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1、A Atomic tomic A Absorption bsorption S SpectrumpectrumFor ShortFor Short：AASAAS原子吸收光谱法原子吸收光谱法原子吸收光谱法原子吸收光谱法 利用物质的气态原子对特定波长的利用物质的气态原子对特定波长的光的吸收来进行分析的方法。光的吸收来进行分析的方法。1.1.原子吸收现象的发现原子吸收现象的发现 1802年，年，W.H.Wollaston在研究太阳连续光谱时，发现在研究太阳连续光谱时，发现太阳光谱的暗线。太阳光谱的暗线。太阳太阳光光暗暗线线但当时人们并不了解产生这些暗线的原因。但当时人们并不了解产生这些暗线的原因。I
2、.原子吸收光谱的历史原子吸收光谱的历史原原子子吸吸收收现现象象：原原子子蒸蒸气气对对其其原原子子共共振振辐辐射射吸收的现象。吸收的现象。基态基态第一激发态第一激发态h Na*Na+h(发发射射)a.火焰温度较高区域火焰温度较高区域第一激发态第一激发态hNa+hNa*(吸收吸收)b.火焰温度较低区域火焰温度较低区域基态基态1859年，年，Kirchhoff和和 Bunson在研究碱金属和碱土金属的火焰在研究碱金属和碱土金属的火焰光谱时，发现光谱时，发现Na原子蒸气发射的光在通过温度较低的原子蒸气发射的光在通过温度较低的Na原子原子蒸气时，会引起钠光的吸收，产生暗线。蒸气时，会引起钠光的吸收，产生
3、暗线。根据这一暗线与太阳光谱中的暗线在同一位置这一事实，证明根据这一暗线与太阳光谱中的暗线在同一位置这一事实，证明太阳连续光谱中的暗线正是大气圈中的气态太阳连续光谱中的暗线正是大气圈中的气态Na原子对太阳光原子对太阳光谱中谱中Na辐射的吸收所引起的，解释了暗线产生的原因。辐射的吸收所引起的，解释了暗线产生的原因。基态基态第一激发态第一激发态h Na*Na+h(发发射射)a.火焰温度较高区域火焰温度较高区域第一激发态第一激发态hNa+hNa*(吸收吸收)b.火焰温度较低区域火焰温度较低区域基态基态u1955年年，澳澳大大利利亚亚物物理理学学家家 Walsh（沃沃尔尔什什）发发表表了了著著名名论论
4、文文原原原原子子子子吸吸吸吸收收收收光光光光谱谱谱谱法法法法在在在在分分分分析析析析化化化化学学学学中中中中的应用的应用的应用的应用，奠定了原子吸收光谱法的基础。奠定了原子吸收光谱法的基础。u1960年以后，得到迅速发展，成为测定微量或年以后，得到迅速发展，成为测定微量或痕量金属元素的可靠分析方法。痕量金属元素的可靠分析方法。u1802年年，已已经经发发现现了了原原子子吸吸收收现现象象，但但在在1955年以前，一直未用于分析化学，为什么？年以前，一直未用于分析化学，为什么？原子吸收的带宽仅有百分之几埃的数量级。要在如原子吸收的带宽仅有百分之几埃的数量级。要在如此窄的带宽中，准确测定随频率急剧变
5、化的积分吸此窄的带宽中，准确测定随频率急剧变化的积分吸收系数，在商品仪器中是难以实现的，也无法保障收系数，在商品仪器中是难以实现的，也无法保障足够的信噪比。足够的信噪比。u1955年年，澳澳大大利利亚亚物物理理学学家家 Walsh（沃沃尔尔什什）发发表表了了著著名名论论文文原原原原子子子子吸吸吸吸收收收收光光光光谱谱谱谱法法法法在在在在分分分分析析析析化化化化学学学学中中中中的应用的应用的应用的应用，奠定了原子吸收光谱法的基础。奠定了原子吸收光谱法的基础。书中提出，采用书中提出，采用锐线光源锐线光源是可以准确测定峰值吸收是可以准确测定峰值吸收系数的。这就解决了实际测量的困难。系数的。这就解决了
6、实际测量的困难。火焰火焰空心阴极空心阴极灯灯棱镜棱镜光电管光电管空心阴极灯的发明空心阴极灯的发明如要测定试液中的镁离子如要测定试液中的镁离子:II.原子吸收光谱法的特点原子吸收光谱法的特点灵敏度高：灵敏度高：灵敏度高：灵敏度高：在原子吸收实验条件下，处于基态的原子数在原子吸收实验条件下，处于基态的原子数目比激发态多得多，故灵敏度高。检出限可达目比激发态多得多，故灵敏度高。检出限可达 10-9 g/mL(某些元素可更高某些元素可更高)较高的精密度和准确度：较高的精密度和准确度：较高的精密度和准确度：较高的精密度和准确度：因吸收线强度受原子化器温度因吸收线强度受原子化器温度的影响比发射线小。另试样
