原子吸收光谱概述
摘要：原子吸收光谱法是一种新型的仪器分析方法，它应用比较广泛。本文综述了原子吸收光谱法的历史、测定、特点、进展及其在各个领域中的应用。
关键词：原子吸收；光谱法；原子化；应用
1.原子吸收光谱的发展历史
原子吸收光谱法自1955年作为一种分析方法问世以来，先后经历了初始的序幕期、爆发性的成长期、相对的稳定期和智能化飞跃期这4个不同的发展时期，由此原子吸收光谱法得以迅速的发展与普及，如今已成为一种倍受人们青睐的定量分析方法。
1.1第一阶段原子吸收现象的发现与科学解释
早在1802年，伍朗斯顿（W.H.Wollaston）在研究太阳连续光谱时，就发现了太阳连续光谱中出现的暗线。1817年，弗劳霍费（J.Fraunhofer）在研究太阳连续光谱时，再次发现了这些暗线，由于当时尚不了解产生这些暗线的原因，于是就将这些暗线称为弗劳霍费线。1859年，克希荷夫（G.Kirchhoff）与本生（R.Bunson）在研究碱金属和碱土金属的火焰光谱时，发现钠蒸气发出的光通过温度较低的钠蒸气时，会引起钠光的吸收，并且根据钠发射线与暗线在光谱中位置相同这一事实，断定太阳连续光谱中的暗线，正是太阳外围大气圈中的钠原子对太阳光谱中的钠辐射吸收的结果。
1.2第二阶段原子吸收光谱仪器的产生
原子吸收光谱作为一种实用的分析方法是从1955年开始的。这一年澳大利亚的瓦尔西(A.Walsh)发表了他的著名论文'原子吸收光谱在化学分析中的应用'奠定了原子吸收光谱法的基础。50年代末和60年代初，Hilger, Varian Techtron及Perkin-Elmer公司先后推出了原子吸收光谱商品仪器，发展了瓦尔西的设计思想。到了60年代中期，原子吸收光谱开始进入迅速发展的时期。
1.3第三阶段电热原子吸收光谱仪器的产生
1959年,苏联里沃夫发表了电热原子化技术的第一篇论文。电热原子吸收光谱法的绝对灵敏度可达到10-12-10-14g,使原子吸收光谱法向前发展了一步。近年来,塞曼效应和自吸效应扣除背景技术的发展,使在很高的的背景下亦可顺利地实现原子吸收测定。基体改进技术的应用、平台及探针技术的应用以及在此基础上
发展起来的稳定温度平台石墨炉技术(STPF)的应用,可以对许多复杂组成的试样有效地实现原子吸收测定。
1.4第四阶段原子吸收分析仪器的发展
随着原子吸收技术的发展，推动了原子吸收仪器的不断更新和发展，而其它科学技术进步，为原子吸收仪器的不断更新和发展提供了技术和物质基础。近年来，使用连续光源和中阶梯光栅，结合使用光导摄象管、二极管阵列多元素分析检测器，设计出了微机控制的原子吸收分光光度计，为解决多元素同时测定开辟了新的前景。微机控制的原子吸收光谱系统简化了仪器结构，提高了仪器的自动化程度，改善了测定准确度，使原子吸收光谱法的面貌发生了重大的变化。联用技术(色谱-原子吸收联用、流动注射-原子吸收联用)日益受到人们的重视。色谱-原子吸收联用，不仅在解决元素的化学形态分析方面，而且在测定有机化合物的复杂混合物方面，都有着重要的用途
2.原子吸收光谱的分类
刘洪涛等人[1] 在激光剥离2单激光二极管原子吸收光谱法(LA-DLAAS) 的基础上[2，3], 利用两个激光二极管(DL)作双光束光源测定了铀贫矿中235U/238U 同位素比。双光束光源能消除信号波动对测量重现性影响, 改善LA-DLAAS 的精密度和准确度。Nd : YAG 激光器用于剥离样品作原子化器, 两个DL 激光束以约4°交叉角穿过样品焰, 吸收信号由光电二极管检测。检测限为18μg·g - 1 ; 精密度和准确度分别为5 %和2 %。
2.1火焰原子吸收( FAAS)
Granado 等人[4]用大体积液体膜预富集, 用FAAS 测定了海水及天然水中的镉。富集因子为17.9 , 检出限为01006μg·L - 1 ; RSD 为215 % , 回收率为101 %。样品用缓冲液调为pH 7.8 , 取286 mL 置于大烧杯中。16 mL 的富集液为0106mol·L - 1的硝酸, 置于较矮的小烧杯中。将小烧杯同心地放在大烧杯中。再将74 mL 含0184 g·L - 1络合剂2-APBH 的甲苯溶液倒入大烧杯, 液面没过小烧杯, 在样品溶液和预富集溶液的顶端形成一层液体膜。将此装置放在磁搅拌器上搅拌, 30 ℃的恒温室平衡4.5 h。富集原理是: 样品溶液中的Cd 离子, 通过与液体膜中的2-APBH 反应, 进入液体膜生成螯合物, 该中性螯合物在pH 梯度力的作用下, 又由液体膜转移到预富集溶液。从大体积的样品溶液转送到小体积的
富集溶液的过程, 就是富集过程。Yebra 等人[5] 用微型分离柱富集, FI-AAS 检测, 分析海水中的Cd ; 微柱中填装Chelite P螯合树脂。微型柱可在野外直接输入海水预富集Cd , 不需要调pH 值, 然后在实验室的FI-AAS 上洗脱、测量; Cd 的检出限为2.7 ng·L - 1 ; 富集因子大于1500 ; 无基体干扰。Silva 等人[6]使用在线富集FI-FAAS 分析了水和生物样品中的痕量Cu(Ⅱ) 和Cd(Ⅱ) , 微型分离柱中填充物为被Nb2O5改进的硅胶(Nb2O5-SiO2 ) , 硝酸反向洗脱; 无基体干扰; 富集因子分别为34.2 和33.0 ; 检出限为0.4 和0.1μg·L- 1 ; 测量精度为1.8 %和1.6 %。Long 等人[7]用聚四氟乙烯作微型分离柱的填充物, 二乙基二硫代磷酸盐(DDPA) 作螯合剂, ET-AAS 作检测器, 测量了生物及水样品中的痕量Cd , 富集因子为20.8 ; 检出限为5.5μg·L - 1 ; RSD 为1.0 % 。Anthemidis等人[8] 用在线的流动注射( FI)-液液萃取(LLE)-FAAS 测量了水样中的超痕量Cd。用APDC 作络合剂, 用异丁基甲基酮( IBMK) 在线萃取使络合物进入有机相, 所设计的重力相分离器可用于在线分离, 富集因子155 ; 检出限0.02 μg·L - 1 ; RSD 为3.2 %。
2.2 石墨炉原子吸收( GF-AAS)
冯尚彩[9] 用HNO3-K2HPO4为基体改进剂提高镉的灰化温度, GF-AAS 法直接测定血清中痕量镉; 原子化温度为1700 ℃。在0～5μg·L - 1范围呈良好的线性关系, 加标回收率为97.8 %～102.5 %。Hernández 等人[10]用GF-AAS 测量了尿样中的微量镉, 尿样与4 %的硝酸1∶1 混匀后, 取10μL直接转移到横向加热的110 ℃的石墨炉内。本方法的特点是利用镉的低热稳定性, 仅用进样溶液中的硝酸作改进剂, 没有热分解过程, 仅通过镉的低温、快速原子化过程使镉与基体组分分离, 整个程序仅42 s , 其中在300 ℃下干燥的总时间为30 s , 1 200 ℃下原子化的总时间仅4 s。测量的检出限为0.06 mg·L - 1 , RSD 约5 % , 回收率约91 %～103 %。
2.3 氢化物发生原子吸收( HG-AAS)
刘艺力[11]用流动注射HG-AAS 测定了食品中的痕量汞。样品用微波消解(MD) , 0.5 %硼氰化钾作氢化物发生还原剂, 硫酸为载液。检出限0.2 μg·L - 1 , RSD 为1.7 %～3.2 % , 加标回收率在96.6 %～100.2 %之间。北京翰时制作所的流动注射氢化物发生器使测量具有自动定量地进液进样, 试剂用量少, 稳流等特点。文献[12]报道氨基硼烷和三价的氰基三硼氢化物可以用来取代NaBH4作氢化
