与激发态原子的平均寿命有关。与谱线的数量级。与激发态原子的平均寿命有关。与谱线的其它变宽宽度相比，可以忽略不计。其它变宽宽度相比，可以忽略不计。（2）多普勒变宽（热变宽）多普勒变宽（热变宽）VD由于原子在空间作无规则热运动所导致，又称热变宽。通常为由于原子在空间作无规则热运动所导致，又称热变宽。通常为10-410-3nm，它是谱线变宽的主要因素。，它是谱线变宽的主要因素。（3）压力变宽（碰撞变宽）压力变宽（碰撞变宽）VL由于
11、吸光原子与蒸气中原子或分子相互碰撞而引起的能级发生由于吸光原子与蒸气中原子或分子相互碰撞而引起的能级发生稍微变化，使发射或吸收频率改变而导致的谱线变宽。又称为稍微变化，使发射或吸收频率改变而导致的谱线变宽。又称为洛伦兹（洛伦兹（Lorentz）变宽，通常为）变宽，通常为10-410-3nm。（4）赫鲁兹马克（）赫鲁兹马克（Holtsmark）变宽（共振变宽）变宽（共振变宽）VR 同种待测原子间碰撞。浓度高时起作用，但在原子吸收中可忽略。同种待测原子间碰撞。浓度高时起作用，但在原子吸收中可忽略。本讲稿第十一页，共三十八页1.4原子吸收光谱的测量原子吸收光谱的测量积分吸收测量法积分吸收测量法 在在
12、吸吸收收线线轮轮廓廓内内，以以吸吸收收系系数数对对频频率率积积分分称称为为积积分分吸吸收收，积积分分得得的的结结果果是是吸吸收收线线轮轮廓廓内内（右右）的的总总面面积积，它它表表示示原原子子蒸蒸气气吸吸收收的的全全部能量。部能量。理理论论上上：积积分分吸吸收收与与原原子子蒸蒸气气中吸收辐射的基态原子数成正比。中吸收辐射的基态原子数成正比。在在原原子子吸吸收收光光谱谱法法中中，原原子子化化温温度度一一般般在在200020003000K，大大多多数数元元素素的的Ni/N0值值都都小小于于1%，即即Ni与与N0相相比比可可以以忽忽略略不不计计。实实际际上上可可用用N0代代替替原原子子化器中的原子总数
13、化器中的原子总数N。本讲稿第十二页，共三十八页峰值吸收测量法要测量一条宽度要测量一条宽度0.0010.005nm谱线的积分吸收，需要有分辨率高谱线的积分吸收，需要有分辨率高达达500000的光谱仪。的光谱仪。(=10-3，若，若取取600nm，单色器分辨率，单色器分辨率R=/=6105)。现在的分光装置无法实现。现在的分光装置无法实现。吸收线中心频率处的吸收系数吸收线中心频率处的吸收系数K0为峰值吸收系数，简称峰值吸收。为峰值吸收系数，简称峰值吸收。1955年沃尔什提出采用锐线光源（能发射谱线半宽度很窄的发射线年沃尔什提出采用锐线光源（能发射谱线半宽度很窄的发射线的光源），峰值吸收与火焰中被测
14、元素的原子浓度也成正比。的光源），峰值吸收与火焰中被测元素的原子浓度也成正比。本讲稿第十三页，共三十八页n 因为当采用锐线光源进行测量，因为当采用锐线光源进行测量，则则ea，由图可见，在，由图可见，在辐射线宽度范围内，峰值吸辐射线宽度范围内，峰值吸收与积分吸收非常接近，可收与积分吸收非常接近，可用峰值吸收代替积分吸收。用峰值吸收代替积分吸收。n只要测量吸收前后发射线强度只要测量吸收前后发射线强度的变化，便可求出被测元素的的变化，便可求出被测元素的含量。含量。n前提条件前提条件：n（1）ea；n（2）发射线与吸收线的中）发射线与吸收线的中心频率一致。心频率一致。本讲稿第十四页，共三十八页*基基态