7、处理简单。的影响比发射线小。另试样处理简单。RSD12%，相，相对误差对误差0.10.5%。选择性高：选择性高：选择性高：选择性高：谱线简单，因谱线重叠引起的光谱干扰较小，谱线简单，因谱线重叠引起的光谱干扰较小，即抗干扰能力强。即抗干扰能力强。分析不同元素时，选用不同元素灯，分析不同元素时，选用不同元素灯，提高分析的选择性提高分析的选择性应用应用应用应用范围范围范围范围广广广广：可测定可测定70多个元素（各种样品中）多个元素（各种样品中）。缺点：缺点：缺点：缺点：难熔元素、非金属元素测定困难难熔元素、非金属元素测定困难，不能同时多元不能同时多元素素分析。分析。一、原子吸收光谱分析定义一、原子吸
8、收光谱分析定义227/-2：基于物质所产生的基于物质所产生的原子蒸气原子蒸气对特定谱线（通对特定谱线（通常是待测元素常是待测元素特征谱线特征谱线）的）的吸收作用吸收作用来进行来进行定量分析的一种方法。定量分析的一种方法。分析示意图如图8-1.8.1 概述 二、操作二、操作 227/-3 1.1.将试液喷入成雾状，挥将试液喷入成雾状，挥发成蒸汽；发成蒸汽；2.2.用镁空心阴极灯作光源，用镁空心阴极灯作光源，产生波长产生波长285.2nm285.2nm特征特征谱线；谱线；3.3.谱线通过镁蒸汽时，部谱线通过镁蒸汽时，部分光被蒸汽中分光被蒸汽中基态镁原基态镁原子子吸收而减弱；吸收而减弱；4.4.通过
9、单色器和检测器测通过单色器和检测器测得镁特征谱线得镁特征谱线被减弱被减弱的的程度，即可求得试样中程度，即可求得试样中镁的含量镁的含量.三、原子吸收光谱分析过程三、原子吸收光谱分析过程u确定待测元素。确定待测元素。u选择该元素相应锐线光源，发射出特征谱线。选择该元素相应锐线光源，发射出特征谱线。u试试样样在在原原子子化化器器中中被被蒸蒸发发、解解离离成成气气态态基基态态原原子。子。u特特征征谱谱线线穿穿过过气气态态基基态态原原子子，被被吸吸收收而而减减弱弱，经色散系统和检测系统后，测定吸光度。经色散系统和检测系统后，测定吸光度。u根据吸光度与浓度间线性关系，定量分析。根据吸光度与浓度间线性关系，
10、定量分析。四、与发射光谱异同点四、与发射光谱异同点 1.1.原子吸收光谱分析利用的是原子吸收光谱分析利用的是原子的吸收原子的吸收现现象，象，发射光谱分析则基于发射光谱分析则基于原子的发射原子的发射现象现象.2.2.原子的吸收线比发射线的数目少得多，这原子的吸收线比发射线的数目少得多，这样谱线重叠的概率就小得多样谱线重叠的概率就小得多.3.3.原子吸收法的选择性、灵敏度和准确性都原子吸收法的选择性、灵敏度和准确性都好好.一一原子吸收的过程及共振线原子吸收的过程及共振线 当当适适当当波波长长的的光光通通过过含含有有基基态态原原子子的的蒸蒸气气时时，基基态态原原子子就就可可以以吸吸收收某某些些波波长
11、长的的光光而而从从基基态态被被激激发发到激发态，从而到激发态，从而产生原子吸收光谱产生原子吸收光谱。M（g)hv第二节第二节 原子吸收光谱分析基本原理原子吸收光谱分析基本原理共振线共振线l1共振发射线：共振发射线：电子从基态跃迁到能量最低的激发态时要吸收一定频电子从基态跃迁到能量最低的激发态时要吸收一定频 率的光，它再跃迁回基态时，则发射出同样频率的光率的光，它再跃迁回基态时，则发射出同样频率的光(谱线谱线)，这种谱线称，这种谱线称为共振发射线为共振发射线。l2共振吸收线：共振吸收线：电子从基态跃迁至第一激发态所产生的吸收谱线称为电子从基态跃迁至第一激发态所产生的吸收谱线称为共振吸收线共振吸收
12、线。l3共振线：共振线：共振发射线和共振吸收线都简称为共振线。共振发射线和共振吸收线都简称为共振线。对大多数元素来说，共振线也是元素最灵敏的谱线。对大多数元素来说，共振线也是元素最灵敏的谱线。IvIv预期值预期值实际情况发射线实际情况发射线二原子吸收线的形状（或轮廓）二原子吸收线的形状（或轮廓）若若将将吸吸收收系系数数对对频频率率作作图图，所所得得曲曲线线为吸收线轮廓。为吸收线轮廓。1谱线的自然宽度：自然宽度(无外界影响时)，谱线仍有一定宽度，这种宽度称为自然宽度。激发态原子的平均寿命越长，宽度越小。2多普勒变宽（热变宽）D：原子在空间作无规热运动所致，又称热变宽。相对原子质量越小，温度越高，