物发生器的还原剂, 还可以消除Fe (Ⅲ) , Ni (Ⅱ) , Co (Ⅱ) 和Cu (Ⅱ)离子的干扰。文献[13]报道NaBH4可以将Au 转变成气态物质后捕集在石墨炉内。文献[14]报道Au 的汽态可能是通过多种反应形成的。Feng 等人[15] 报道NaBH4能使Cd 从溶液中以原子或分子的形态汽化。
2.4 其它原子吸收
金属器皿原子化法,针对挥发元素,操作方便,易于掌握,但抗干扰能力差,测定误差较大,耗气量较大; 粉末燃烧法,测定Hg、Bi 等元素时,此法灵敏度高于普通火焰法; 溅射原子化法,适用于易生成难溶化合物的元素和放射性元素;电极放电原子化法,适用于难熔氧化物的金属Al 、Ti 、Mo 、W的测定;等离子体原子化法,适用于难熔金属Al 、Y、Ti 、V、Nb、Re ;激光原子化法,适用于任何形式的固体材料,比如测定石墨中的Ca 、Ag、Cu、Li ;闪光原子化法,是一种用高温炉和高频感应加热炉的方法。
3.原子吸收光谱法的特点及其测试方法
3.1原子吸收光谱法的特点
原子吸收光谱法,选择性强,因其原子吸收的谱线仅发生在主线系,且谱线很窄,所以光谱干扰小、选择性强、测定快速简便、灵敏度高,在常规分析中大多元素能达到10 - 6 级,若采用萃取法、离子交换法或其它富集方法还可进行10 - 9级的测定。分析范围广,目前可测定元素多达73 种,既可测定低含量或主量元素,又可测定微量、痕量、甚至超痕量元素;既可测定金属类金属元素,又可间接测定某些非金属元素和有机物;既可测定液态样品,又可测定气态或某些固态样品。抗干扰能力强,原子吸收光谱法谱线的强度受温度影响较小,且无需测定相对背景的信号强度,不必激发,故化学干扰也少很多。精密度高,常规低含量测定时, 精密度为1 %～3 % ,若采用自动进样技术或高精度测量方法,其相对偏差小于1 %。当然原子吸收光谱法也有其局限性,它不能对多元素同时分析,对难溶元素的测定灵敏度也不十分令人满意,对共振谱线处于真空紫外区的元素,如P、S 等还无法测定。另外,标准工作曲线的线性范围窄,给实际工作带来不便,对于某些复杂样品的分析,还需要进一步消除干扰。
3. 2 样品预处理
样品预处理的恰当与否直接决定了测量的灵敏度,它主要包括样品的溶解,分
离及富集两步。对于液体样品的溶解,无机样可直接用水稀释至合适的浓度范围,有机样可用甲基异丁酮或石油醚稀释降低其粘度;对于固体样品通常采用酸溶法,极少的情况也用碱溶法,但其溶速较慢,且常会引入无机离子污染。样品的分
离与富集主要分为萃取法、螯合萃取、离子缔合物萃取和离子交换法[16-18]。另外,值得一提的是,目前在环境、生物、食品研究中广泛应用的预处理方法有:干法灰化、常压湿法消化[19]、微波消解[20]和脉冲悬浮法[21-23] ,其中微波消解技术方便快捷、节约试剂、污染少、样品溶解完全,故最为常用。
3. 3 进样
原子吸收光谱法中样品的导入技术主要有 3 种:1. 脉冲进样,适用于取样量少的样品分析和高盐分样品分析,如测定小鼠血清中的锌含量[24];2. 原子捕集技术,可提高原子吸收光谱法的灵敏度,因为其可使待测元素在火焰中停时间较长,如无铅汽油中铅含量的测定[25]、中草药中Cu 的测定[26] ;3. 流动注射,该技术在保持精密度的前提下,提高分析速度,通过对流动注射系统的分散度的控制和连续富集可改变其分析灵敏度,如测定痕量铜[27]、测药物制剂中长托普利[28]、测定微量Hg[29]。
4.原子吸收光谱法的应用
4.1在理论研究方面的应用
原子吸收可作为物理或物理化学的一种实验手段,对物质的一些基本性能进行测定和研究,另外也可研究金属元素在不同化合物中的不同形态。
4. 2在环境监测方面的应用
环境监测数据是进行环境科学研究和制定环境战略、政策和规范的基础资料与依据[30]。环境研究中经常关注的一些元素正是原子吸收光谱分析法所擅长测定的元素。因此, 它在环境监测方面获得了相当广泛的应用。
4. 2. 1水环境监测
原子吸收光谱法广泛用于水环境中重金属的监测。用FAAS单标准连续稀释校正法测定了水样中的镁, 免除了标准系列的配制, 提高了分析速度。测定了环境水中Cu、Cd、Pb 和Zn。利用吸附有双硫腙的微晶萘萃取色层富集, 甲基二甲胺洗脱, FAAS测定了天然水中的铜。
4. 2. 2大气环境质量分析
用超低温捕获阱采集大气样品, 首次在生态环境中追踪到了硒的甲基化合物, 从而发现在生态环境中存在硒的甲基化过程。用一定气孔性石墨探针收集大气中的微粒物质, GFAAS直接测定样品中的铟和镉, 方法简便、灵敏, 检出限分别为2. 115g 和1. 186g。
4. 2. 3土壤和固体物分析
用GC- GFAAS测定了湖水、尿液、土壤和硒酵母中的二甲基硒和二乙基硒, 检出限分别为0. 114 ng 和0. 128 ng。以草酸铵为稳定剂, PdCl2为基体改进剂, 测定土壤中的镉, 检出限为1. 15 ×10- 13 g。
4. 3医学卫生方面的应用
无机微量元素在人体内参与生命活动过程和其它营养素如蛋白质、碳水化合物、某些维生素的合成与代谢, 一定浓度水平的微量元素是维持生物体正常功能所必须的, 缺乏或过量都会引起不良的生理后果。因此, 微量元素的监测结果是辅助医疗诊断的重要资料。
4. 3. 1毛发分析
用石英毛细管色谱柱- 不锈钢原子化器联用技术测定了水貂皮和毛发中的有机汞, 测定了氯化甲基汞、氯化乙基汞。测定了316 对母儿头发中的铁、锌、铜和镁, 并探讨了其相关关系, 新生婴儿头发中的铁、锌、镁含量高于母发值, 铜含量低于母发值。新生婴儿头发中的铁含量与其体重呈负相关, 在孕期应适当给孕妇补充铁剂以满足胎儿发育的需要。
4. 3. 2血和体液分析
血液是医院临床诊断常规化验项目, 用原子吸收光谱法检验微量元素简便快速, 已用来测定铬、锰、铜、锌、铁、钙等。测定了视网膜脱离伴高度近视病人血清中锌[31]、铜含量, 测定结果表明, 视网膜脱离伴高度近视病人血清中锌含量显著地高于正常人的血锌含量, 而血清铜含量无显著性变化。
4. 3. 3生物脏器和组织分析
将硝酸稀释后用GFAAS直接测定眼玻璃体和房水中的铜[32]和铁, 避免了化学处理引起的沾污和损失, 消除了基体干扰[33] , 回收率为98% ~ 99. 04%。采集静脉血, 分离红细胞。用含氯化钠和盐酸的渗缓冲溶液( pH = 7.14) 洗涤红细胞3 次, 按高速冷冻离心法分离制备红细胞膜。用原子吸收光谱法测定了34 例
正常人和30例肺癌患者细胞膜结合铁。结果表明, 肺癌患者红细胞膜结合铁显著高于正常人。
4. 3. 4药物分析
在乙酸介质中, 亚硝酸钴钠与苯酚、邻甲酚、间甲酚、对甲酚邻氯苯酚等加热生成邻亚硝基酚类, 再与三价钴离子生成有色钴螯合物, BIBK 萃取, 测定钴定量酚。在氮- 氮二甲胺存在下, 用二氯乙烷萃取盐酸布比卡因与硫氢酸钴络阴离子生成的离子对缔合物, 用水反萃取后原子吸收光谱法测定钴, 间接定量盐酸布比卡因。
4. 4食品分析方面的应用
4. 4. 1农产品分析
在农产品分析方面测定了大米中的铜, 玉米粉中的钴, 镁和镉[34] , 大米、茶叶和蒜头中的硒, 灵敏度提高了4 倍。水冷石英管捕集测定了甘蓝中的镉。微量进样测定松花蛋中的铅。在盐酸介质中, 测定新型蔬菜仙人掌[35]中的微量元素, 钙和铁含量高于粮食、各种蔬菜[36- 38]、水果、鱼和肉, 铜含量与蔬菜相近, 但高于苹果和梨等, 锌含量与苹果、梨相当。叶绿素是和镁结合的卟啉环, 其中的镁可以被H + 置换为去镁叶绿素。用95% 乙醇提取叶绿素和盐酸提取镁[39] , 测定镁间接定量叶绿素。