15、态原原子子对对共共振振线线的的吸吸收收程程度度与与蒸蒸气气中中基基态态原原子子的的数数目目和和原原子子蒸蒸气气厚厚度度的的关关系系，在在一一定定的的条条件件下，服从朗伯下，服从朗伯比耳定律：比耳定律：定量基础定量基础 式式中中：A为为吸吸光光度度；I0为为光光源源发发射射出出被被测测元元素素共共振振线线的的强强度度；I为为被被原原子子蒸蒸气气吸吸收收后后透透过过光光的的强强度度；K为为原原子子吸吸收收系系数数；N0为为蒸蒸气气中中基基态态原原子子的的数数目目；L为为原原子子蒸蒸气的厚度气的厚度(火焰宽度火焰宽度)。本讲稿第十五页，共三十八页分光光度法的测量误差分光光度法的测量误差n分光光度法在
16、不同的透光度（吸光度）范围内具有不同的误差，在分光光度法在不同的透光度（吸光度）范围内具有不同的误差，在高浓度或过低浓度范围内测定受到限制。高浓度或过低浓度范围内测定受到限制。要使相对误差要使相对误差A/A为最小，则上式右端等于零。为最小，则上式右端等于零。用分光光度法测定时，吸光度在用分光光度法测定时，吸光度在0.4343（透光度（透光度36.8%）时误差最小。吸光度在）时误差最小。吸光度在0.20.8（透光度为（透光度为1565%）时误差较小。）时误差较小。本讲稿第十六页，共三十八页n灵敏度：对于火焰原子吸收法，指能产生灵敏度：对于火焰原子吸收法，指能产生1%光吸收或光吸收或0.0044吸
17、吸光度所需要的被测定元素溶液的浓度（特征浓度）。对于非光度所需要的被测定元素溶液的浓度（特征浓度）。对于非火焰原子吸收法，指某元素能产生火焰原子吸收法，指某元素能产生1%光吸收或光吸收或0.0044吸光度所吸光度所需要的质量（特征含量）。需要的质量（特征含量）。n检测限：指一个元素能被测出的最小量（浓度或含量）。检测限：指一个元素能被测出的最小量（浓度或含量）。nA为吸光度，为吸光度，c为待测溶液浓度，为待测溶液浓度，V为待测溶液的用量，为待测溶液的用量，为噪声为噪声水平（标准偏差）。水平（标准偏差）。本讲稿第十七页，共三十八页标准加入法标准加入法n若试样基体成分复杂，没有合适的基体空白，则在
18、一定范若试样基体成分复杂，没有合适的基体空白，则在一定范围内工作曲线呈线性关系的情况下，可采用标准加入法测围内工作曲线呈线性关系的情况下，可采用标准加入法测定。定。n作图法：在若干份体积相同的试样中，分别加入不同量作图法：在若干份体积相同的试样中，分别加入不同量待测元素的标准，然后用溶剂稀释到一定体积。待测元素的标准，然后用溶剂稀释到一定体积。n设各溶液浓度分别为设各溶液浓度分别为cX，cX+c0，cX+2c0，cX+4c0，测得相应的吸光度为测得相应的吸光度为AX，A1，A2，A4，以，以A对对c作图，作图，得一直线。此直线的延长线与横坐标的交点到原点得一直线。此直线的延长线与横坐标的交点到
19、原点的距离即为原始溶液中待测元素的浓度。的距离即为原始溶液中待测元素的浓度。本讲稿第十八页，共三十八页n计算法：测定未知试样溶液浓度为计算法：测定未知试样溶液浓度为cX吸光度吸光度AX，再取一定量已知浓度为，再取一定量已知浓度为c0的标准溶液的标准溶液加入上述溶液中，再测出此溶液的吸光度加入上述溶液中，再测出此溶液的吸光度A0，则，则本讲稿第十九页，共三十八页干扰及其抑制干扰及其抑制n与发射光谱分析等方法相比，原子吸收分光光度法的干扰较少或易于克服。影响与发射光谱分析等方法相比，原子吸收分光光度法的干扰较少或易于克服。影响原子吸收的因素很多，在实际工作中必须在具体条件下，通过实验确定原子吸收原