13、变宽程度就越大。原子吸收中，原子化温度一般在20003000K，D一般在10-310-2 nm，它是谱线变宽的主要因素。3压力变宽：由于吸光原子与蒸气中原子或分子相互碰撞而造成的吸收谱线变宽。分赫尔兹马克变宽H和洛伦兹变宽L。赫鲁兹马克变宽只有在被测元素浓度较高时才有影响。原子的吸收光谱线为何有一定宽度？原子的吸收光谱线为何有一定宽度？4自吸变宽：自吸变宽：光源空心阴极灯发射的共振线被灯内同种基态原光源空心阴极灯发射的共振线被灯内同种基态原子所吸收产生自吸现象。灯电流越大，自吸现象越子所吸收产生自吸现象。灯电流越大，自吸现象越严重。严重。5场致变宽：场致变宽：外界电场、带电粒子、离子形成的电场
14、及磁场的外界电场、带电粒子、离子形成的电场及磁场的作用使谱线变宽的现象；影响较小。作用使谱线变宽的现象；影响较小。三原子的吸收与原子浓度的关系：三原子的吸收与原子浓度的关系：1、积分吸收与原子浓度的关系：、积分吸收与原子浓度的关系：某一频率的吸收不能代表所有原子的总吸收，因此某一频率的吸收不能代表所有原子的总吸收，因此要准确测定原子吸收值，必须测定图中曲线和横坐要准确测定原子吸收值，必须测定图中曲线和横坐标轴所包围的总面积。用标轴所包围的总面积。用积分吸收积分吸收表示：表示：积分吸收与被测原子总数成正比，但求积积分吸收与被测原子总数成正比，但求积分吸收十分困难。尽管原子吸收现象早在分吸收十分困
15、难。尽管原子吸收现象早在1818世纪就被发现，但一直未用于分析。世纪就被发现，但一直未用于分析。钨丝灯光源和氘灯，经分钨丝灯光源和氘灯，经分光后，光谱通带光后，光谱通带0.2 0.2 nmnm，而原子吸收线的半宽度为而原子吸收线的半宽度为1010-3-3 nmnm。如图所示：如图所示：2、峰值吸收与原子浓度的关系：、峰值吸收与原子浓度的关系：1955年年Walsh 提出，提出，采用锐线光源采用锐线光源，在温，在温度不太高的稳定火焰条件下度不太高的稳定火焰条件下，峰值吸收系数与峰值吸收系数与火焰中火焰中被测元素的原子浓度呈正比被测元素的原子浓度呈正比。何为锐线光源？何为锐线光源？(1 1)光源的
16、发射线与吸收线的光源的发射线与吸收线的V V0 0一致一致(2 2)发射线的发射线的V V1/21/2小于吸收线的小于吸收线的V V1/21/2空心阴极灯空心阴极灯:可发射锐线光源。可发射锐线光源。吸光度与试液中待测元素的吸光度与试液中待测元素的c也成正比：也成正比：A=Kc K包包含含了了所所有有的的常常数数。此此即即原原子子吸吸收收光光谱谱法法进行定量分析的理论基础。进行定量分析的理论基础。由上式可知：由上式可知：特定条件下，吸光度特定条件下，吸光度A与待测元素的浓度与待测元素的浓度c呈线性关呈线性关系。此外，系。此外，A与多普勒变宽成反比，说明在原子吸与多普勒变宽成反比，说明在原子吸收测
17、量中，应尽量避免谱线变宽因子的影响，以保收测量中，应尽量避免谱线变宽因子的影响，以保证灵敏性和准确性。证灵敏性和准确性。3、原子吸收的测量：、原子吸收的测量：4.2 原子吸收分光光度计原子吸收分光光度计光源原子化系统分光系统检测显示系统光源原子化系统分光系统检测显示系统检测显检测显示系统示系统光源光源原子化器原子化器单色器单色器原子化系统原子化系统雾化器雾化器样品液样品液废液废液切光器切光器助燃气助燃气燃气燃气一、光源：一、光源：1光源应满足的条件：光源应满足的条件：1 1）能能辐辐射射出出半半宽宽度度比比吸吸收收线线半半宽宽度度还还窄窄的的谱谱线线，并并且且发发射射线线的的中中心心频频率率应
18、应与与吸收线的中心频率相同。吸收线的中心频率相同。2 2）辐射的强度应足够大。）辐射的强度应足够大。3 3）辐射光的强度要稳定，且背景小。）辐射光的强度要稳定，且背景小。2空心阴极灯：空心阴极灯：空心阴极灯是一种气体放电管，其结构如图：空心阴极灯是一种气体放电管，其结构如图：钨棒构成的阳极钨棒构成的阳极和一个圆柱形的和一个圆柱形的空心阴极空心阴极，空心阴极是空心阴极是由待测元素的纯金属或合金构成由待测元素的纯金属或合金构成，或者由空穴内衬有待测元素的其它金属构成或者由空穴内衬有待测元素的其它金属构成。当当在在正正负负电电极极上上施施加加适适当当电电压压（一一般般为为200500伏伏）时时，在在