4. 4. 2肉和奶制品分析
用固体进样测定猪肝和牡蛎粉末中铅。用甘油- 硝酸- 水( 1∶0.105∶4) 制成悬浮液, 以铜和镁为基体改进剂, GFAAS 无标样直接测定了猪肝、小麦[40]和甘蓝中的硒。将猪组织样品铰碎混匀, 高压密封溶样, 测定了锰、铜、铁和锌[36]。将面粉样品制成悬浮液直接进样, 以钯为基体改进剂, 石墨炉平台原子化法测定了面粉中的铅和镉, 回收率为91% ~ 99. 4%。用磷酸二氢铵作悬浮剂和基体改进剂, 直接悬浮液进样测定奶粉中的铅和镉。
4. 4. 3饮料和营养品分析
原子吸收光谱法也常用来测定饮料和营养品中的微量元素。用基体改进剂获得了广泛的应用, 已知用钯基体改进剂直接测定了饮料中的As、Pb、Cu。用甲基异丁酮- 丁醇混合溶剂萃取茶汤中的杂多酚和分离氨基酸, 加入碱性磷酸铜溶液悬浮液反萃取, 生成的水溶性铜- 杂多酚配合物转入水相, 离心分离未反应的
磷酸铜, 测定铜间接定量氨基酸和杂多酚。
5.原子吸收光谱法的发展趋势
首先,近年来科研人员致力于研究激光在原子吸收分析方面的应用。用可调谐激光代替空心阴极灯光源,或者用激光使样品原子化,这将为微区和薄膜分析提供新手段,为难熔元素的原子化提供新方法;其次,使用电视型光电器件做多元素分析鉴定器,结合中阶梯光栅单电器和可调谐激光器光源,可设计出用电子计算机控制的测定多元素的原子吸收光谱仪;再次, 高效分离技术GC、LC 的引入,使原子吸收在痕量、超痕量范围内的测定有了更大的应用空间。总之, 原子吸收光谱法将在各领域中得到更广泛的应用。
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仪器分析[第十章原子吸收光谱分析法]山东大学期末测验知识点复习
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第十章原子吸收光谱分析法 1．共振线与元素的特征谱线 基态→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)；吸收光谱。 激发态→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)；发射光谱。 元素的特征谱线： (1)各种元素的原子结构和外层电子排布不同，基态→第一激发态：跃迁吸收能量不同——具有特征性。 (2)各种元素的基态→第一激发态，最易发生，吸收最强，最灵敏线。特征谱线。 (3)利用特征谱线可以进行定量分析。 2．吸收峰形状 原子结构较分子结构简单，理论上应产生线状光谱吸收线。实际上用特征吸收频率左右范围的辐射光照射时，获得一峰形吸收(具有一定宽度)。 由 I t =I e-Kvb 透射光强度I t 和吸收系数及辐射频率有关。以K v 与v作图得图10一1所示 的具有一定宽度的吸收峰。
3．表征吸收线轮廓(峰)的参数 (峰值频率)：最大吸收系数对应的频率或波长； 中心频率v 中心波长：最大吸收系数对应的频率或波长λ(单位为nm)； 半宽度：△v 0B 4．吸收峰变宽原因 (1)自然宽度在没有外界影响下，谱线仍具有一定的宽度称为自然宽度。它与激发态原子的平均寿命有关，平均寿命越长，谱线宽度越窄。不同谱线有不同的自然宽度，多数情况下约为10-5nm数量级。 多普勒效应：一个运动着的原子发出的光， (2)多普勒变宽(温度变宽)△v 如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，高。 (3)劳伦兹变宽，赫鲁兹马克变宽(碰撞变宽)△v 由于原子相互碰撞使能 L 量发生稍微变化。 劳伦兹变宽：待测原子和其他原子碰撞。 赫鲁兹马克变宽：同种原子碰撞。 (4)自吸变宽空心阴极灯光源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，自吸现象越严重，造成谱线变宽。 (5)场致变宽场致变宽是指外界电场、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，但一般影响较小。 为主。 在一般分析条件下△V 5．积分吸收与峰值吸收 光谱通带0．2 nm，而原子吸收线的半宽度10-3nm，如图10—2所示。 若用一般光源照射时，吸收光的强度变化仅为0．5％。灵敏度极差。
原子吸收习题及参考答案 一、填空题 1、电子从基态跃迁到激发态时所产生的吸收谱线称为，在从激发态跃迁回基态时，则发射出一定频率的光，这种谱线称为，二者均称为。各种元素都有其特有的，称为。 2、原子吸收光谱仪和紫外可见分光光度计的不同处在于，前者是，后者是。 3、空心阴极灯是原子吸收光谱仪的。其主要部分是，它是由或 制成。灯内充以成为一种特殊形式的。 4、原子发射光谱和原子吸收光谱法的区别在于：原子发射光谱分析是通过测量电子能级跃迁时和对元素进行定性、定量分析的，而原子吸收光谱法师测量电子能级跃迁时的强度对元素进行分析的方法。 5、原子吸收光谱仪中的火焰原子化器是由、及三部分组成。 6、分子吸收光谱和原子吸收光谱的相同点是：都是，都有核外层电子跃迁产生的 ，波长范围。二者的区别是前者的吸光物质是，后者是。 7、在单色器的线色散率为0.5mm/nm的条件下用原子吸收分析法测定铁时，要求通带宽度为0.1nm，狭缝宽度要调到。 8、分别列出UV-Vis，AAS及IR三种吸收光谱分析法中各仪器组成(请按先后顺序排列)：UV-Vis: AAS: IR: 9、在原子吸收光谱仪上， ______产生共振发射线， ________产生共振吸收线。 在光谱分析中,灵敏线是指一些_________________________________的谱线,最后线是指 ____________________________________________。 二、选择题 1、原子发射光谱分析法可进行_____分析。 A.定性、半定量和定量， B.高含量， C.结构， D.能量。 2、原子吸收分光光度计由光源、_____、单色器、检测器等主要部件组成。 A.电感耦合等离子体; B.空心阴极灯; C.原子化器; D.辐射源. 3、C2H2-Air火焰原子吸收法测定较易氧化但其氧化物又难分解的元素(如Cr)时，最适宜的火焰是性质：_____ A.化学计量型 B.贫燃型 C.富燃型 D.明亮的火焰 4、贫燃是助燃气量_____化学计算量时的火焰。 A.大于；B.小于C.等于 5、原子吸收光谱法是基于光的吸收符合_______,即吸光度与待测元素的含量成正比而进行分析检测的。 A.多普勒效应; B.朗伯-比尔定律; C.光电效应; D.乳剂特性曲线. 6、原子发射光谱法是一种成分分析方法,可对约70种元素(包括金属及非金属元素)进行分析,这种方法常用于______。 A.定性; B.半定量; C.定量; D.定性、半定量及定量. 7、原子吸收光谱法是基于气态原子对光的吸收符合_____，即吸光度与待测元素的含量成正比而进行分析检测的。 A.多普勒效应， B.光电效应， C.朗伯-比尔定律， D.乳剂特性曲线。 8、在AES中, 设I为某分析元素的谱线强度, c为该元素的含量, 在大多数的情况下, I 与c具有______的函数关系(以下各式中a、b在一定条件下为常数)。 A. c = abI; B. c = bI a ; C. I = ac/b; D. I = ac b.