20、子吸收的因素很多，在实际工作中必须在具体条件下，通过实验确定原子吸收光谱分析的操作方法。光谱分析的操作方法。n电离干扰：由于基态原子电离而造成的干扰称为电离干扰。造成火焰中待测元素的基态原子数量电离干扰：由于基态原子电离而造成的干扰称为电离干扰。造成火焰中待测元素的基态原子数量减少，使测定结果偏低。可以适当控制火焰温度，或加入消电离剂，抑制待测元素基态原子的电减少，使测定结果偏低。可以适当控制火焰温度，或加入消电离剂，抑制待测元素基态原子的电离。离。n光谱干扰：指与光谱发射和吸收有关的干扰，是由于光源、试样或仪器使某些不需要的辐光谱干扰：指与光谱发射和吸收有关的干扰，是由于光源、试样或仪器使某
21、些不需要的辐射被检测器测量所引起。可以采用背景校正方法。射被检测器测量所引起。可以采用背景校正方法。n物理干扰：指试样的一种或多种物理性质（如黏度、密度、表面张力）改变所引物理干扰：指试样的一种或多种物理性质（如黏度、密度、表面张力）改变所引起的干扰。在实际分析中，尽量使样品与标样有相同的溶剂体系，并使总酸或盐起的干扰。在实际分析中，尽量使样品与标样有相同的溶剂体系，并使总酸或盐的浓度不超过的浓度不超过0.5%。n化学干扰：待测元素与试样中共存组分或火焰成分发生化学反应，引起原子化程度改化学干扰：待测元素与试样中共存组分或火焰成分发生化学反应，引起原子化程度改变所造成的干扰称为化学干扰。可以加
22、入释放剂，与干扰物质形成更稳定的化合物，变所造成的干扰称为化学干扰。可以加入释放剂，与干扰物质形成更稳定的化合物，从而释放待测元素。也可以加入保护络合剂，与待测元素形成络合物，在火焰中更易从而释放待测元素。也可以加入保护络合剂，与待测元素形成络合物，在火焰中更易于挥发和原子化。于挥发和原子化。本讲稿第二十页，共三十八页 2121*2.原子吸收分光光度计原子吸收分光光度计TAS-990 原子吸收分光光度计原子吸收分光光度计北京谱析通用仪器有限责任公司生产北京谱析通用仪器有限责任公司生产返回返回本讲稿第二十一页，共三十八页 2222*原子吸收分光度计：由原子吸收分光度计：由光源、原光源、原子化器、
23、单色器和检测系统子化器、单色器和检测系统四个四个基本部件组成。基本部件组成。返回返回本讲稿第二十二页，共三十八页 2323*2.1光源光源Why USE Why USE HOLLOW CATHODE LAMPIn liquids,spectral bandwidth ishuge(100 nm)because theelectronic,vibrational,and rotational states combine.In atoms in the gas phase,bandwidth is much narrower,0.005 nm,which nomonochromator can
24、resolve.Instead,we use a hollow cathode lamp,which produces light with a bandwidth of 0.001 nm.返回返回本讲稿第二十三页，共三十八页 2424*空心阴极灯空心阴极灯 (HOLLOW CATHODE LAMP)由由一一个个钨钨丝丝作作阳阳极极，空空心心阴阴极极由由待待测测元元素素的的高高纯纯金金属属或或合合金金制制成成。接接通通电电源源后后，空空心心阴阴极极内内发发生生放放电电，自自由由原原子子从从阴阴极极溅出，与惰性气体原子碰撞而发射出待测元素的特征谱线。溅出，与惰性气体原子碰撞而发射出待测元素的特征
