原子吸收光谱分析

原子吸收光谱分析一、光谱基本原理原子吸收光谱是利用原子在特定波长的光照射下，原子从基态跃迁到激发态，吸收光能的原理。

根据波长的选择，原子吸收光谱可分为光电、可见、紫外和X射线等光谱。

其中，紫外-可见光谱（UV-Vis）是应用最广泛的分析方法。

原子吸收光谱依靠光源、样品和检测器共同完成分析。

在光源方面，通常使用中空阴极灯、氢、氩等气体放电灯作为发射源；在样品中，需要有吸收光线的元素，如金属、无机盐或有机物中的元素；检测器则根据不同光谱区域的吸收信号进行测量。

二、仪器构成原子吸收光谱分析仪器主要包括光源、光学系统、样品室和信号接收装置。

光源通常采用中空阴极灯，通过通电使高纯度金属蒸发产生原子，金属原子处于激发态时吸收特定波长的光，从而完成光谱分析。

光学系统包括一个反射镜和一个衍射光栅，用于选择特定波长的光进入样品池。

样品室通过控制进样量和流速将待测样品引入到光路中，使其与待测元素发生反应。

信号接收装置一般采用光电倍增管或CCD相机，将吸收的光信号转化为电信号，并通过放大和分析处理，最终得到光谱图谱。

三、应用原子吸收光谱分析在许多领域都有广泛应用。

在环境领域，可以用于测定水、土壤和空气中的重金属、汞、铅等元素的含量，以评估环境的污染程度。

在食品安全和农业领域，可以用来检测食品中的农药残留、微量元素含量等。

在药物和化学品的质量控制中，原子吸收光谱也被广泛应用，用于检测药品中的微量金属离子、无机盐等。

此外，原子吸收光谱还用于地质勘探、金属材料分析、放射性元素检测等领域。

四、未来发展随着科学技术的不断发展，原子吸收光谱分析也在不断完善。

一方面，研发更先进的光源和光学系统，提高光源的稳定性和精确性，加强光学系统的分辨率和选择性。

另一方面，开发更灵敏的检测器，提高信号接收装置的灵敏度和快速性。

此外，利用微纳米技术，制备新型材料，提高原子吸收光谱的灵敏度和选择性。

同时，结合化学计量学、机器学习等技术手段，用于光谱数据处理和解析，进一步提高分析的准确性和效率。

原子吸收光谱原子吸收光谱（Atomic Absorption Spectroscopy，AAS)，即原子吸收光谱法，是基于气态的基态原子外层电子对紫外光和可见光范围的相对应原子共振辐射线的吸收强度来定量被测元素含量为基础的分析方法，是一种测量特定气态原子对光辐射的吸收的方法。

此法是20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，它在地质、冶金、机械、化工、农业、食品、轻工、生物医药、环境保护、材料科学等各个领域有广泛的应用。

该法主要适用样品中微量及痕量组分分析。

查看精彩图册目录基本原理原子吸收光谱分析谱线轮廓发展历史特点灵敏度高精密度好选择性好，方法简便准确度高，分析速度快应用广泛原子吸收光谱分析的基本原理原子吸收光谱的产生原子吸收光谱的谱线轮廓原子吸收光谱的测量原子吸收分光光度计的组成光源原子化器分光器检测系统干扰及其消除方法物理干扰化学干扰电离干扰光谱干扰分子吸收干扰原子吸收光谱应用近年研究展望展开基本原理原子吸收光谱分析谱线轮廓发展历史特点灵敏度高精密度好选择性好，方法简便准确度高，分析速度快应用广泛原子吸收光谱分析的基本原理原子吸收光谱的产生原子吸收光谱的谱线轮廓原子吸收光谱的测量原子吸收分光光度计的组成光源原子化器分光器检测系统干扰及其消除方法物理干扰化学干扰电离干扰光谱干扰分子吸收干扰原子吸收光谱应用近年研究展望展开编辑本段基本原理原子吸收光谱原理图每一种元素的原子不仅可以发射一系列特征谱线，也可以吸收与发射线波长相同的特征谱线。