ZEEnit 700原子吸收分光光度计培训试题 一、选择题 1原子吸收光谱法常用的光源是：（D） A. 氢灯； B. 火焰； C. 电弧； D. 空心阴极灯 2、原子吸收分光光度法适宜于：（B） A. 元素定性分析； B. 痕量定量分析； C. 常量定量分析； D. 半定量分析 3、在原子吸收分析中，影响谱线宽度的最主要因素是：（A） A. 热变宽； B. 压力变宽； C?场致变宽； D.自吸变宽 4、石墨炉原子吸收光度法的特点是。（A ） A灵敏度 B速度快 C操作简便 5、在原子吸收法中，原子化器的分子吸收属于（3 ） A.光谱线重叠的干扰 B?化学干扰 C背景干扰 D物理干扰 二、填空题 1、石墨炉原子吸收分光光度法的特点是 答案：灵敏度高，取样量少，在炉中直接处理样品 2、使用原子吸收光度法分析时，灯电流太高会导致、，使_____________ 下降。 答案：谱线变宽、谱线自吸收、灵敏度 3、在原子吸收法中校正背景干扰的主要方法有：、、答案：双波长法、氘灯法、塞曼效应法、自吸收法 4、原子吸收仪用作为光电转换元件和光信号的。 答案：光电倍增管、检测器 5、根据观察是否稳定、是否稳定和是否稳定来
确定空心阴极灯的预热时间。 答案：发射能量、仪器的基线、灵敏度 二、判断题 1塞曼效应校正背景，其校正波长范围广。 2、原子吸收光度法测量高浓度样品时，应选择最灵敏线。()答案：X 3、在高温原子化器内，如不通入2或Ar气，即不能进行升温测定。()答案：“ 4、原子吸收分光光度计的分光系统，可获得待测原子的单色光。()答案：X 5、原子吸收分光光度计使用时，空心阴极灯不需预热。()答案：X 四、问答题 1简述原子吸收分光光度法的原理？ 答：由光源发出的特征辐射能被试样中被测元素的基态原子吸收，使辐射强度减弱，从辐射强度减弱的程度求出试样中被测元素的含量。 2、如何解决石墨炉原子吸收分光光度法的记忆效应? 答：(1)用较高的原子化温度。 (2)用较长的原子化时间。 (3)增加清洗程序。 (4)测定后空烧一次。 (5)改用涂层石墨管。
研究生课程 《近代分析化学》作业 原子吸收光谱分析方法及应用综述 学院：理学院 年级：＿2007 专业：＿应用化学 专业方向：＿资源化工 学生姓名：＿孟铁宏 教师：＿薛赛凤教授 2008年6月30 日
原子吸收光谱分析方法及应用综述 孟铁宏 （贵州大学理学院贵州贵阳550025） 摘要：原子吸收光谱分析又称原子吸收分光光度分析，它是本世纪50年代中期出现并在以后逐渐发展起来的一种新型的仪器分析方法，这种方法根据蒸气相中被测元素的基态原子对其原子共振辐射的吸收强度来测定试样中被测元素的含量。本文综述了原子吸收光谱的发展历史、原子吸收光谱的定量分析原理、分析的最佳条件的选择、干扰及其消除原理和它在元素分析、有机物研究等各领域中的应用情况。并对原子吸收光谱法的未来发展与应用做出了展望。 关键词:原子吸收光谱；分析方法；干扰及消除；应用；综述 Atom absorption spectrum application Tiehong Meng (College of Science, Guizhou University, Guiyang, Guizhou 550025, China) Summary Abstract:The Atomic Absorption Spectrometry also known as Atomic Absorption Spectrophotometry Analysis.It is appeared in the mid-1950s and gradually developed as a new method of analysis equipment. According to this method , the vapor phase elements of the ground state atomic radiation on atomic resonance absorption intensity of the sample tested element contentit have a wide range of applications in metallurgy. This paper reviews the development of The Atomic Absorption Spectrometry history, the choice of the best conditions for the Atomic Absorption Spectrometry Analysis of the quantitative principles, and eliminates interference principle and its elemental analysis, research, and other organic matter in the field of application. At last, it make a Forecast for the Atomic Absorption Spectrometry for development and application in the future. Key words: the Atomic Absorption Spectrometry;the analytical methods; Disturbance and elimination; Application; Summary.
第四章原子吸收光谱法 ——又称原子吸收分光光度法§4.1 原子吸收分光光度法（AAS）概述 4.1.1 概述 1、定义 原子吸收分光光度法是基于从光源辐射出具有待测元素特征谱线的光，通过试样蒸气时被蒸气中待测元素基态原子所吸收，由辐射谱线被减弱的程度来测定试样中待测元素含量的方法。 2、特点 ?灵敏度高：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10—9 g /mL (某些元素可更高) ?几乎不受温度影响：由波兹曼分布公式 00 q E q q KT N g e N g - =知，激发态原子浓度与基态原子浓度的比 值 q N N 随T↗而↗。在原子吸收光谱法中，原子化器的温度一般低于3000℃，此时几乎所有元素的0 1% q N N =。也就是说， q N随温度而强烈变化，而 N却式中保持不变，其浓度几乎完全等于原子的 总浓度。 ?较高的精密度和准确度：因吸收线强度受原子化器温度的影响比发射线小。另试样处理简单。RSD 1~2%，相对误差0.1~0.5%。 ?选择性高：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。分析不同元素时，选用不同元素灯，提高分析的选择性 ?应用范围广：可测定70多种元素（各种样品中）。 ?缺点：难熔元素、非金属元素测定困难，不能同时多元素分析。 3、操作 ①将试液喷入成雾状，挥发成蒸汽； ②用镁空心阴极灯作光源，产生波长285.2nm特征谱线； ③谱线通过镁蒸汽时，部分光被蒸汽中基态镁原子吸收而减弱； ④通过单色器和检测器测得镁特征谱线被减弱的程度，即可求得试样中镁的含量. 4、原子吸收光谱分析过程 ?确定待测元素。 ?选择该元素相应锐线光源，发射出特征谱线。 ?试样在原子化器中被蒸发、解离成气态基态原子。 ?特征谱线穿过气态基态原子，被吸收而减弱，经色散系统和检测系统后，测定吸光度。 ?根据吸光度与浓度间线性关系，定量分析。 5、与发射光谱异同点 ①原子吸收光谱分析利用的是原子的吸收现象，发射光谱分析则基于原子的发射现象； ②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； ③原子吸收法的选择性、灵敏度和准确性都好。