19、正正负负电电极极之之间间便便开开始始放放电电，这这时时，电电子子从阴极内壁射出，经电场加速后向阳极运动从阴极内壁射出，经电场加速后向阳极运动。运动的电子与运动的电子与载气载气（惰性气体）原子碰撞使惰性气（惰性气体）原子碰撞使惰性气体体电离成为阳离子，阳电离成为阳离子，阳离子在电场加速下，以很快离子在电场加速下，以很快的速度轰击阴极表面，使的速度轰击阴极表面，使阴极内壁待测元素的原子阴极内壁待测元素的原子溅射溅射出来，在阴极腔内出来，在阴极腔内形成待测元素的原子蒸气云形成待测元素的原子蒸气云。蒸蒸气气云云中中的的原原子子再再与与电电子子、惰惰性性气气体体原原子子、离离子子发发生生碰碰撞撞而而被被
20、激激发发，从从而而发发射射出出所所需需频频率率的的光光。阴阴极极发发射射出出的的光光谱谱，主主要要是是阴阴极极元元素素的的光光谱谱（待待测测元元素素的的光光谱谱，另外还杂有内充惰性气体和阴极杂质的光谱）。另外还杂有内充惰性气体和阴极杂质的光谱）。二二.原子化器原子化器 原原子子化化器器是是将将样样品品中中的的待待测测组组份份转转化为基态原子化为基态原子的装置。的装置。目目前前主主要要有有火火焰焰原原子子化化、石石墨墨炉炉原原子子化化和低温原子化和低温原子化3种种（一）（一）火焰原子化器火焰原子化器：利用：利用气体燃烧形成的气体燃烧形成的火焰来进行原子化，火焰来进行原子化，火焰型的原子化系统火焰
21、型的原子化系统叫做叫做火焰原子化器火焰原子化器。1结构：结构：火焰原子化装置火焰原子化装置雾化器：雾化器：作用是将试样溶液分散为极微细的雾滴，形成作用是将试样溶液分散为极微细的雾滴，形成直径约直径约10m的雾滴的气溶胶（使试液雾化）。的雾滴的气溶胶（使试液雾化）。要求要求:a.喷雾要稳定；喷雾要稳定；b.雾滴要细而均匀；雾滴要细而均匀；c.雾化效率要高；雾化效率要高；d.有好的适应性。有好的适应性。气动雾化器原理气动雾化器原理:燃烧器：燃烧器：分为：分为：“单缝燃烧器单缝燃烧器”;“三缝燃烧三缝燃烧器器”;“多孔燃烧器多孔燃烧器”火焰原子化装置火焰原子化装置.火火焰焰：试试样样雾雾滴滴在在火火
22、焰焰中中，经经蒸蒸发发，干干燥燥，离离解解（还还原原）等等过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.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低温温火火焰；焰；b.b.火火焰焰温温度度越越高高，产产生生的的热热激激发发态原子越多；态原子越多；c.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2600K2600K能测能测3535种元素。种元素。1）火焰的组成：）火焰的组成：空气空气乙炔火焰乙炔火焰：火焰温度达：火焰温度达2500K；N2O乙炔火
23、焰乙炔火焰：火焰温度达：火焰温度达3000K；空气空气氢气火焰氢气火焰：火焰温度达：火焰温度达2300K。2）火焰的类型：）火焰的类型：化学计量焰化学计量焰：助燃气与燃气助燃气与燃气按其化学计量关系按其化学计量关系提供提供，温度高，温度高，适于多数元素原子化适于多数元素原子化。贫燃焰贫燃焰：燃气较少燃气较少，(燃助比小于化学计量，约燃助比小于化学计量，约为为1比比6)。燃烧完全，。燃烧完全，黄色焰黄色焰，温度较高，温度较高，适适于测定易解离、易电离的元素于测定易解离、易电离的元素。适用于碱金属适用于碱金属测定。测定。富燃焰富燃焰：燃气较多燃气较多，(燃助比大于化学计量燃助比大于化学计量)。燃。
24、燃烧不完全，烧不完全，蓝色焰蓝色焰，温度较低。具有还原性，温度较低。具有还原性，适于易形成难解离氧化物的元素测定适于易形成难解离氧化物的元素测定。Mo、Cr稀土等。稀土等。火焰原子化器的优缺点：火焰原子化器的优缺点：优点优点：简单，火焰稳定，重现性好，精密度简单，火焰稳定，重现性好，精密度高，应用范围广。高，应用范围广。缺点缺点：喷雾气体对试样稀释严重，待测元素喷雾气体对试样稀释严重，待测元素易氧化，使原子化效率低，灵敏度下降。易氧化，使原子化效率低，灵敏度下降。原子化的温度在原子化的温度在2100210024002400之间之间火焰种类及对光的吸收：选选择择火火焰焰时时，还还应应考考虑虑火火