25、谱线。返回返回本讲稿第二十四页，共三十八页 2525*空心阴极灯的原理空心阴极灯的原理n 施加适当电压时，电子将从空心阴极内壁流向阳极施加适当电压时，电子将从空心阴极内壁流向阳极;n 与与充充入入的的惰惰性性气气体体碰碰撞撞而而使使之之电电离离，产产生生正正电电荷荷，其其在在电电场场作作用用下，向阴极内壁猛烈轰击下，向阴极内壁猛烈轰击;n 使使阴阴极极表表面面的的金金属属原原子子溅溅射射出出来来，溅溅射射出出来来的的金金属属原原子子再再与与电电子子、惰惰性性气气体体原原子子及及离离子子发发生生撞撞碰碰而而被被激激发发，于于是是阴阴极极内内辉辉光光中便出现了阴极物质和内充惰性气体的光谱中便出现了
26、阴极物质和内充惰性气体的光谱;n用不同待测元素作阴极材料，可制成相应空心阴极灯用不同待测元素作阴极材料，可制成相应空心阴极灯;n空心阴极灯的辐射强度与灯的工作电流有关。空心阴极灯的辐射强度与灯的工作电流有关。优缺点：优缺点：（1 1）辐射光强度大，稳定，谱线窄，灯容易更换。）辐射光强度大，稳定，谱线窄，灯容易更换。（2 2）每测一种元素需更换相应的灯。）每测一种元素需更换相应的灯。返回返回本讲稿第二十五页，共三十八页 2626*功能：将试液中的待测元素转变成基态原子蒸气功能：将试液中的待测元素转变成基态原子蒸气n2.2原子化器原子化器MX(试液试液)蒸发蒸发MX(气态气态)热解热解M 0(基态
27、原子基态原子)+X(气态气态)激发激发激发激发M 1(激发态原子激发态原子)Mn+(离子离子)+ne-(电子电子)返回返回本讲稿第二十六页，共三十八页 2727*火焰原子化器火焰原子化器无火焰原子化器无火焰原子化器(石墨炉原子化器石墨炉原子化器)分分返回返回本讲稿第二十七页，共三十八页 2828*火焰原子化装置雾化器和燃烧器雾化器和燃烧器The nebulizer breaks the liquid into small droplets that are swept into the plasma or flame.Large drops fall to the bottom of the
28、nebulizer and flow to a waste bottle;only a small fraction of the sample is transferred to the plasma or flame.返回返回本讲稿第二十八页，共三十八页 2929*火焰原子化：试样雾滴在火焰中，经蒸发，干燥，离解（还原）等过火焰原子化：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。程产生大量基态原子。火焰温度的选择：火焰温度的选择：（a）保保证证待待测测元元素素充充分分离离解解为为基基态态原原子子的的前前提提下下，尽尽量量采采用用低温火焰；低温火焰；（b）火焰温度越高
29、，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；（c）火火焰焰温温度度取取决决于于燃燃气气与与助助燃燃气气类类型型，常常用用空空气气乙乙炔炔最最高高温温度度2600K能测能测35种元素。种元素。火焰类型：火焰类型：化学计量火焰：温度高，干扰少，稳定，背景低，常用。化学计量火焰：温度高，干扰少，稳定，背景低，常用。富燃火焰：还原性火焰，燃烧不完全，测定较易形成难熔氧化物富燃火焰：还原性火焰，燃烧不完全，测定较易形成难熔氧化物的元素的元素Mo、Cr、稀土等。、稀土等。贫燃火焰：火焰温度低，氧化性气氛，适用于碱金属测定。贫燃火焰：火焰温度低，氧化性气氛，适用于碱金属测定。返回返回本