习题 1 试述原子吸收光谱法分析的基本原理，并从原理、仪器基本结构和方法特点上比较原子发射光谱与原子吸收光谱的异同点。 2 试述原子吸收光谱法比原子发射光谱灵敏度高、准确度好的原因。 3 原子吸收光谱法中为什么要用锐线光源？试从空心阴极灯的结构及工作原理方面，简要说明使用空心阴极灯可以得到强度较大、谱线很窄的待测元素共振线的道理。 4 阐述下列术语的含义：灵敏度，检出线，特征浓度和特征质量。它们之间有什么关系，影响它们的因素是什么？ 5 通常为何不用原子吸收光谱法进行定性分析？应用原子吸收光谱法进行定量分析的依据是什么？ 6 简述光源调制的目的及其方法。 7 解释原子吸收光谱分析工作曲线弯曲的原因。并比较标准曲线法和标准加入法的特点。 8 解释下列名词： （1）原子吸收； （2）吸收线的半宽度； （3）自然宽度； （4）多普勒变宽； （5）压力变宽； （6）积分吸收； （7）峰值吸收； （8）光谱通带。 9 原子吸收光谱分析中存在哪些干扰？如何消除干扰？ 10 比较火焰法与石墨炉原子化法的优缺点。 11 原子荧光产生的类型有哪些？各自的特点是什么？ 12 比较原子荧光分析仪、原子发射光谱分析仪和原子吸收光谱分析仪三者之间的异同点。 13 已知钠的3p 和3s 间跃迁的两条发射线的平均波长为589.2 nm, 计算在原子化温度为2500K 时，处于 3p 激发态的钠原子数与基态原子数之比。 提示：在3s 和3p 能级分别有2个和6个量子状态，故 32 60 == p p j 解：处于 3p 激发态的钠原子数与基态原子数之比，由玻耳兹曼方程计算： kT E j j e p p N N ?-= kT c h j e p p λ-= 2500 1038.11058921000.31063.623710 343 6??????- ---=e 41069.1-?= 14 原子吸收光谱法测定某元素的灵敏度为0.01g mL -1 /1%A ，为使测量误差最小，需要得到0.436的吸收值，在此情况下待测溶液的浓度应为多少？ 解：灵敏度表达式为： %1/0044.01-= gmL A c S μ 100.10044 .0436 .001.00044.0-=?=?= gmL A S c μ 15 原子吸收分光光度计三档狭缝调节，以光谱通带0.19, 0.38和1.9 nm 为标度，其所对应的狭缝宽度分别为0.1， 0.2和1.0 mm ，求该仪器色散元件的线色散率倒数；若单色仪
原子吸收分光光度法习题 一、填空题 1.原子吸收光谱分析是利用基态的待测原于蒸气对光源辐射的吸收进行分 析的。 答：特征谱线 2.原子吸收光谱分析主要分为类，一类由将试样分解成自由原子，称为分析，另一类依靠将试样气化及分解，称为分析。 答：两，火焰，火焰原子吸收，电加热的石墨管，石墨炉无火焰原子吸收。 3.一般原子吸收光谱仪分为、、、四个主要部分。 答：光源、原子化器，分光系统，检测系统。 4.空心阴极灯是原子吸收光谱仪的，其最主要部分是，它是由制成的。整个灯熔封后充以或成为一个特殊形式的。 答：光源，空心阴极灯，待测元素本身或其合金，低压氖，氢气，辉光放电管。 5.原子吸收光谱仪中的火焰原子化器是由、及三部分组成。 答：雾化器，雾化室，燃烧器。 6.原子吸收光谱仪中的分光系统也称，其作用是将光源发射的与分开。 答：单色器，待测元素共振线，其它发射线。 7.早期的原子吸收光谱仪使用棱镜为单色器，现在都使用单色器。前者的色散原理是，后者为。 答：光栅，光的折射，光的衍射。 8.在原子吸收光谱仪中广泛使用做检测器，它的功能是将微弱的信号转换成信号，并有不同程度的。 答：光电倍增管，光，电，放大。 9.原子吸收光谱分析时工作条件的选择主要有的选择、的选择、 的选择、的选择及的选择。 答：灯电流，燃烧器高度，助燃气和燃气流量比，吸收波长，单色器狭缝宽度。 10.原子吸收法测定固体或液体试样前，应对样品进行适当处理。处理方法可用、、、等方法。 答：溶解，灰化，分离，富集。 11.原子吸收光谱分析时产生的干扰主要有干扰，干扰，干扰三种。 答：光谱干扰，物理干扰，化学干扰。 二、判断题 1.原子吸收光谱分析定量测定的理论基础是朗伯一比尔定律。（√） 2.在原子吸收分析中，对光源要求辐射线的半宽度比吸收线的半宽度要宽的多。（×）
第三章原子吸收光谱法 单选题： 1.原子吸收光谱是由下列哪种粒子产生的？ （1）固体物质中原子的外层电子；（2）气态物质中基态原子的外层电子；（3）气态物质中激发态原子的外层电子；（4）气态物质中基态原子的内层电子。 2. 原子吸收光谱线的多普勒变宽是由下列哪种原因产生的？ （1）原子在激发态的停留时间；（2）原子的热运动；（3）原子与其他粒子的碰撞；（4）原子与同类原子的碰撞。 3. 原子吸收光谱线的洛仑兹变宽是由下列哪种原因产生的？ （1）原子在激发态的停留时间；（2）原子的热运动；（3）原子与其他粒子的碰撞；（4）原子与同类原子的碰撞。 4. 用原子吸收光度法测定钙时，加入EDTA是为了消除下述哪种物质的干扰？（1）磷酸；（2）硫酸；（3）钠；（4）镁。 5. 为了提高石墨炉原子吸收光谱法的灵敏度，原子化阶段测量信号时，保护气体的流速应： （1）减小；（2）增大；（3）不变；（4）为零。 6. 原子吸收光谱测定食品中微量砷，最好采用下列哪种原子化方法? （1）冷原子吸收；（2）空气-乙炔火烟；（3）石墨炉法；（4）气态氢化物发生法。 7. 原子吸收光谱测定污水中微量汞，最好采用下列哪种原子化方法? （1）化学还原冷原子化法；（2）空气-乙炔火烟；（3）石墨炉法；（4）气态氢化物发生法。 8. 与原子吸收光谱法相比，原子荧光光谱法： （1）要求光源发射强度高；（2）要求光源发射线窄；（3）要求单色仪分辨能力更强；（4）更适宜测高浓度样品。 9. 消除原子吸收光谱分析中的物理干扰一般用： （1）背景校正；（2）光源调制；（3）标准加入法；（4）加入缓冲剂。 10. 石墨炉法原子吸收分析，应该在下列哪一步记录吸光度信号： （1）干燥；（2）灰化；（3）原子化；（4）除残。 11. 作为原子吸收光谱分析的消电离剂，最有效的是： （1）Na；（2）K；（3）Rb；（4）Cs。 12. 空心阴极灯中对发射谱线宽度影响最大的因素是： （1）阴极材料；（2）填充气体；（3）灯电流；（4）阳极材料。 13. 原子吸收分析中，吸光度最佳的测量范围是：
原子吸收定量分析方法 一、定量分析方法(P145) (1)标准曲线法： 配制一系列浓度不同的标准溶液，在相同测定条件下，测定标准系列溶液和待测试样溶液的吸光度，绘制A-c标准曲线，由待测溶液的吸光度值在标准曲线上得到其含量。 (2) 标准加入法 当试样组成复杂，待测元素含量很低时，应采用标准加入法进行定量分析。 取若干份体积相同的试液（cX），依次按比例加入 不同量的待测物的标准溶液（cO）: 浓度依次为：cX ，cX+cO ，cX+2cO ，cX+3cO ，cX+4cO … 分别测得吸光度为：AX ，A1 ，A2 ，A3 ，A4 … 直线外推法：以A对浓度c做图得一直线，图中c X点即待测溶液浓度。 (3)稀释法： (4)内标法： 在标准试样和被测试样中，分别加入内标元素，测定分析线和内标线的吸光度比，并以吸光度比与被测元素含量或浓度绘制工作曲线。 内标元素的选择：内标元素与被测元素在试样基体内及在原子化过程中具有相似的物理化学性质，样品中不存在，用色谱纯或者已知含量 二、灵敏度和检出限 (1)灵敏度 1、定义： 在一定浓度时，测定值（吸光度）的增量(ΔA)与相应的待测元素浓度(或质量)的增量(Δc 或Δm)的比值（即分析校正曲线的斜率） PS:习惯上用特征浓度和特征质量表征灵敏度 2、特征浓度 定义：能产生1%吸收或产生0.0044吸光度时所对应的被测元素的质量浓度定义为元素的特征浓度 3、特征质量 定义：能产生1%吸收或产生0.0044吸光度时所对应的被测元素的质量定义为元素的特征质量。 (2)检出限 定义： 适当置信度下，能检测出的待测元素的最低浓度或最低质量。用接近于空白的溶液，经若干次重复测定所得吸光度的标准偏差的3倍求得。
