原子吸收分光光度法的基本理论.ppt

第第二章二章 原子吸收分光光度法原子吸收分光光度法1教 学 内 容方法简介方法简介第一节第一节 原子吸收光谱法基本原理原子吸收光谱法基本原理第二节第二节 原子吸收分光光度计结构与工作原理原子吸收分光光度计结构与工作原理第三节第三节 原子吸收定量分析方法原子吸收定量分析方法第四节第四节 原子吸收实验技术原子吸收实验技术2原子吸收分光光度法简介 v 原子吸收分光光度法亦称原子吸收分光光度法亦称原子吸收光谱法原子吸收光谱法（atomic absorption spectrometry,AAS)atomic absorption spectrometry,AAS)v 定义：利用定义：利用原子吸收分光光度计原子吸收分光光度计测测定物质的定物质的原子原子对对特定的光特定的光的吸收程度的吸收程度来进行定量的分析方法。来进行定量的分析方法。3原子吸收分光光度计原子吸收分光光度计45原子吸收分析示意图原子吸收分析示意图光光源源（发发射射特特征征谱谱线线）原原子子化化器器（试试样样转转化化为为原原子子蒸蒸气气）分分光光系系统统（分离特征谱线）（分离特征谱线）检测系统检测系统 （信号转换、放大、显示）（信号转换、放大、显示）6p 灵敏度高，检出限低灵敏度高，检出限低:火焰法火焰法1 1 ngng/ml/ml级，石墨炉法级，石墨炉法1010-1010-10-10-14-14g g。p 准确度高准确度高:火焰法误差火焰法误差1%1%，石墨炉法石墨炉法3 35 5。p 选择性好选择性好：共存成分的干扰小，不经分离可直接测定：共存成分的干扰小，不经分离可直接测定p 操作简便，分析速度快操作简便，分析速度快p 应用广泛应用广泛：可测定的元素达：可测定的元素达7070多个多个 ，应用于化工、医，应用于化工、医药、环境、食品、农业等领域。药、环境、食品、农业等领域。p 分析不同元素，必须使用不同元素灯。分析不同元素，必须使用不同元素灯。p 有些元素，如钍、铪、铌、钽等的灵敏度比较低。有些元素，如钍、铪、铌、钽等的灵敏度比较低。p 对于复杂样品需要进行化学预处理。对于复杂样品需要进行化学预处理。原子吸收光谱法特点原子吸收光谱法特点7一、一、原子吸收光谱的产生原子吸收光谱的产生二、二、原子吸收光谱线的特征原子吸收光谱线的特征三、三、原子吸收值与元素浓度的关系原子吸收值与元素浓度的关系四、四、与与UVUVVisVis的比较的比较第一节第一节 原子吸收光谱法基本原理原子吸收光谱法基本原理81.1.基态与激发态基态与激发态 基态基态：原子所处的能量最低的稳定状态：原子所处的能量最低的稳定状态 激发态激发态：原子的最外层电子吸收一定能量后跃迁至：原子的最外层电子吸收一定能量后跃迁至较高的能级，此时原子所处的状态为激发态。较高的能级，此时原子所处的状态为激发态。一、原子吸收光谱的产生一、原子吸收光谱的产生9Pauling近似能级图近似能级图10u 跃迁所需的能量为原子中的电子能级差跃迁所需的能量为原子中的电子能级差 E=E*E=E*E E0 0u 原子产生吸收光谱必须满足：原子产生吸收光谱必须满足：E=E*E=E*E E0 0=h=h=hchc/当有一能量等于当有一能量等于E E的这一特定波长的光辐射通过含的这一特定波长的光辐射通过含有有基态原子基态原子的蒸气时，基态原子就吸收了该辐射的能的蒸气时，基态原子就吸收了该辐射的能量而跃迁到量而跃迁到激发态激发态，引起入射光光强度的变化产生原，引起入射光光强度的变化产生原子吸收光谱。子吸收光谱。基态：基态：原子处于最低的能级状态原子处于最低的能级状态E E0 0 激发态：激发态：较高的能级状态较高的能级状态E*E*11将待测物质由分子或离子转化为将待测物质由分子或离子转化为基态原子基态原子 的过程的过程 溶液溶液（分子或离子（分子或离子）雾化器雾化器雾滴雾滴气态分子气态分子火焰火焰气态原子气态原子火焰火焰2.2.