30、讲稿第二十九页，共三十八页石墨炉原子化装置利用电流直接加热石墨管，以达到高温的原子化技术。利用电流直接加热石墨管，以达到高温的原子化技术。结构如图所示：结构如图所示：外外气气路路中中Ar气气体体沿沿石石墨墨管管外外壁壁流流动动，冷冷却却保保护护石石墨墨管管；内内气气路路中中Ar气气体体由由管管两两端端流流向向管管中中心心，从从中中心心孔孔流流出出，用用来来保保护护原原子子不不被被氧氧化化，同同时时排排除干燥和灰化过程中产生的蒸汽。除干燥和灰化过程中产生的蒸汽。本讲稿第三十页，共三十八页原子化过程：四个阶段，干燥、灰化（去除基体）、原子化、净化原子化过程：四个阶段，干燥、灰化（去除基体）、原子化
31、、净化（去除残渣）（去除残渣），待测元素在高温下生成基态原子。，待测元素在高温下生成基态原子。优点：原子化程度高，试样用量少（优点：原子化程度高，试样用量少（1100L），可测固体及粘稠试），可测固体及粘稠试样，灵敏度高，检测限样，灵敏度高，检测限10-10-10-12 g/L。缺点：精密度差，测定速度慢，操作不够简便，装置复杂。缺点：精密度差，测定速度慢，操作不够简便，装置复杂。本讲稿第三十一页，共三十八页n测定测定As、Sb、Bi、Sn、Ge、Se、Pb、Ti等元素时常用氢化物原等元素时常用氢化物原子化方法，原子化温度子化方法，原子化温度700900，其原理是在酸性介质中，待，其原理是在酸
32、性介质中，待测化合物与强还原剂硼氢化钠反应生成气态氢化物，例如砷测化合物与强还原剂硼氢化钠反应生成气态氢化物，例如砷化氢（化氢（AsH3），送入原子化器中使之分解成基态原子。该方法），送入原子化器中使之分解成基态原子。该方法原子化温度低，灵敏度高（对砷可达原子化温度低，灵敏度高（对砷可达10-9g），基体干扰和化学），基体干扰和化学干扰小。干扰小。nHg元素的测定多采用冷原子化法，即在室温下将试样中的汞元素的测定多采用冷原子化法，即在室温下将试样中的汞离子用离子用SnCl2或盐酸羟胺完全还原为金属汞后，用气流将汞或盐酸羟胺完全还原为金属汞后，用气流将汞蒸气带入具有石英窗的气体测量管中进行吸光度
33、测定。该方蒸气带入具有石英窗的气体测量管中进行吸光度测定。该方法灵敏度、准确度较高（可达法灵敏度、准确度较高（可达10-8g汞）。汞）。本讲稿第三十二页，共三十八页火焰原子吸收分光光度法和石墨炉原子吸收分光光度法的比火焰原子吸收分光光度法和石墨炉原子吸收分光光度法的比较较n火焰原子吸收分光光度法是利用火焰原子化技术将待测元素进行原子化，这种方火焰原子吸收分光光度法是利用火焰原子化技术将待测元素进行原子化，这种方法的仪器相对简单，分析速度快，对大多数元素都有较高的灵敏度和较低的检测法的仪器相对简单，分析速度快，对大多数元素都有较高的灵敏度和较低的检测限，应用范围广。缺点是原子化效率低（约限，应用
