原子吸收概论-基本理论1

Air-C2H2
2．电热原子化
石墨炉原子化器示意图
石墨炉升温示意图
Dry （干燥）
Clean out Atomize 清洗 （原子化）
Ash （灰化）
Cool down T
冷却
E
M
P
TIME
石墨炉原子化器
石墨炉的升温过程： 干燥、灰化、原子化和净化
主要优点： （1）原子化效率高 （2）试样用量少 （3）有利于 难溶氧化物的原子化 （4）比火焰法安全可靠
（1）加入释放剂：如，Sr或La离子消除磷酸盐对Ca2＋的干扰
火焰原子化、电热原子化
分子吸收
1. 空心阴极灯 自旋量子数s：表示电子的自旋，决定了自旋角动量沿磁场方向的分量。
在石墨炉原子吸收法中，其表达式为：
因此两者的差值即为扣除背景后的原子吸收值。
自然变宽 10-5nm
直流供电 + 切光器
1加1的矢量和为多少？
消除电离干扰的最有效办法是在标准和分析试 样溶液中均加入过量的易电离元素。
常用的消电离剂是碱金属元素。
3. 光学干扰
（1） 谱线干扰 消除方法：另选分析线；减小狭缝宽度；降低 灯电流等等。
（2） 背景吸收 分子吸收 光的散射 火焰气体的吸收
背景吸收的校正
（1）双线校正法（邻近线法） 邻近线背景校正法是采用一条与分析线相近的 非吸收线，被测元素基态原子对它无吸收，而背 景吸收的范围较宽，所以对它仍然有吸收。当分 析时，背景和被测元素对分析线都产生吸收，分 析线的吸光度值和邻近线的吸光度值两者之差即 为被测元素的净吸光度值。
用锐线光源测量峰值吸收
0,1,2,3…; S,P,D,F.
供气态基态原子吸收。 能级图 在光谱学中，把原子中所有可能存在的能级状态及能级跃迁用图解的形式表示出来，这种图称为能级图。

当有辐射通过自由原子蒸气，且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，原子就要从辐射场中吸收能 量，产生共振吸收，电子由基态跃迁到激发态，同时伴随 着原子吸收光谱的产生。
特点：
（1）检出限低，10-10~10-14g；
（2）准确度高，1%~5%；
火焰温度的选择：
（a）保证待测元素充分离解为基态原 子的前提下，尽量采用低温火焰；
（b）火焰温度越高，产生的热激发态 原子越多；
（c）火焰温度取决于燃气与助燃气类 型，常用空气-乙炔最高温度2600K能 测35种元素。
火焰类型 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的元
平行磁场的偏振光通过火焰时，产生总吸收；当垂直磁场 的偏振光通过火焰时，只产生背景吸收。 方式：光源调制法和共振线调制法（应用较多），后者又 分为恒定磁场调制方式和可变磁场调制方式。 优点：校正能力强（可校正背景A1.2~2.0） 可校正波长范围宽：190~900nm。
原子吸收光谱仪的日常维护
3.空心阴极灯的原理
施加适当的电压时，电子将从空心阴极灯内壁流向阳极； 与充入的惰性气体碰撞而使之电离，产生正电荷其在电场
作用下，向阴极内壁猛烈轰击； 使阴极表面的金属原子溅射出来，溅射出来的金属原子再
与电子、惰性气体原子及离子发生碰撞而被激发，于是阴 极内辉光中便出现了阴极物质和内充惰性气体的光谱。 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。 优缺点： （1）辐射光强度大，稳定，谱线窄，灯容易更换。 （2）每测一种元素需要更换相应的灯。
一、火焰系统 1.火焰法测定完成后，吸入5%的硝酸溶液几分钟；再吸入蒸馏水几分 钟，清洗燃烧系统。 2.直接测定有机溶液之后，吸入纯丙酮几分钟；再吸入5%的硝酸溶液 几分钟；再吸入蒸馏水几分钟，清洗燃烧系统。 3.发现燃烧头上面有很多一闪一闪的黄色光条，说明燃烧头已脏，要 进行清洗。把燃烧头拆下来，先用自来水冲洗，边冲边用刀片垂直平 行地刮燃烧缝的两边，然后用纸片（打印纸）那样厚，来回刷缝的两 边，直到纸上的刮痕不那么黑（如果缝中的水被刷干，再用水弄湿， 然后再用纸刷）为止。 4.如果测定浓度很高的金属盐类样品时，使用上面清洗方法是不能达 到清洗目的的。这时应使用5% HCl 浸泡（过夜），然后用上述方法 清洗（为加快清洗，使用加热浸泡）。预混合室也要用水清洗。