原子化原子化12 在外加光能作用下，原子最外层电子吸收一定能量跃在外加光能作用下，原子最外层电子吸收一定能量跃迁至激发态，根据迁至激发态，根据 E=E=hchc/,不同能级差对应不同的谱线波不同能级差对应不同的谱线波长，形成了长，形成了原子光谱（线状光谱）原子光谱（线状光谱）如：铜原子光谱如：铜原子光谱 324.8nm324.8nm、222.6nm 296.1nm222.6nm 296.1nm、213.6nm213.6nm3.3.原子光谱原子光谱p吸吸收收光光谱谱:当当电电子子吸吸收收一一定定能能量量从从基基态态跃跃迁迁到到激激发发态态时时所所产生的吸收谱线，产生的吸收谱线，p发发射射光光谱谱：当当电电子子从从激激发发态态跃跃回回基基态态时时，则则发发射射出出同同样样频率的光辐射，其对应的谱线为发射光谱。频率的光辐射，其对应的谱线为发射光谱。基态基态激发态激发态共振吸收共振吸收共振发射共振发射134.4.原子吸收光谱的产生原子吸收光谱的产生vv原子与分子一样原子与分子一样原子与分子一样原子与分子一样,吸收特定能量后吸收特定能量后吸收特定能量后吸收特定能量后,产生基态产生基态产生基态产生基态激发态跃激发态跃激发态跃激发态跃 迁；产生原子吸收光谱，即迁；产生原子吸收光谱，即迁；产生原子吸收光谱，即迁；产生原子吸收光谱，即共振吸收共振吸收共振吸收共振吸收。vv原子由基态原子由基态原子由基态原子由基态第一激发态的跃迁第一激发态的跃迁第一激发态的跃迁第一激发态的跃迁,最易发生。最易发生。最易发生。最易发生。vv每种原子的核外电子能级分布不同，当产生由基态每种原子的核外电子能级分布不同，当产生由基态每种原子的核外电子能级分布不同，当产生由基态每种原子的核外电子能级分布不同，当产生由基态第第第第 一激发态的跃迁时，只能一激发态的跃迁时，只能一激发态的跃迁时，只能一激发态的跃迁时，只能吸收特定频率的辐射能量。吸收特定频率的辐射能量。吸收特定频率的辐射能量。吸收特定频率的辐射能量。溶液中的溶液中的溶液中的溶液中的金属离子化合物金属离子化合物金属离子化合物金属离子化合物在高温下能够解离成在高温下能够解离成在高温下能够解离成在高温下能够解离成原子蒸气原子蒸气原子蒸气原子蒸气,两种形态间存在定量关系。两种形态间存在定量关系。两种形态间存在定量关系。两种形态间存在定量关系。光强度的变化符合光强度的变化符合光强度的变化符合光强度的变化符合朗伯朗伯朗伯朗伯-比耳定律比耳定律比耳定律比耳定律，进行定量分析。，进行定量分析。，进行定量分析。，进行定量分析。141.1.共振线与分析线共振线与分析线共振线共振线：电子从：电子从基态基态跃迁至跃迁至第一激发态第一激发态时所产生的吸收谱线，时所产生的吸收谱线，也称也称共振吸收线共振吸收线、最灵敏线最灵敏线。分析线分析线：在实际测定中选用的谱线：在实际测定中选用的谱线（测定波长测定波长），一般选共振线，有），一般选共振线，有时选其它分析线。时选其它分析线。共振线是共振线是元素的特征谱线元素的特征谱线,共振线是元素所有谱线中最灵敏谱线。共振线是元素所有谱线中最灵敏谱线。基态基态激发态激发态共振吸收共振吸收共振发射共振发射二、原子吸收光谱线的特征二、原子吸收光谱线的特征15吸收光谱的特征波长吸收光谱的特征波长K（）共振线共振线 分析线分析线16 最大吸收系数最大吸收系数最大吸收系数最大吸收系数 .谱线中心频率谱线中心频率谱线中心频率谱线中心频率 0 0K Kv vK K0 0K K0 0/2/2.谱线半宽度谱线半宽度谱线半宽度谱线半宽度(10(10-2-2 )原子吸收谱线并不是严格几何意义上的线，而是具有原子吸收谱线并不是严格几何意义上的线，而是具有着一定波长范围的谱线（着一定波长范围的谱线（约为约为0.001-0.005nm）2.2.吸收线的轮廓吸收线的轮廓谱线宽度谱线宽度17三、原子吸收值与元素浓度的关系三、原子吸收值与元素浓度的关系吸收线轮廓中心波长处的吸收系数吸收线轮廓中心波长处的吸收系数K K称为峰值吸收。称为峰值吸收。峰值吸光度峰值吸光度与与基态原子数基态原子数成正比。成正比。在吸收轮廓内将吸收系数在吸收轮廓内将吸收系数K K对频率对频率 进行积分。进行积分。1.1.积分吸收积分吸收2.2.峰值吸收峰值吸收峰值吸光度峰值吸光度的测量可采用的测量可采用锐线光源锐线光源实现。实现。原子吸收线的宽度过窄，测定积分吸收难以实现。