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，与被测元素的含量成正比：式中K为常数；C为试样浓度；I0v为原始光源强度;Iv为吸收后特征谱线的强度。

原子吸收定量分析方法一、定量分析方法(P145)⑴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：以对浓度做图得一直线，图中cX点即待测溶液浓度。

(3)稀释法：⑷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(△ A)与相应的待测元素浓度(或质量)的增量(△ c或A m)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。

（3）测定条件的选择1.分析线的选择每种元素都有几条可供选择使用的吸收线。

一般选待测元素的共振线作为分析线，可以得到最好的灵敏度。

在测量高含量元素时，也可选次灵敏线。

2.单色器光谱通带的选择（调节狭缝宽度）光谱通带的选择以排除光谱干扰和具有一定透光强度为原则。

原子吸收光谱分析基本要点：1. 了解影响原子吸收谱线轮廓的因素；2. 理解火焰原子化和高温石墨炉原子化法的基本过程；3. 了解原子吸收分光光度计主要部件及类型；4. 了解原子吸收分光光度法干扰及其抑制方法；5. 掌握原子吸收分光光度法的定量分析方法及实验条件选择原则。

第一节原子吸收光谱分析概述一、原子吸收光谱分析定义：根据物质产生的原子蒸气中待测元素的基态原子对光源特征辐射谱线吸收程度进行定量的分析方法。

二、原子吸收光谱分析的特点：（1 ）灵敏度高：其检出限可达10 -9 g /ml （某些元素可更高）；2 ）选择性好：分析不同元素时，选用不同元素灯，提高分析的选择性；（3 ）具有较高的精密度和准确度：试样处理简单。

第二节原子吸收光谱分析基本原理一、原子吸收光谱的产生及共振线在一般情况下，原子处于能量最低状态（最稳定态），称为基态（ E 0 = 0 ）当原子吸收外界能量被激发时，其最外层电子可能跃迁到较高的不同能级上，原子的这种运动状态称为激发态。

处于激发态。

出于激发态的电子很不稳定，一般在极短的时间（10-8-10 -7s）便跃回基态（或能量较低的激发态），并以电磁波的形式放出能量：A E=En-EO=h=hc/ 入共振发射线：电子从基态跃迁到能量最低的激发态时要吸收一定频率的光，它再跃迁回基态时，则发射出同样频率的光（谱线），这种谱线称为共振发射线共振吸收线：电子从基态跃迁至第一激发态所产生的吸收谱线称为共振吸收线。

共振线：共振发射线和共振吸收线都简称为共振线。

各种元素的原子结构和外层电子排布不同，不同元素的原子从基态激发至第一激发态（或由第一激发态跃迁返回基态）时，吸收（或发射）的能量不同，因而各种元素的共振线不同而各有其特征性，所以这种共振线是元素的特征谱线。

二、谱线轮廓与谱线变宽（一）吸收线轮廓若将一束不同频率，强度为10的平行光透过厚度为1cm的原子蒸汽时，一部分光被吸收，透射光的强度lv仍服从朗伯-比尔定律：式中：Kn——基态原子对频率为的光的吸收系数，它是光源辐射频率的n函数由于外界条件及本身的影响，造成对原子吸收的微扰，使其吸收不可能仅仅对应于一条细线，即原子吸收线并不是一条严格的几何线（单色I ）,而是具有一定的宽度、轮廓，即透射光的强度表现为频率分布。

原子吸收光谱分析4。

2.1 概述4。

2。

1。

1 基本概念1)原子光谱根据原子外层电子跃迁所产生的光谱进行分析的方法，称为原子光谱法，包括原子发射光谱法、原子吸收光谱法和原子荧光光谱法。

本章重点介绍应用广泛的原子吸收光谱法。

2)原子吸收光谱原子吸收光谱法，又称原子吸收分光光度法或简称原子吸收法，它是基于测量试样所产生的原子蒸气中基态原子对其特征谱线的吸收，从而定量测定化学元素的方法.4。

2.1。

2 仪器结构和过程图4-21 原子吸收示意图如上图,含Pb溶液将经过预处理－喷射成雾状进人燃烧火焰中，Pb化合物雾滴在火焰温度下,挥发并离解成Pb原子蒸气。

用Pb空心阴极灯作光源，产生Pb的特征谱线，通过Pb原子蒸气时，由于蒸气中基态Pb原子的吸收，Pb的特征谱线强度减弱，通过单色器和检测器测得其减弱程度，即可计算出溶液中Pb的含量。

4。

2。

1。

3 方法特点灵敏度高，10—9g/ml-10—12g/ml。

选择性好,准确度高。

单一元素特征谱线测定，多数情况无干扰。

测量范围广.测定70多种元素。

操作简便，分析速度快。

4。

2.2 原子吸收法基本原理 4。

2。

2.1 共振线和吸收线 1） 基本概念➢ 共振线电子从基态跃迁到能量最低的激发态（称为第一激发态），为共振跃迁，所产生的谱线称为共振吸收线(简称共振线).当电子从第一激发态跃回基态时,则发射出同样频率的谱线,称为共振发射线（也简称共振线）。

对大多数元素来说,共振线是指元素所有谱线中最灵敏的线。

➢ 特征谱线各种元素的原子结构和外层电子排布不同.不同元素的原子从基态激发至第一激发态（或由第一激发态跃回基态）时，吸收(或发射)的能量不同，因此各种元素的共振线不同而有其特征性,这种共振线称为元素的特征谱线。