25、焰焰本本身身对对光光的的吸吸收收。根根据据待待测测元元素的共振线，选择不同的火焰，可避开干扰：素的共振线，选择不同的火焰，可避开干扰：例：例：As的共振线的共振线193.7nm由由图图可可见见，采采用用空空气气-乙乙炔炔火火焰焰时时，火火焰焰产产生生吸吸收收；而而选选氢氢-空气火焰则较好；空气火焰则较好；空空气气-乙乙炔炔火火焰焰：最最常常用用；可可测定测定30多种元素；多种元素；N2O-乙乙炔炔火火焰焰：火火焰焰温温度度高高，可测定可测定70多种多种元素元素。3.空心阴极灯的工作原理 “阴极溅射阴极溅射阴极溅射阴极溅射”效应。效应。效应。效应。用不同待测元素作阴极材料，可制成相应空心阴极灯。
26、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。用不同待测元素作阴极材料，可制成相应空心阴极灯。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。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。优点：优点：优点：优点：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。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。缺点：缺点：缺点：缺点：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。每测一种元素需更换相应的灯。每测
27、一种元素需更换相应的灯。原子化器原子化器1.1.作用作用 将试样中离子转变成原子蒸气。将试样中离子转变成原子蒸气。将试样中离子转变成原子蒸气。将试样中离子转变成原子蒸气。2.2.原子化方法原子化方法 （1 1 1 1）火焰法）火焰法）火焰法）火焰法 （2 2 2 2）无火焰法）无火焰法）无火焰法）无火焰法石墨炉石墨炉石墨炉石墨炉（二）（二）石墨炉原子化器石墨炉原子化器（1 1 1 1）结构）结构）结构）结构 如图所示：如图所示：如图所示：如图所示：外外外外气气气气路路路路中中中中ArArArAr气气气气体体体体沿沿沿沿石石石石墨墨墨墨管管管管外外外外壁壁壁壁流流流流动动动动，冷冷冷冷却却却却保
28、保保保护护护护石石石石墨墨墨墨管管管管；内内内内气气气气路路路路中中中中ArArArAr气气气气体体体体由由由由管管管管两两两两端端端端流流流流向向向向管管管管中中中中心心心心，从从从从中中中中心心心心孔孔孔孔流流流流出出出出，用用用用来来来来保保保保护原子不被氧化，同时排除干燥和灰化过程中产生的蒸气。护原子不被氧化，同时排除干燥和灰化过程中产生的蒸气。护原子不被氧化，同时排除干燥和灰化过程中产生的蒸气。护原子不被氧化，同时排除干燥和灰化过程中产生的蒸气。（2）原子化过程原原子子化化过过程程分分为为干干燥燥、灰灰化化（去去除除基基体体）、原原子子化化、净净化化（去除残渣）（去除残渣）四个阶段四
29、个阶段，待测元素在，待测元素在高温下生成基态原子高温下生成基态原子。干燥干燥灰化灰化原子化原子化除残除残停气停气空烧，清洗空烧，清洗105-110350-12002400-30002500-320010-20 s10-20 s5-8 s3-5 sGFGF的操作程序：斜坡升温法的操作程序：斜坡升温法（3）石墨炉的优缺点 优优点点：原原子子化化程程度度高高，试试样样用用量量少少(5-100L；20-40 g)，可可测测固固体体及及粘粘稠稠试试样样，灵灵敏敏度度高高，检检测测极极限限10-12 g/L。缺点：缺点：重现性差，共存化合物可能产生干扰，装置重现性差，共存化合物可能产生干扰，装置复杂。复杂