原子吸收线的宽度过窄，测定积分吸收难以实现。连续光源连续光源 锐线光源锐线光源183.3.吸吸 收收 定定 律律 在保证样品在保证样品原子化效率恒定原子化效率恒定的前提下，在的前提下，在一定浓度范围一定浓度范围内和内和一定介质厚度一定介质厚度的情况下，的情况下，吸光度与待测元素的浓度成正比例，符合朗吸光度与待测元素的浓度成正比例，符合朗伯伯-比尔定律比尔定律。A=A=kLkLN N=k kc cN为元素的原子数，为元素的原子数，c待测元素的浓度待测元素的浓度19四、四、与与UVUVVisVis的比较的比较p 相同点相同点 均属于吸收光谱分析；均属于吸收光谱分析；均服从光的吸收定律。均服从光的吸收定律。p 不同点不同点原子吸收光谱分析的吸收物质是基态原子蒸气；原子吸收光谱分析的吸收物质是基态原子蒸气；紫外紫外-可见分光光度分析的吸光物质是溶液中的分子或离子；可见分光光度分析的吸光物质是溶液中的分子或离子；原子吸收光谱是线状光谱；原子吸收光谱是线状光谱；紫外紫外-可见吸收光谱是带状光谱。可见吸收光谱是带状光谱。20第二节第二节 原子吸收分光光度计的结构和原理原子吸收分光光度计的结构和原理n主要类型主要类型单光束仪器单光束仪器 双光束仪器双光束仪器n基本组成：基本组成：光源光源原子化器原子化器分光器分光器检测器检测器21作作 用：用：发射出待测元素的发射出待测元素的特征谱线特征谱线要要 求求：能发射待测元素的能发射待测元素的特征谱线特征谱线；发射线宽度远发射线宽度远小于小于原子吸收线宽度；原子吸收线宽度；辐射强度足够大；辐射强度足够大；稳定性好、使用寿命长稳定性好、使用寿命长 。一、光源一、光源22常用光源常用光源-空心阴极灯空心阴极灯23空心阴极灯的工作原理空心阴极灯的工作原理u 阴、阳两极间施加高压，电子在电场中运动与内充的阴、阳两极间施加高压，电子在电场中运动与内充的惰性气体原子碰撞，使之电离，产生带正电的惰性气体原子碰撞，使之电离，产生带正电的气体离子气体离子。u 气体离子在电场中运动，猛烈轰击阴极表面被测元素，气体离子在电场中运动，猛烈轰击阴极表面被测元素，产生产生被测元素被测元素蒸气云（蒸气云（溅射溅射）；阴极受热也可导致被测元）；阴极受热也可导致被测元素的热素的热蒸发蒸发。u 被轰击出的蒸气元素与受热的电子、离子或原子碰撞被轰击出的蒸气元素与受热的电子、离子或原子碰撞而获得能量而获得能量被激发被激发，发出相应元素的，发出相应元素的特征谱线特征谱线。24重要参数重要参数灯电流灯电流（mAmA)灯电流的选择：灯电流的选择：u 灯电流太高，灯自蚀；消耗灯电流太高，灯自蚀；消耗内充气体，减短寿命；强度不内充气体，减短寿命；强度不稳。稳。u 灯电流太低，强度不够，影灯电流太低，强度不够，影响灵敏度。响灵敏度。u 应通过实验进行选择，一般应通过实验进行选择，一般为为5-10 5-10 mAmA（额定电流的（额定电流的1/2-1/2-2/32/3）。）。使用注意事项：使用注意事项：u 预热预热10-2010-20分钟，分钟，使灯的发射强度稳定。使灯的发射强度稳定。u 每测一种元素需每测一种元素需更更换换相应的灯。相应的灯。25二、原子化系统二、原子化系统作作 用：用：提供能量使样品干燥、蒸发并原子化，产生提供能量使样品干燥、蒸发并原子化，产生原子蒸气。原子蒸气。要要 求：求：原子化效率高（效率高原子化效率高（效率高-灵敏度高）；灵敏度高）；稳定性好；稳定性好；低干扰水平；低干扰水平；安全、耐用，操作方便。安全、耐用，操作方便。样品样品蒸发、原子化蒸发、原子化是原子吸收分析关键之一。是原子吸收分析关键之一。26 常用的原子化系统常用的原子化系统z火焰原子化器火焰原子化器z石墨炉原子化器石墨炉原子化器z汞低温原子化器汞低温原子化器z氢化物发生原子化器氢化物发生原子化器271.预混合型火焰原子化器结构预混合型火焰原子化器结构 雾化器雾化器 雾化室雾化室 燃烧器燃烧器28雾雾 化化 器器 雾化器结构图雾化器结构图 试液经毛细管吸入，试液经毛细管吸入，被被高速助燃气流高速助燃气流分散分散成雾滴，喷出的雾滴成雾滴，喷出的雾滴经节流管碰在撞击球经节流管碰在撞击球上，进一步分散成细上，进一步分散成细雾。