34、范围广。缺点是原子化效率低（约10%），对部分元素的灵敏度还不高。），对部分元素的灵敏度还不高。n石墨炉原子吸收分光光度法是利用石墨炉原子化技术将待测元素进行原子化，石墨炉原子吸收分光光度法是利用石墨炉原子化技术将待测元素进行原子化，这种方法的仪器的原子化效率比火焰原子化器高得多，对大多数元素都有较这种方法的仪器的原子化效率比火焰原子化器高得多，对大多数元素都有较高的灵敏度。样品用量少，可实现对固体、高粘稠液体的直接进样分析的优高的灵敏度。样品用量少，可实现对固体、高粘稠液体的直接进样分析的优点。但测定的精密度比原子化法差，分析速度相对较慢。点。但测定的精密度比原子化法差，分析速度相对较慢。本
35、讲稿第三十三页，共三十八页2.32.3分光系统分光系统 1.1.作用作用：将待测元素的分析线（共振线）与邻近线分开。：将待测元素的分析线（共振线）与邻近线分开。2.2.组件：组件：色散元件（棱镜、光栅），凹凸镜、狭缝等。色散元件（棱镜、光栅），凹凸镜、狭缝等。3.3.单色器性能参数单色器性能参数 （1）线线色色散散率率（D）：两两条条谱谱线线间间的的距距离离与与波波长长差差的的比比值值X/。实实际际工作中常用其倒数工作中常用其倒数/X （2）分分辨辨率率：仪仪器器分分开开相相邻邻两两条条谱谱线线的的能能力力。用用该该两两条条谱谱线线的的平平均均波波长与其波长差的比值长与其波长差的比值/表示。表
36、示。（3）通通带带宽宽度度（W）：指指通通过过单单色色器器出出射射狭狭缝缝的的某某标标称称波波长长处处的的辐辐射射范范围围。当当倒倒色色散散率率（D）一一定定时时，可可通通过过选选择择狭狭缝缝宽宽度度（S）来来确定：确定：W=D S本讲稿第三十四页，共三十八页2.42.4检测系统检测系统 主要由检测器、放大器、对数变换器、显示记录装置组成。主要由检测器、放大器、对数变换器、显示记录装置组成。1.1.检检测测器器-将将单单色色器器分分出出的的光光信信号号转转变变成成电电信信号号。如如：光光电电池池、光电倍增管、光敏晶体管等。光电倍增管、光敏晶体管等。分分光光后后的的光光照照射射到到光光敏敏阴阴极
37、极K K上上，轰轰击击出出的的光光电电子子又又射射向向光光敏敏阴阴极极，轰轰击击出出更更多多的的光光电电子子，依依次次倍倍增增，在在最最后后放放出出的的光光电电子子比比最最初初多多到到10106 6倍倍以以上上，最最大大电电流流可可达达 10A10A，电电流流经经负负载载电电阻阻转转变变为为电压信号送入放大器。电压信号送入放大器。2.2.放大器放大器-将光电倍增管输出的较弱信号，经电子线路进一步放大。将光电倍增管输出的较弱信号，经电子线路进一步放大。3.3.对数变换器对数变换器-光强度与吸光度之间的转换。光强度与吸光度之间的转换。4.4.显示、记录显示、记录本讲稿第三十五页，共三十八页3.原子
38、吸收光谱分析的应用原子吸收光谱分析的应用n原子吸收光谱分析法具有测定灵敏度高、选择性好、抗干扰性能原子吸收光谱分析法具有测定灵敏度高、选择性好、抗干扰性能强、应用广泛、稳定性好等特点。强、应用广泛、稳定性好等特点。n已广泛应用在矿物、金属、陶瓷、水泥、化工产品、土壤、食品、已广泛应用在矿物、金属、陶瓷、水泥、化工产品、土壤、食品、血液、生物体、环境污染物等试样中的金属元素的测定，可测定的血液、生物体、环境污染物等试样中的金属元素的测定，可测定的元素达元素达70多种。多种。n原子吸收分光光度计主要用于各类产品或材料中的少数几个元素原子吸收分光光度计主要用于各类产品或材料中的少数几个元素的分析，其