第四章、原子吸收光谱分析法 1 选择题 1-1 原子吸收光谱是 ( A) A. 基态原子吸收特征辐射后跃迁到激发态所产生的 B. 基态原子吸收了特征辐射跃迁到激发态后又回到基态时所产生的 C. 分子的电子吸收特征辐射后跃迁到激发态所产生的 D. 分子的振动、转动能级跃迁时对光的选择吸收产生的 1-2 原子发射光谱与原子吸收光谱产生的共同点在于.( D) A. 基态原子对共振线的吸收 B. 激发态原子产生的辐射 C. 辐射能使气态原子内层电子产生跃迁 D. 辐射能使气态原子外层电子产生跃迁1-3 在原子吸收分光光度计中，目前常用的光源是 ( C) A. 火焰 B. 氙灯 C. 空心阴极灯 D. 交流电弧 1-4 空心阴极灯内充的气体是 ( D ) A. 大量的空气 B. 少量的空气 C. 大量的氖或氩等惰性气体 D. 少量的氖或氩等惰性气体 1-5 空心阴极灯的主要操作参数是 ( C ) A. 内充气体的压力 B. 阴极温度 C. 灯电流 D. 灯电压 1-6 在原子吸收光谱中，用峰值吸收代替积分吸收的条件是（ B ） A 发射线半宽度比吸收线的半宽度小 B 发射线半宽度比吸收线的半宽度小，且中心频率相同 C 发射线半宽度比吸收线的半宽度大，且中心频率相同 D 发射线频率和吸收线的频率相同 1-6. 原子吸收测定时，调节燃烧器高度的目的是 ( D ) (A) 控制燃烧速度 (B) 增加燃气和助燃气预混时间 (C) 提高试样雾化效率 (D) 选择合适的吸收区域
1-7 原子吸收光谱分析过程中，被测元素的相对原子质量愈小，温度愈高，则谱线的热变宽将是 ( A ) (A) 愈严重 (B) 愈不严重 (C) 基本不变 (D) 不变 1-8在原子吸收分析中, 采用标准加入法可以消除 ( A ) (A)基体效应的影响 (B)光谱背景的影响 (C)其它谱线的干扰 (D) 电离效应 1-9为了消除火焰原子化器中待测元素的发射光谱干扰应采用下列哪种措施( B ) (A) 直流放大 (B) 交流放大 (C) 扣除背景 (D) 减小灯电流 1-10与火焰原子吸收法相比, 无火焰原子吸收法的重要优点为 ( B ) (A)谱线干扰小 (B)试样用量少 (C)背景干扰小 (D)重现性好 2 填空题 2-1 使电子从基态跃迁到第一激发态所产生的吸收线，称为共振（吸收）线。 2-2 原子吸收光谱是由气态基态原子对该原子共振线的吸收而产生的。 2-3 原子吸收分析法其独有的分析特点是：灵敏度高、选择性好、抗干扰能力强、能测定的元素多。非火焰原子吸收光谱法的主要优点是：检出限低、取样量小、物理干扰小、可用于真空紫外区。 2-4 单道单光束火焰原子吸收分光光度计主要有四大部件组成，它们依次为光源(空心阴极灯) 、原子化器、单色器和检测器(光电倍增管) 。 2-5 原子吸收光谱法中应选用能发射锐线的光源，如空心阴极灯。空心阴极灯的阳极一般是钨棒，而阴极材料则是待测元素，管内通常充有低压惰性气体，其作用是导电、溅射阴极表面金属原子、从而激发金属原子发射出特征谱线。 2-6 原子吸收分析常用的火焰原子化器是由雾化器、混合室和燃烧器组成的。原子化器的主要作用是提供热能使试样蒸发原子化，将其中待测元素转变成基态气态原子，入射光束在这里被气态基态原子吸收。 2-7 试样在火焰原子化器中原子化的历程：喷雾、雾滴破碎、脱水、去溶剂、挥发成分子、原子化。 2-8 影响原子化效率的因素（火焰中）有：(1) 火焰类型与组成；(2) 控制合适的火焰
第一章原子吸收光谱分析理论基础 第一节概论 一、光谱的种类和原子光谱分析 物质中的原子、分子永远处于运动状态。这种物质的内部运动，在外部可以辐射或吸收能量的形式（即电磁辐射）表现出来，而光谱就是按照波长顺序排列的电磁辐射。由于原子和分子的运动是多种多样的，因此光谱的表现也是多种多样的。从不同的角度可把光谱分为不同的种类。 按照波长及测定方法，光谱可分为： γ射线：（0.005∽1.4?） X射线：（0.1∽100 ?） 光学光谱：（100 ?∽300μm） 微波波谱：（0.3mm∽1m） 通常所说的光谱仅指光学光谱而言。 按外形，光谱又可分为连续光谱、带光谱和线光谱。 按电磁辐射的本质，光谱又可分为分子光谱和原子光谱。原子光谱可分为发射光谱、原子吸收光谱、原子荧光光谱和X—射线以及X—射线荧光光谱。原子吸收光谱分析是基于光谱的发射现象；原子吸收光谱分析是基于对发射光谱的吸收现象；原子荧光光谱分析是基于被光致激发的原子的再发射现象。 原子吸收光谱分析的波长区域在近紫外和可见光区。其分析原理
是将光源辐射出的待测元素的特征光谱通过样品的蒸气时，被蒸气中待测的基态原子所吸收，由发射光谱被减弱的程度，进而求得样品中待测元素的含量。 二、原子吸收光谱分析的特点 1.选择性强 由于原子吸收谱线仅发生在主线系，而且谱线很窄，线重叠几率较发射光谱要小的多，所以光谱干扰较小，选择性强，而且光谱干扰容易克服。在大多数情况下，共存元素不对原子吸收光谱产生干扰。 2.灵敏度高 原子吸收光谱分析是目前最灵敏的方法之一。火焰原子吸收的相对灵敏度为μg/ml∽ng/ml。由于该方法的灵敏度高，使分析手续简化，可直接测定，缩短了分析周期，加快测量进程。 3.分析范围广 目前应用原子吸收法可测定的元素超过70种。就含量而言，既可测定低含量和主量元素，又可测微量、痕量甚至超痕量元素；就元素性质而言，既可测定金属元素、类金属元素，又可直接测定某些非金属元素，也可以间接测定有机物。 4.精密度好 火焰原子吸收法的精密度较好，在日常的微量分析中，精密度为1—3%。 原子吸收光谱分析的缺点在于每测一种元素就要使用一种元素灯而使得操作麻烦。对于某些基体复杂的样品分析，尚存在某些干扰
原子吸收分光光度计试卷 答卷人：评分： 一、填空题（共15 分1 分／空） 1. 为实现峰值吸收代替积分吸收测量，必须使发射谱线中心与吸收谱线中心完全重合，而且发射谱线的宽度必须比吸收谱线的宽度窄。 2. 在一定条件下，吸光度与试样中待测元素的浓度呈正比，这是原子吸收定量分析的依据。 3. 双光束原子吸收分光光度计可以减小光源波动的影响。 4. 为了消除火焰发射的干扰，空心阴极灯多采用脉冲方式供电。 5. 当光栅（或棱镜）的色散率一定时，光谱带宽由分光系统的出射狭缝宽度来决定。 6. 在火焰原子吸收中，通常把能产生1％吸收的被测元素的浓度称为特征浓度。 7. 与氘灯发射的带状光谱不同，空心阴极灯发射的光谱是线状的光谱。 8. 用原子吸收分析法测定饮用水中的钙镁含量时，常加入一定量的镧离子，其目的是消除磷酸根离子的化学干扰。 9. 使用火焰原子吸收分光光度法时，采用乙炔-空气火焰，使用时应先开空气，后开乙炔。 10. 待测元素能给出三倍于空白标准偏差的吸光度时的浓度称为检出限。 11. 采用氘灯校正背景时，空心阴极灯测量的是原子吸收＋背景吸收（或AA＋BG）信号，氘灯测量的是背景吸收（或BG）信号。 12、空心阴极灯灯电流选择的原则是在保证放电稳定和有适当光强输出的情况下，尽量选择低的工作电流。 二、选择题(共15 分分/题) 1．原子化器的主要作用是( A )。 A．将试样中待测元素转化为基态原子； B．将试样中待测元素转化为激发态原子； C．将试样中待测元素转化为中性分子；