30、。5.其他原子化方法（不做要求）（1 1）氢化物原子化方法）氢化物原子化方法 （2 2）冷原子化法）冷原子化法火焰法和无火焰法的比较1 1外光路系统（或称照明系统）：外光路系统（或称照明系统）：作用是光源发出的共振线作用是光源发出的共振线能正确地通过原子蒸汽，并投射在单色器入射狭缝上。能正确地通过原子蒸汽，并投射在单色器入射狭缝上。2 2分光系统（单色器）：分光系统（单色器）：是将光源发射的未被待测元素吸收是将光源发射的未被待测元素吸收的特征谱线与邻近谱线分开。的特征谱线与邻近谱线分开。3 3通带宽度（通带宽度（W W）指通过单色器出射狭指通过单色器出射狭缝通过的波长范围。缝通过的波长范围。当
31、倒线色散率（当倒线色散率（D）一定时，可通过选择一定时，可通过选择狭缝宽度（狭缝宽度（S）来确）来确定：定：W=D S讨论：如何选择讨论：如何选择W？三、光学系统三、光学系统W=D S光栅线色散率的倒数，也称倒线光栅线色散率的倒数，也称倒线色散率色散率(d/dl)。其物理意义为光谱成像在焦面上时，单位长度(mm)所包含的波长(nm)范围。单色仪的光谱通带和狭缝宽度的调节？单色仪的光谱通带和狭缝宽度的调节？比如线色散倒数D为0.2nm/0.1mm，狭缝宽度S为0.1mm，光谱通通带W是0.2nm；线色散倒数尽可能的小较好，要使较大辐射能进入单色仪需采用较大的狭缝宽度，因此需要强色散元件强色散元件
32、以获得较小的光谱通带较小的光谱通带。分辨率分辨率集光本领集光本领1.检检测测器器-将将单单色色器器分分2.放放大大器器-将将光光电电倍倍增增管管输输出出的的较较弱弱信信号号，经经电电子子线路进一步放大。线路进一步放大。3.对对数数变变换换器器-光光强强度度与吸光度之间的转换。与吸光度之间的转换。4.显显示示、记记录录-原原子子吸吸收收计算机工作站计算机工作站四四.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。出的光信号转变成电信号。出的光信号转变成电信号。如：光电倍增管等。如：光电倍增管等。1.检检测测器器-将将单单色色
33、器器分分2.放放大大器器-将将光光电电倍倍增增管管输输出出的的较较弱弱信信号号，经经电电子子线路进一步放大。线路进一步放大。3.对对数数变变换换器器-光光强强度度与吸光度之间的转换。与吸光度之间的转换。4.显显示示、记记录录-原原子子吸吸收收计算机工作站计算机工作站出的光信号转变成电信号。出的光信号转变成电信号。如：光电倍增管等。如：光电倍增管等。一、特征参数feature parameters二、分析条件选择choice of analytical condition三、定量分析方法method of quantitative analysis四、应用applications分析条件的选择与
34、分析条件的选择与应用应用choice of analytical condition and application一、一、特征参数特征参数1.灵敏度及特征浓度灵敏度及特征浓度1）灵敏度）灵敏度(1)灵灵敏敏度度（S）指指在在一一定定浓浓度度时时，测测定定值值（吸吸光光度度）的的增增量量（dA）与与相相应应的的待待测测元元素素浓浓度度（或或质质量量）的增量（的增量（dc或或dm）的比值：的比值：S S=dA dA/dcdc 或或或或 S S=dA dA/dmdm 可见，可见，可见，可见，S S即为分析校准曲线的斜率。即为分析校准曲线的斜率。即为分析校准曲线的斜率。即为分析校准曲线的斜率。2）特
35、征浓度（）特征浓度（火焰原子吸收法火焰原子吸收法）能能产产生生1%吸吸收收或或0.0044吸吸光光度度时时，试试液液中中待待测测元元素素的的浓浓度度（单单位位：g.mL-1/1%）：）：式式中中：S为为相相对对灵灵敏敏度度；C为为试试液液中中待待测测元元素的浓度（素的浓度（g/mL）；）；A为试液的吸光度。为试液的吸光度。3）特征质量（）特征质量（石墨炉原子吸收法石墨炉原子吸收法）能能产产生生1%吸吸收收或或0.0044吸吸光光度度时时，所所对对应应的的待待测元素的测元素的质量质量（单位：（单位：g/1%）：）：式式中中：S为为绝绝对对灵灵敏敏度度；C为为试试液液中中待待测测元元素素的的浓浓度