2) 朗伯原理图4-22 原子吸收法的朗伯定律示意图原理公式：b K e I I νν-=0νK ：吸收系数；ν：频率。

吸收线图4-23 吸收线轮廓图 图4—24 吸收线半宽度比较上述两个图，注意图的纵坐标参量的不同。

物化地分析中的原子吸收光谱分析原子吸收光谱分析是物化地分析领域中常用的一种分析方法。

它利用原子在特定波长的光线照射下吸收光的特性，对样品中的化学元素进行定量检测和分析。

本文将从原子吸收光谱分析的基本原理、仪器设备和应用领域等方面进行论述。

一、原理与机制原子吸收光谱分析的基本原理是利用原子吸收特定波长的光线时的量子能级跃迁现象。

当样品中的化学元素被激发后，在特定波长的光线照射下，原子内部的电子会发生跃迁到高能级的激发态。

然后，激发态的原子会再次退回到基态，释放出特定波长的光信号。

通过测量吸收光强度的变化，可以推断出样品中化学元素的含量。

二、仪器设备原子吸收光谱分析需要使用专门的仪器设备来进行测量和分析。

常用的原子吸收光谱仪主要由光源、样品室、光路系统、检测系统和数据处理系统等部分组成。

光源通常采用中空阴极灯，能够发射特定波长的光线。

样品室用于容纳待测样品并与光源进行光路的连接。

光路系统包括光栅、滤光片等光学元件，用于选择特定波长的光线。

检测系统用于测量光线的强度变化，常见的检测方式有吸收法和发射法。

数据处理系统用于记录和分析测量结果，通常采用计算机进行数据处理。

三、应用领域原子吸收光谱分析在物化地分析中具有广泛的应用领域。

首先，在环境分析方面，原子吸收光谱分析可以用于监测和分析水体、大气和土壤中的污染物。

例如，通过测定水样中重金属的含量，可以评估水质的安全性。

其次，在食品安全领域，原子吸收光谱分析可以用于检测食品中有害金属元素的含量，如铅、镉等。

此外，在生物医药研究和制药工业中，原子吸收光谱分析也广泛应用于药物成分和微量元素的定量分析。

总结起来，物化地分析中的原子吸收光谱分析是一种基于原子能级跃迁的分析方法，通过测量样品中特定波长光线的吸收情况，来确定样品中化学元素的含量。

该方法具有广泛的应用领域，包括环境分析、食品安全和生物医药等领域。

随着科学技术的不断进步，原子吸收光谱分析仪器设备和分析方法也在不断更新，为物化地分析提供了更为准确和高效的工具。

原子吸收光谱原子吸收光谱是一种重要的分析技术，广泛应用于化学、环境、生物等领域。

本文将介绍原子吸收光谱的基本原理、仪器构成、样品处理及应用领域等内容。

首先，原子吸收光谱是一种基于原子吸收光的分析方法。

其基本原理是当原子处于低温火焰或石墨炉等光源中，吸收特定波长的光能使原子发生能级跃迁，从而产生特征光谱信号。

通过测定样品吸收光的强度，可以间接确定样品中某种特定元素的含量。

其次，原子吸收光谱的仪器主要由光源、光路系统、样品处理系统和检测系统等部分组成。

光源通常采用空气-乙炔火焰或石墨炉，可以提供高温能使原子处于激发态的能量。

光路系统包括单色器、光栅等，用于选择特定波长的光源。

样品处理系统用于将样品原子化，使其可以吸收光能。

检测系统一般采用光电倍增管等光敏元件，可以测定光信号的强度。

另外，样品的处理也是原子吸收光谱分析中的重要环节。

通常样品需经过溶解、稀释、前处理等步骤，以获得充分的原子化和吸收信号。

合适的样品处理方法可以提高分析的准确性和灵敏度。

最后，原子吸收光谱在分析领域有着广泛的应用。

例如在环境监测中，可以用于检测大气、水体中的有害金属元素浓度。

在食品安全领域，可以用来分析食品中的微量元素，保障食品质量和安全。

在药物研究中，也可以用原子吸收光谱来分析药物中的主要成分，确保其符合规定标准。

综上所述，原子吸收光谱作为一种高精度、高灵敏度的分析技术，在实验室和工业生产中有着广泛的应用前景。

随着科学技术的不断进步，相信原子吸收光谱将在各个领域发挥越来越重要的作用。

原子吸收光谱分析法知识详解原子吸收光谱分析法是实验室元素分析最常用的方法之一。

原子吸收光谱分析（又称原子吸收分光光度分析）是基于从光源辐射出待测元素的特征光波，通过样品的蒸汽时，被蒸汽中待测元素的基态原子所吸收，由辐射光波强度减弱的程度，可以求出样品中待测元素的含量。

一、原子吸收光谱的理论基础1、原子吸收光谱的产生在原子中，电子按一定的轨道环绕原子核旋转，各个电子的运动状态是由4个量子数来描述。

不同量子数的电子，具有不同的能量，原子的能量为其所含电子能量的总和。

原子处于完全游离状态时，具有最低的能量，称为基态。

在热能、电能或光能的作用下，基态原子吸收了能量，最外层的电子产生跃迁，从低能态跃迁到较高能态，它就成为激发态原子。

激发态原于很不稳定，当它回到基态时，这些能量以热或光的形式辐射出来，成为发射光谱。

其辐射能量大小，用下列公式示：ΔE=Eq-E0=hv=hc/λ式中：H：普朗克常数，其数值为：6.626*10-23J·S；C：光速（3*105km／s）；V、入：分别为发射光的频率和波长；E0、E q：分别代表基态和激发态原子的能量，它们与原子的结构有关。

由于不同元素的原子结构不同，所以一种元素的原子只能发射由其已与Eq决定的特定频率的光。

这样，每一种元素都有其特征的光谱线。

即使同一种元素的原子，它们的Eq也可以不同，也能产生不同的谱线。

原子吸收光谱是源于发射光谱的逆过程。

基态原子只能吸收频率为：υ=（Eq-E0）/h的光，跃迁到高能态Eq。

因此，原子吸收光谱的谱线也取决于元素的原子结构，每一种元素有其特征的吸收光谱线。

原子的电子从基态激发到最接近于基态的激发态，称为共振激发。

当电子从共振激发态跃迁回基态时，称为共振跃迁。

这种振跃迁所发射的谱线称为共振发射线，与此过程相反的谱线称为共振吸收线。

元素的共振吸收线一般有好多条，其测定灵敏度也不同。

在测定时，一般选用灵敏线，但当被测元素含量较高时，也可采用次灵敏线(有些元素有好几条线，有的只有一条，次灵敏线能量太低不能使用）。