39、中火焰的分析，其中火焰AAS主要发挥其简便快速的优点，而在灵敏度要主要发挥其简便快速的优点，而在灵敏度要求不特别高的情况下使用；石墨炉求不特别高的情况下使用；石墨炉AAS主要发挥灵敏度高的优点而主要发挥灵敏度高的优点而应用。应用。nAAS主要用于食品、玩具、轻工产品等消费产品中一些重金主要用于食品、玩具、轻工产品等消费产品中一些重金属的定量测定。属的定量测定。本讲稿第三十六页，共三十八页方法方法编编号号GB/T17140-1997GB/T17141-1997方法名称方法名称土壤土壤质质量量 铅铅、镉镉的的测测定定KI-MIBK萃取火焰原子吸收分光光度萃取火焰原子吸收分光光度法法土壤土壤质质量量
40、 铅铅、镉镉的的测测定定石墨炉原子吸收分光光度法石墨炉原子吸收分光光度法检检出限（出限（mg/kg）Pb：0.2，Cd：0.05Pb 0.1，Cd 0.01原理原理采用采用盐盐酸酸-硝酸硝酸-氢氢氟酸消解，在氟酸消解，在1%盐盐酸介酸介质质中，加入中，加入KI，形成，形成稳稳定的定的缔缔合合物，用甲基异丁基甲物，用甲基异丁基甲酮酮（MIBK）萃取）萃取，火焰，火焰AAS测测定。定。MIBK对对Pb和和Cd的的萃取率分萃取率分别别在在99.4%和和99.3%以上，达以上，达到了到了浓缩试样浓缩试样和去除干和去除干扰扰的目的。的目的。采用采用盐盐酸酸-硝酸硝酸-氢氢氟酸消解，石氟酸消解，石墨炉墨炉
41、AAS测测定。定。样样品品处处理理研磨，研磨，过筛过筛，消解，萃取，消解，萃取研磨，研磨，过筛过筛，消解，消解标标准溶液准溶液Pb：0.55mg/L，Cd：0.0250.25mg/LPb：550g/L，Cd：110g/L相相对标对标准偏差（准偏差（%）Pb：2.25.0，Cd：1.44.3Pb：3.98.5，Cd：3.68.4相相对误对误差（差（%）Pb：-1.80.85，Cd：-3.62.3Pb：0.421.2，Cd：-3.62.3本讲稿第三十七页，共三十八页习题习题n1.为什么原子吸收分析法不能像可见分光光度法一样采用连续光源？简述为什么原子吸收分析法不能像可见分光光度法一样采用连续光源？
42、简述空心阴极灯可以发射锐线的原理。空心阴极灯可以发射锐线的原理。n2.原子吸收光谱分析中存在哪些干扰类型？如何消除干扰？原子吸收光谱分析中存在哪些干扰类型？如何消除干扰？n3.比较火焰法与石墨炉原子化法的优缺点。比较火焰法与石墨炉原子化法的优缺点。n4.比较原子吸收分析法与原子发射光谱法的异同。比较原子吸收分析法与原子发射光谱法的异同。n5.比较原子吸收分光光度法与紫外可见分光光度法的异同。比较原子吸收分光光度法与紫外可见分光光度法的异同。n6.浓度为浓度为0.25g/mL的镁溶液，在原子吸收分光光度计上测得透过率为的镁溶液，在原子吸收分光光度计上测得透过率为28.2%，计算镁元素的特征浓度。，计算镁元素的特征浓度。n7.用原子吸收分光光度法测定矿石中的钼。称取试样用原子吸收分光光度法测定矿石中的钼。称取试样4.23g，经溶解处理，经溶解处理后，转移入后，转移入100mL容量瓶中。吸取两份容量瓶中。吸取两份7.00mL矿样试液，分别放入两个矿样试液，分别放入两个50.00mL容量瓶中，其中一个再加入容量瓶中，其中一个再加入7.00mL的的20.0g/mL的标准钼溶液，都稀释到的标准钼溶液，都稀释到刻度。在原子吸收分光光度计上分别测得吸光度为刻度。在原子吸收分光光度计上分别测得吸光度为0.314和和0.586。计算矿石中钼的。计算矿石中钼的含量。含量。本讲稿第三十八页，共三十八页