Peak Height Wall Atomization *Indicates Modifier Used
第一节 基本原理
检出限 Detection Limit
• ?..determined by multiplying by 3, the average of the
standard deviations obtained on three nonconsecutive days from the analysis of a standard solution at a concentration 3x-5x the instrument manufacturer suggested IDL, with seven consecutive measurements per day.EPA
SpectrAA Basic Principles 基本原理
目的
• 原子吸收理论基础 • 原子吸收的原理 • 火焰与石墨炉原子吸收
第第一一节节基基本本原原理理
基本原理
原子吸收光谱法是基于被测元素基态原子在蒸气状态对其原子共
振辐射的吸收 进行元素定量分析的方法。
基态原子吸收其共振辐射，外层电子由基态跃迁至激发态而产生 原子吸收光谱。原子吸收光谱位于光谱的紫外区和可见区 。
Energy
Emission
E Ionization
a b cd
E3 E2
} Excited States
E1
c
b
a
Eo Ground State
AA 的“真理”
1. 所有原子(Atom)均可以吸收光(Light) 2. 特定原子只能吸收特定波长 3. 所被吸收光之量随光路中原子数量增加而增加，

然而，原子吸收光谱仪中所采用的火焰，通常缺乏足够的热能以真 正产生大量激发原子 或离子。另外大多数AA系统所采用的单色器 的分辨率不能充分地将所需的发射波长从众多的谱线中分离出来。 鉴于19上述原因，发射法在原子吸收系统中使用并不很多。
原子吸收光谱仪有以下几个最基本的组成部分：
❖ 光源：产生含有被分析元素特征波长的光线。常见的有空芯阴极灯 （HCL）、无级 放电灯（EDL）和超强度灯（UltrAA Lamp）。
结构示 意
单色器
•
原子发射
原子发射光谱是测量激发态原子或离子所释放的光线的过程。
在低温状态下，几乎没有原子被激发。当温度升到2000K时， 一些 容易被激发的元素，如碱金属元素可用发射法测出。
通过测量样品的发射量，并将其与已知标样的发射量相比较，同样 可得到未知样品的浓 度值。
除无需光源以外，发射光谱与吸收光谱的基本组成是一样的。在发 射光谱仪中，比较关 键的部分是原子化器（或称之为离子化器） －要能够提供足够的能量激发自由原子。最 早的激发能源为空气 －乙炔及氧化亚氮－乙炔火焰。多数原子吸收光谱仪也都有发射功 能，可用该功能对诸如Li，Na，K等碱金属元素进行测量，因这些 元素较易激发。
征波长中分离出 来。 ❖ 检测器：光敏检测器（通常是光电倍增管）准确地将光强测出。转
换成电信号。 ❖ 电子线路：将检测器的相应值转换成有用的分析测量值。
决大多数情况下，分析过程如下：
❖ 将样品制备成溶液形态； ❖ 制备一个不含被分析元素的溶液（空白）； ❖ 制备一系列已知浓度的被分析元素的校正溶液（标样）； ❖ 依次测出空白及标样的相应值； ❖ 依据上述相应值绘 出校正曲线； ❖ 测出未知样品的相应值：
Cs Ba La Hf Ta w Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn