原子吸收光谱分析

《原子吸收光谱分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第二章原子吸收光谱分析2.1概述2.1.1基本原理原子吸收光谱分析是基于物质所产生的原子蒸气对特定谱线（通常是待测元素的特征谱线）的吸收作用来进行定量分析的一种方法，其工作原理如下：由光源发射出一定强度和一定波长的特征谱线的光，当它通过含有待测元素基态原子的蒸气时．其中部分特征谱线的光被吸收，而未被吸收的光经过单色器分光后照射到光电检测器上被检测，根据该特征谱线被吸收的程度，即可测得试样中待测元素的含量。依据试样中待测元素原子化方法不同，原子吸收光谱法可分为火焰原子吸收光谱法、无火焰原子吸收光谱法、低温

2、原子化吸收光谱法。利用火焰的热能使试样中待测元素转化为基态原子的方法，称为火焰原子吸收光谱法，比较常用的火焰有空气—乙炔火焰和笑气（氧化亚氮）-乙炔火焰等，其绝对灵敏度可达10-9g，操作简单、快速，重现性好，可用于常见的几十种元素的分析，是应用最广泛的方法。利用电能转变的热能，使试样中待测元素转化为基态原子的方法，称为无火焰原子吸收光谱法，最常用的是电热石墨炉法，其原子化效率很高，绝对灵敏度为10-14g，尤其适合高温元素(难挥发性元素及易形成难熔氧化物的元素)、稀土元素等的分析。利用化学反应使待测组

3、分以气态形式与基体分离，并在相对低的温度下原子化的方法，称为低温原子吸收光谱法，包括氢化物原子吸收光谱法和冷原子吸收光谱法，前者可用于砷、锑、铋、锗、锡、硒、碲和铅的分析，后者用于汞的分析，绝对灵敏度为10-9—10-10g。但是，这些方法都伴有毒性物质的生成，工作中应特别注意通风与安全。由于原子吸收分析是测量峰值吸收，因此需要采用锐线光源，空心阴极元素灯能满足这一要求，它发射出待测元素各种特征谱线的锐线光，并为原子蒸气所吸收，特征谱线的吸收程度用朗伯—比耳定律表示：式中A为吸光度；k为吸收系数；L为原

4、子蒸气的厚度（即吸收层厚度），在实验中为一定值；N0为待测元素的基态原子数，由于在实验条件下待测元素原子蒸气中的基态原子的分布占绝对优势，因此可用N0代表在吸收层中的原子总数。当试液原子化效率一定时，待测元素在吸收层中的原子总数与试液中待测元素的浓度c成正比，因此上式可写作式中K'，在一定实验条件下是一常数，因此吸光度与浓度成正比，籍此可进行元素定量分析。原子吸收光谱分析的定量工作一般借助标准工作曲线法和标准加入法完成。标准曲线法通常用于分析简单的、基体干扰小的试样。如果试样基体复杂，与标准溶液相差悬殊

5、时，则应在标准溶液中加入相同类型和浓度的基体成分或基体抑制剂等，以减免基体效应带来的干扰，必要时应采用标准加入法进行定量分析。45原子吸收光谱分析法具有快速、灵敏、准确、选择性好、干扰少和操作简便等优点，可对70多种金属元素进行分析。2.1.2测定条件的选择原子吸收光谱分析中，尽管干扰比较少并且容易克服，但仍然不可避免，除了采用基体改进和背景校正等技术进行改善外，测定条件的优化选择对灵敏度、准确度、干扰情况的改善也是有很大影响的。2.1.2.1火焰原子吸收光谱法测定条件的选择对于火焰原子吸收光谱分析，其

6、比较重要的参数有分析线、灯电流、燃烧器高度、燃气和助燃气的流量比(燃助比)、光谱通带、试液提取量及雾化效率。1.分析线的选择：最适宜的分析线，应视具体情况通过实验确定。通常选择元素最灵敏的共振线（共振线处于远紫外区元素除外）作分析线。在分析较高浓度的试样时，可选取灵敏度较低的谱线；当分析线附近有其他非吸收线存在时，将使灵敏度降低或工作曲线弯曲，应当尽量避免干扰。不同的分析线有不同的线性范围，这也是要考虑的因素之一。2．空心阴极灯电流：空心阴极灯的发射特性取决于工作电流。灯电流小，谱线变宽和自吸效应小，发

7、射线半峰宽窄，光输出稳定，灵敏度高，但强度弱；灯电流大，发射线强度大，负高压低，稳定性好，但谱线轮廓变坏，灵敏度低。因此，选择灯电流的一般原则是，在保证稳定放电和合适的光强输出前提下，尽量选用最低的工作电流。对于大多数元素而言，选用的灯电流是其额定电流的40~60%，或通过绘制吸光度与灯电流的关系曲线选定最佳灯电流。3．火焰及燃助比：火焰的选择和调节是保证高原子化效率的关键之一。不同火焰对不同波长辐射的透射性能、所能产生的最高温度各有不同；同种火焰的不同燃烧状态（燃助比）也会给出不同的温度与气氛，对灵敏

8、度及干扰的消除等影响也不尽相同。最常用的火焰是空气-乙炔火焰和笑气-乙炔火焰，两者又各有贫燃焰、化学计量焰、发亮火焰、富燃焰之分，贫燃焰的燃助比在1:6以上，燃烧充分，温度比较高，适合于碱金属、一些高熔点和惰性金属的测定，但燃烧不稳定，测定重现性比较差；化学计量焰的燃助比为1:4，火焰稳定，层次分明，适合于大多数元素的测定；发亮火焰的燃助比在1:4以下，火焰为发亮状态，层次开始模糊，燃烧不充分，但具有还原性，铬的测定就要在这样的气氛下进行；