36、（度（g/mL）；）；V为试液的体积为试液的体积mL；A为吸光度。为吸光度。可见，特征浓度（质量）越小，方法越灵敏！可见，特征浓度（质量）越小，方法越灵敏！可见，特征浓度（质量）越小，方法越灵敏！可见，特征浓度（质量）越小，方法越灵敏！指能产生一个能够确证在试样中存在某元素的分析信号指能产生一个能够确证在试样中存在某元素的分析信号所需要的该元素的最小含量。它以被测元素能产生三倍于所需要的该元素的最小含量。它以被测元素能产生三倍于标准偏差的读数时的浓度来表示：标准偏差的读数时的浓度来表示：Dc=c/A3 （g/mL）Dm=m/A3 （g/g）A为多次测的吸光度的平均值；为多次测的吸光度的平均值；
37、空白溶液吸光度的标空白溶液吸光度的标准偏差，对空白溶液，至少连续测定准偏差，对空白溶液，至少连续测定10次，从所得吸光度次，从所得吸光度值来求标准偏差。值来求标准偏差。“灵敏度灵敏度灵敏度灵敏度”和和和和“检测限检测限检测限检测限”是衡量分析方法和仪是衡量分析方法和仪是衡量分析方法和仪是衡量分析方法和仪器性能的重要指标。器性能的重要指标。器性能的重要指标。器性能的重要指标。降低噪声，改善检出限！降低噪声，改善检出限！2.检出限检出限二、测定条件的选择二、测定条件的选择1 1分析线分析线 一般选待测元素的共振线作为分析线，测量高浓度时，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
38、线。也可选次灵敏线。2 2空心阴极灯电流空心阴极灯电流 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（最大电流的电流（最大电流的1/2 2/3为工作电流）。为工作电流）。3 3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。4 4观测高度观测高度 调节观测高度（燃烧器高度），可使光束通过自由原子浓调节观测高度（燃烧器高度），可使光束通过自由原子浓度最大的火焰区，灵敏度高，观测稳定性好。度最大的火焰区，灵敏度高，观测稳定性好。5 5光谱通带（可调节狭缝宽度改变）光谱通带（可调节狭缝宽度改变）无邻近干扰线
39、（如测碱及碱土金属）时，选较大的通带，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），宜选较小通带。反之（如测过渡及稀土金属），宜选较小通带。三、定量分析方法三、定量分析方法 原原子子吸吸收收光光谱谱法法是是一一种种元元素素定定量量分分析析方方法法，它它可可以以用用于于测测定定70多多种种金金属属元元素素和和一一些些非非金金属属元素的含量。元素的含量。问题：为何不能定性分析？问题：为何不能定性分析？1.1.标准曲线法标准曲线法 配配制制一一系系列列不不同同浓浓度度的的标标准准试试样样，由由低低到到高高依依次次分分析析，将将获获得得的的吸吸光光度度A A数数据据对对
40、应应于于浓浓度度作作标标准准曲曲线线，在在相相同同条条件件下下测定试样的吸光度测定试样的吸光度A A数据，在标准曲线上查出对应的浓度值；数据，在标准曲线上查出对应的浓度值；或或或或由由由由标标标标准准准准试试试试样样样样数数数数据据据据获获获获得得得得线线线线性性性性方方方方程程程程，将测定试样的吸光度将测定试样的吸光度将测定试样的吸光度将测定试样的吸光度A A A A数据带入计算。数据带入计算。数据带入计算。数据带入计算。注注注注意意意意在在在在高高高高浓浓浓浓度度度度时时时时，标标标标准准准准曲曲曲曲线线线线易易易易发发发发生生生生弯曲，弯曲，弯曲，弯曲，压力变宽压力变宽压力变宽压力变宽影
41、响所致。影响所致。影响所致。影响所致。(发射线半宽度发射线半宽度发射线半宽度发射线半宽度/吸收线半宽度吸收线半宽度吸收线半宽度吸收线半宽度 1/5 1/5 1/5 1/5)（1 1）配配制制标标准准溶溶液液时时，应应尽尽量量选选用用与与试试样样组组成成接接近近的的标标准准样样品品，并并用用相相同同的的方方法法处处理理。如如用用纯纯待待测测元元素素溶溶液液作作标标准准溶溶液液时时，为为提提高测定的准确度。可放入定量的基体元素。高测定的准确度。可放入定量的基体元素。（2）应应尽尽量量使使得得测测定定范范围围在在T=3090%之之间间（即（即A=0.050.5），此时的测量误差较小。），此时的测量误
42、差较小。（3）每每次次测测定定前前必必须须用用标标准准溶溶液液检检查查，并并保保持持测定条件的稳定。测定条件的稳定。（4）应扣除空白值应扣除空白值，为此可选用空白溶液调零。，为此可选用空白溶液调零。2.2.标准加入法标准加入法 取取若若干干份份体体积积相相同同的的试试液液（cX），依依次次按按比比例例加加入入不不同同量量的待测物的标准溶液（的待测物的标准溶液（cO），），定容后浓度依次为：定容后浓度依次为：cX，cX+cO，cX+2cO，cX+3cO，cX+4 cO 分别测得吸光度为：分别测得吸光度为：AX，A1，A2，A3，A4。以以A对对浓度增量浓度增量浓度增量浓度增量c做图得一直线，图中
43、做图得一直线，图中cX点即待测溶液浓度。点即待测溶液浓度。该法可该法可该法可该法可消除基体干扰；不需要参比样品消除基体干扰；不需要参比样品消除基体干扰；不需要参比样品消除基体干扰；不需要参比样品3.3.内标法内标法一一一一般般般般用用用用于于于于AESAESAESAES中中中中，AASAASAASAAS中中中中不常用，不再介绍不常用，不再介绍不常用，不再介绍不常用，不再介绍标准加入法操作原理标准加入法操作原理 ：取两份体积相同的试样溶液，设为取两份体积相同的试样溶液，设为A和和B，在在B中加入一定量的待测元素，然后分别将中加入一定量的待测元素，然后分别将A和和B稀释到相同体积，再分别测定其吸光
44、度。稀释到相同体积，再分别测定其吸光度。设设A中待测元素的浓度为中待测元素的浓度为Cx，吸光度为，吸光度为Ax，B中的待测元素浓度为中的待测元素浓度为Cx+Co(Co为加入的标准为加入的标准样品的浓度样品的浓度)，吸光度为，吸光度为A，则：，则：Ax=KCxA=K(Cx+Co)两式相比得：两式相比得：Cx=CoAx/(AAx)由此式就可得到待测元素的含量。由此式就可得到待测元素的含量。作图的方法作图的方法：取取4份以上的体积相同的试液，从第二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
45、溶液中待测元素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：的浓度分别为：Cx，Cx+Co，Cx+2Co，Cx+3Co等。等。测定各溶液的吸光度，并以吸光度对加入的待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（测元素的浓度（增量增量）作图，得如下曲线：）作图，得如下曲线：注意事项：注意事项：须线性良须线性良好；至少四个点；只好；至少四个点；只消除基体效应，不消消除基体效应，不消除分子和背景吸收；除分子和背景吸收；斜率小时误差大。斜率小时误差大。四、应用四、应用应用广泛，微量金属元素测定的首选方法应用广泛，微量金属元素测定的首选方法应用广泛，微量金属元素测定的首选方法应用
46、广泛，微量金属元素测定的首选方法(非金属元素可采用间接法测量非金属元素可采用间接法测量非金属元素可采用间接法测量非金属元素可采用间接法测量)。(1)(1)头发中微量元素的测定头发中微量元素的测定微量元素与健康关系；微量元素与健康关系；微波消解微波消解-原子吸收光谱法测定原子吸收光谱法测定头发中多种头发中多种金属元素金属元素(2)(2)水中微量元素的测定水中微量元素的测定环境中重金属污染分布规律；环境中重金属污染分布规律；石墨炉原子吸收光谱法测定涉石墨炉原子吸收光谱法测定涉水产品中镍水产品中镍吐温吐温-80存在下火焰原子吸收光谱法测定存在下火焰原子吸收光谱法测定化化妆品中铅妆品中铅(4)(4)矿
47、矿物物、合合金金及及各各种种材材料中微量元素的测定；料中微量元素的测定；从从吸食前后香烟中微量元素含吸食前后香烟中微量元素含量的变化量的变化看吸烟的危害看吸烟的危害 (5)(5)各各种种生生物物试试样样中中微微量量元素的测定。元素的测定。葱属类植物微量元素葱属类植物微量元素的测定的测定 微波消解微波消解-石墨炉原子吸收光石墨炉原子吸收光谱法测定谱法测定鱼粉中的镉和铬鱼粉中的镉和铬(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；微波消解微波消解-火焰原子吸收光谱法测定火焰原子吸收光谱法测定黄花菜、薇菜和核桃黄花菜、薇菜和核桃仁中的铜、锌、铁、锰仁中的铜、锌、铁、锰火焰原子吸收光谱法测定火焰原子吸收光谱法测定辣椒中的铁、锌、锰辣椒中的铁、锌、锰