D．将试样中待测元素转化为离子。 2．原子吸收的定量方法—标准加入法，消除了下列哪种干扰?( D ) A．分子吸收 B．背景吸收C．光散射D．基体效应 3．空心阴极灯内充气体是( D )。 A．大量的空气 B. 大量的氖或氮等惰性气体 C．少量的空气 D．低压的氖或氩等惰性气体 4．在标准加入法测定水中铜的实验中用于稀释标准的溶剂是。（ D ） A．蒸镏水 B.硫酸 C.浓硝酸 D.（2＋100）稀硝酸 5．原子吸收光谱法中单色器的作用是( B )。 A．将光源发射的带状光谱分解成线状光谱； B．把待测元素的共振线与其它谱线分离开来，只让待测元素的共振线通过； C．消除来自火焰原子化器的直流发射信号； D．消除锐线光源和原子化器中的连续背景辐射 6．下列哪个元素适合用富燃火焰测定？( C ) A．Na B．Cu C. Cr D. Mg 7．原于吸收光谱法中，当吸收为1％时，其对应吸光度值应为( D )。 A．-2 B．2 C． D． 8．原子吸收分析法测定钾时，加入1％钠盐溶液其作用是( C )。 A．减少背景 B．提高火焰温度 C．减少K 电离 D．提高K 的浓度 9．原子吸收光谱法中的物理干扰可用下述哪种方法消除?( D ) A．释放剂B．保护剂C．缓冲剂D．标准加入法 10．下列哪一个不是火焰原子化器的组成部分？（ A ） A．石墨管 B.雾化器 C.预混合室 D.燃烧器 三、简答题(共30 分) 1．用火焰原子吸收法测定水样中钙含量时，PO43-的存在会干扰钙含量的准确测定。请说明这是什么形式的干扰？如何消除？(8 分)
1.原子吸收光谱和原子荧光光谱是如何产生的？比较两种分析方法的特点。 2.解释下列名词：⑴ 谱线轮廓；⑵ 积分吸收；⑶ 峰值吸收；⑷ 锐线光 源；⑸ 光谱通带。 3.表征谱线轮廓的物理量是哪些？引起谱线变宽的主要因素有哪些？ 4.原子吸收光谱法定量分析的基本关系式是什么？原子吸收的测量为什么要用锐线光 源？ 5.原子吸收光谱法最常用的锐线光源是什么？其结构、工作原理及最主要的工作条件是什 么？ 6.空心阴极灯的阴极内壁应衬上什么材料？其作用是什么？灯内充有的低压惰性气体的 作用是什么？ 7.试比较火焰原子化系统及石墨炉原子化器的构造、工作流程及特点，并分析石墨炉原子 化法的检测限比原子化法高的原因。 8.火焰原子化法的燃气、助燃气比例及火焰高度对被测元素有何影响？试举例说明。 9.原子吸收分光光度计的光源为什么要进行调制？有几种调制的方式？ 10.分析下列元素时，应选用何种类型的火焰？并说明其理由：⑴ 人发中的硒；⑵ 矿 石中的锆；⑶ 油漆中的铅。 11.原子吸收光谱法中的非光谱干扰有哪些？如何消除这些干扰？ 12.原子吸收光谱法中的背景干扰是如何产生的？如何加以校正？ 13.说明用氘灯法校正背景干扰的原理，该法尚存在什么问题？ 14.在测定血清中钾时，先用水将试样稀释40倍，再加入钠盐至0.8mg/mL，试解释此操作 的理由，并说明标准溶液应如何配制？ 15.产生原子荧光的跃迁有几种方式？试说明为什么原子荧光的检测限一般比原子吸收 低？ 16.与测定下列物质，应选用哪一种原子光谱法，并说明理由： ⑴血清中的Zn和Cd（～Zn2mg/mL，Cd0.003ug/mL）； ⑵鱼肉中的Hg（～xug/g数量级）；
原子吸收光谱法的研究现状及展望 *** 天津科技大学化工与材料学院天津 300457 摘要：本文简要概述了原子吸收光谱法的发展历程，阐述了原子吸收光谱法的优缺点和基本原理，综述了原子吸收光谱法在现代分析检测技术中的最新进展并做了展望。 关键词：原子吸收；分析；现状 自美国Perkin-E1mer公司1961年推出了世界上第一台火焰原子吸收分光光度计到第一台商品石墨炉的推出，从横向交变磁场到纵向交变磁场塞曼背景校正，从纵向加热石墨炉到横向加热无温度梯度石墨炉，从光电倍增管到半导体固态检测器……原子吸收光谱仪的发展跨越了一个又一个的里程碑[1]。 近年来，随着科研水平的不断提升，对仪器分析的高效性、精密性和便捷性提出了更高的要求，仪器分析的水平也在不断提升。原子吸收光谱分析法凭借其诸多优势，已成为普及程度最高的仪器分析方法之一。 1.原子吸收光谱法的特点 原子吸收光谱法以其高效精密的分析方法，成为普及度最高的仪器分析方法之一，它具有以下诸多优点[2-3]: 1)高精密度。火焰原子吸收法的精密度可达1%-2%，石墨炉原子化法的灵敏度高达 10-12g。 2)高灵敏度。火焰原子吸收可测质量浓度mg/L～μg/L级的金属，是目前最灵敏的 分析方法之一。 3)测定元素广泛。采用空气-乙炔火焰可测定近70种元素。 4)谱线简单。干扰少，选择性好，多数情况下可不经分离除去共存成分而直接测定。 5)操作简便快捷。自动进样每小时可测数百个样品，即使手工操作每小时也可测数十 个样品。 原子吸收光谱也存在一定的缺陷。比如，它不能对多种元素同时分析，对难溶元素的测定灵敏度也不十分令人满意，对共振谱线处于真空紫外区的元素，如P、S等还无法测定。
原子吸收分光光度法 1．试比较原子吸收分光光度法与紫外-可见分光光度法有哪些异同点？ 答：相同点：二者都为吸收光谱，吸收有选择性，主要测量溶液，定量公式：A=kc，仪器结构具有相似性． 不同点：原子吸收光谱法紫外――可见分光光度法 (1) 原子吸收分子吸收 (2) 线性光源连续光源 (3) 吸收线窄，光栅作色散元件吸收带宽，光栅或棱镜作色散元件 (4) 需要原子化装置(吸收池不同)无 (5) 背景常有影响，光源应调制 (6) 定量分析定性分析、定量分析 (7) 干扰较多，检出限较低干扰较少，检出限较低 2．试比较原子发射光谱法、原子吸收光谱法、原子荧光光谱法有哪些异同点？ 答：相同点：属于原子光谱，对应于原子的外层电子的跃迁；是线光谱，用共振线灵敏度高，均可用于定量分析． 不同点：原子发射光谱法原子吸收光谱法原子荧光光谱法 (1)原理发射原子线和离子线基态原子的吸收自由原子(光致发光) 发射光谱吸收光谱发射光谱 (2)测量信号发射谱线强度吸光度荧光强度 (3)定量公式lgR=lgA + blgc A=kc I f=kc (4)光源作用不同使样品蒸发和激发线光源产生锐线连续光源或线光源 (5)入射光路和检测光路直线直线直角 (6)谱线数目可用原子线和原子线(少)原子线(少) 离子线(谱线多) (7)分析对象多元素同时测定单元素单元素、多元素 (8)应用可用作定性分析定量分析定量分析 (9)激发方式光源有原子化装置有原子化装置 (10)色散系统棱镜或光栅光栅可不需要色散装置 (但有滤光装置) (11)干扰受温度影响严重温度影响较小受散射影响严重 (12)灵敏度高中高 (13)精密度稍差适中适中 3．已知钠蒸气的总压力（原子＋离子）为1.013 l0-3Pa，火焰温度为2 500K时，电离平
原子吸收光谱法 原子吸收光谱（Atomic Absorption Spectroscopy，AAS)，又称原子分光光度法，是基于待测元素的基态原子蒸汽对其特征谱线的吸收，由特征谱线的特征性和谱线被减弱的程度对待测元素进行定性定量分析的一种仪器分析的方法。 中文名 原子吸收光谱法 外文名 Atomic Absorption Spectroscopy 光线围 紫外光和可见光 出现时间 上世纪50年代 简称 AAS 测定方法 标准曲线法、标准加入法 别名 原子吸收分光光度法 基本原理 原子吸收光谱法(AAS)是利用气态原子可以吸收一定波长的光辐射，使原子中外层的电子从基态跃迁到激发态的现象而建立的。由于各种原子中电子的能级不同，将有选择性地共振吸收一定波长的辐射光，这个共振吸收波长恰好等于该原子受激发后发射光谱的波长。当光源发射的某一特征波长的光通过原子蒸气时，即入射辐射的频率等于原子中的电子由基态跃迁到较高能态（一般情况下都是第一激发态）所需要的能量频率时，原子中的外层电子将选择性地吸收其同种元素所发射的特征谱线，使入射光减弱。特征谱线因吸收而减弱的程度称吸光度A，在线性围与被测元素的含量成正比： A=KC
式中K为常数；C为试样浓度；K包含了所有的常数。此式就是原子吸收光谱法进行定量分析的理论基础 由于原子能级是量子化的，因此，在所有的情况下，原子对辐射的吸收都是有选择性的。由于各元素的原子结构和外层电子的排布不同，元素从基态跃迁至第一激发态时吸收的能量不同，因而各元素的共振吸收线具有不同的特征。由此可作为元素定性的依据，而吸收辐射的强度可作为定量的依据。AAS现已成为无机元素定量分析应用最广泛的一种分析方法。该法主要适用样品中微量及痕量组分分析。 原子吸收光谱法谱线轮廓 原子吸收光谱线并不是严格几何意义上的线，而是占据着有限的相当窄的频率或波长围，即有一定的宽度。原子吸收光谱的轮廓以原子吸收谱线的中心波长和半宽度来表征。中心波长由原子能级决定。半宽度是指在中心波长的地方，极大吸收系数一半处，吸收光谱线轮廓上两点之间的频率差或波长差。半宽度受到很多实验因素的影响。影响原子吸收谱线轮廓的两个主要因素： 1、多普勒变宽。多普勒宽度是由于原子热运动引起的。从物理学中已知，从一个运动着的
第三章原子吸收光谱法作业答案 一、选择题(每题只有1个正确答案)（2分?10=20分） 1. 由温度引起的原子吸收线变宽称为（）。[ B ] A. 自然宽度 B. 多普勒变宽 C. 压力变宽 D. 场致变宽 2. 最早对原子吸收现象给予科学解释的是（）。[ B ] A. 英国化学物理学家渥拉斯通(W.H.Wollaston) B. 德国光谱物理学家基尔霍夫(G.Kirchhoff) C. 澳大利亚物理学家沃尔什(A.Walsh) D. 瑞典物理学家西格(K.M.Siegbahn) 3. 空心阴极灯外壳一般根据其工作波长范围选用不同材料制作，若工作波长在350nm以上，应选用的材 料为（）。[ A ] A. 玻璃 B. 石英 C. NaCl晶体 D. KBr晶体 4. 当吸收线半宽度一定时，积分吸收系数Kν与峰值吸收系数K0 ( )。[ A ] A. 成正比 B. 成反比 C. 无关 D. 无法判断 5 . Mg、Mo、W是易生成氧化物、氧化物又难解离、易电离元素，用AAS法测其含量时，最佳火焰为（）。 [ B ] A. 中性火焰 B. 富燃火焰 C. 贫燃火焰 D. 高温贫燃火焰 6. 下图为实验测得的原子吸收光谱的灰化曲线①和原子化曲线②，根据此图，请选择最佳的原子化温度范 围（）。[ D ] A.1600～2000℃ B.2000～2300℃ C. 2300～2500℃ D. 2500～2800℃ 7. 用AAS测量铝锭中Zn含量时，其吸收线波长为213.96nm，应选择（）溶解试样。[ B ] A. 硫酸(H2SO4) B. 盐酸(HCl) C. 磷酸(H3PO4) D. 氟化氢(HF) 8. 使用一台具有预混合缝形燃烧器的原子吸收分光光度计，采用普通的燃气和助燃气，发生下列情况，你 建议采取的补救办法是（），分析灵敏度低，怀疑在火焰中形成氧化物粒子。[ B ] A. 采用贫燃火焰 B. 采用富燃火焰 C. 采用中性火焰 D. 没有办法 9．正常燃烧的火焰结构由预热区、第一反应区、中间薄层区和第二反应区组成，原子吸收光谱分析时，试样原子化主要在( )进行。[ C ] A. 预热区 B. 第一反应区 C. 中间薄层区 D. 第二反应区 10. 在测定Ba时，做了两个实验：在纯水中测量Ba的吸光度，绘制A?c曲线（如图中的1），曲线是弯 曲的，但加入0.2% KCl后，再测量Ba的吸光度，绘制A?c曲线，直线性很好，（如图中的2）加入KCl主要消除了( )。[ D ]
SOLAAR 969原子吸收光谱仪简介工作原理：当特征辐射通过原子蒸气时，基态原子就从入射辐射中吸收能量，由基态跃迁到激发态，发生共振吸收，产生原子吸收光谱。在一定的实验条件下，吸光度和试液中待测成分的浓度成正比。利用被测元素已知浓度的标准溶液对光的吸光度作比较，从而求得试样中被测元素的含量。本机配有两种原子化器：火焰（空气-乙炔焰）原子化、石墨炉原子化。原子吸收光谱仪主要用于碱金属、碱土金属、有色金属和黑色金属元素的定量分析。 仪器结构：原子吸收光谱仪主要包括5个部分：光源、原子化器、光学系统、信号检测与数据处理系统、背景校正系统,系统图如下：
目前大量用于煤样、废弃物、生物质以及燃烧过程中的排放物包括颗粒排放物（如飞灰、底灰）和烟气中Pb、Cr、Cd、Ni、Cu、Zn、K、Na、Ca、Mg、Fe、Mn等的测量。仪器灵敏度在ppm级以上，对少数元素可达ppb级。 应用领域： 1.不同粒径对痕量重金属分布的影响
<0.410 .67~0.410.67~1.31.3~2.32.3~3.43.4~4.74.7~6.46.4~9.39.3~15>15 --0 100200300400500600700800900100011001200130014001500 重金属含量（μ g / g ) 粒径分布（μ m) 上图为循环流化床燃煤电站排放烟气中不同粒径颗粒物吸附的痕量金属含量对比 该图是将燃用石煤的循环流化床电站电除尘器前烟尘用冲击式分级装置收集，经酸溶消解后在原子吸收光谱仪得到的重金属含量分布图，可知重金属元素含量按递减规律依次为Cr 、Ni 、Cu 、Cd 。其中Cr 为难挥发金属，在粗颗粒中的含量较高Ni 、Cu 、Cd 为半挥发性金属元素，均有虽粒径减小而相对富集的趋势。
第四章原子吸收光谱法与原子荧光光谱法 4-1 . Mg原子的核外层电子31S0→31P1跃迁时吸收共振线的波长为285.21nm,计算在2500K 时其激发态和基态原子数之比. 解: Mg原子的电子跃迁由31S0→31P1 ,则 g i／g0=3 跃迁时共振吸收波长λ=285.21nm ΔEi=h×c／λ =（6.63×10-34）×（3×108）÷（285.31×10-9） =6.97×10-19J 激发态和基态原子数之比： Ni／N0＝（g i／g0）×e-ΔEi／kT 其中: g i／g0=3 ΔEi／kT=-6.97×10-19÷〔1.38×10-23×2500〕 代入上式得： Ni／N0＝5.0×10-9 4-2 .子吸收分光光度计单色器的倒线色散率为1.6nm／mm，欲测定Si251.61nm的吸收值，为了消除多重线Si251.43nm和Si251.92nm的干扰，应采取什么措施？ 答： 因为: S1 =W1/D = (251.61-251.43)/1.6 = 0.11mm S2 =W2/D =（251.92-251.61）/1.6 =0.19mm S1＜S2 所以应采用0.11mm的狭缝. 4-3 .原子吸收光谱产生原理，并比较与原子发射光谱有何不同。 答： 原子吸收光谱的产生：处于基态原子核外层电子，如果外界所提供特定能量（E）的光辐射恰好等于核外层电子基态与某一激发态（i）之间的能量差（ΔEi）时，核外层电子将吸收特征能量的光辐射有基态跃迁到相应激发态，从而产生原子吸收光谱。 原子吸收光谱与原子发射光谱的不同在于： 原子吸收光谱是处于基态原子核外层电子吸收特定的能量，而原子发射光谱是基态原子通过电、热或光致激光等激光光源作用获得能量；原子吸收光谱是电子从基态跃迁至激发态时所吸收的谱线，而原子发射光谱是电子从基态激发到激发态，再由激发态向基态跃迁所发射的谱线。