雾。29燃燃 烧烧 器器 火焰的作用是使进入火焰的作用是使进入火焰的气溶胶蒸发和原火焰的气溶胶蒸发和原子化，样品原子化主要子化，样品原子化主要在火焰在火焰第一反应区第一反应区和和中中间薄层区间薄层区进行。进行。302.试样在火焰原子化系统中的物理化学过程试样在火焰原子化系统中的物理化学过程样品溶溶液液喷喷雾雾湿气溶胶干气溶胶蒸气云试试液液细细滴滴分分散散去去溶溶胶胶原原子子化化离子、离子离子、离子*原子、原子原子、原子*分子、分子分子、分子*雾化器雾化器雾化室雾化室预热区预热区第一反应区第一反应区中间薄层区中间薄层区313.化学火焰的重要特性化学火焰的重要特性火焰温度：火焰温度：不同类型的火焰温度不同，根据待测不同类型的火焰温度不同，根据待测元素的物理化学特性选择火焰温度。元素的物理化学特性选择火焰温度。燃气燃气助燃气助燃气最高燃烧温度最高燃烧温度/K/K乙炔乙炔空气空气氧气氧气2430243031603160氢气氢气空气空气氧气氧气2318231829332933煤气煤气空气空气氧气氧气198019803013301332火焰的氧化还原特性：火焰的氧化还原特性：u化学计量火焰（中性火焰）化学计量火焰（中性火焰）燃气燃气(乙炔乙炔):):助燃气助燃气(空气空气)=1)=1：4 4（燃烧反应化学计量关系）（燃烧反应化学计量关系）特点：火焰燃烧完全、温度高、稳定、干扰少、背景低。特点：火焰燃烧完全、温度高、稳定、干扰少、背景低。适于大多数元素的测定。适于大多数元素的测定。u富燃火焰（还原性火焰）富燃火焰（还原性火焰）燃气燃气(乙炔乙炔):):助燃气助燃气(空气空气)1 1：3 3 特点：燃烧不完全、温度较低，含大量还原性基团，有利于氧特点：燃烧不完全、温度较低，含大量还原性基团，有利于氧 化化物的解离。物的解离。适于易形成难熔氧化物的元素适于易形成难熔氧化物的元素 CrCr、MoMo、AlAl等。等。u贫燃火焰（氧化性火焰）贫燃火焰（氧化性火焰）燃气燃气(乙炔乙炔):):助燃气助燃气(空气空气)1 1：6 6 特点：温度较低、产生吸收的范围窄。特点：温度较低、产生吸收的范围窄。适于测定易解离、易电离、不易氧化的元素适于测定易解离、易电离、不易氧化的元素AgAg、CuCu、CoCo、NiNi、碱、碱金属等。金属等。33第三节第三节 原子吸收定量分析方法原子吸收定量分析方法v 标准曲线法标准曲线法v 标准加入法标准加入法34最佳的吸光度范围最佳的吸光度范围最佳的吸光度范围最佳的吸光度范围0.2-0.80.2-0.8一、标准曲线法一、标准曲线法 在选定的试验条件下，在选定的试验条件下，以空白液调零，由低浓以空白液调零，由低浓度依次向高浓度分别测度依次向高浓度分别测定标准溶液的吸光度，定标准溶液的吸光度，绘制绘制A-CA-C曲线。曲线。标准曲线绘制方法标准曲线绘制方法 35u 所配标准溶液的浓度应在线性范围内；所配标准溶液的浓度应在线性范围内；u 样品溶液与标准溶液作相同的预处理；样品溶液与标准溶液作相同的预处理；u 扣除空白值；扣除空白值；u 整个分析过程中操作条件保持不变。整个分析过程中操作条件保持不变。使用标准曲线定量法注意事项使用标准曲线定量法注意事项标准曲线法标准曲线法适用于适用于组成简单组成简单的样品；的样品；当样品中被测成分含量很少，基体成分复杂，难于配制当样品中被测成分含量很少，基体成分复杂，难于配制与样品组成相似的标准溶液时，采用与样品组成相似的标准溶液时，采用标准加入法标准加入法。36二、标准加入法二、标准加入法 取两份等体积样品，分别置于等体积的容量瓶取两份等体积样品，分别置于等体积的容量瓶A A和和B B中，另取一定量标准溶液加入容量瓶中，另取一定量标准溶液加入容量瓶B B，再将两容量，再将两容量瓶定容至刻度，在相同条件下测瓶定容至刻度，在相同条件下测A A、B B吸光度。吸光度。-消除基体效应消除基体效应计计 算：算：CxCx=A Ax xC Co o/(A/(Ax+ox+o A Ax x)ABCxCx+C0C Cx x为样品中待测元素浓度，为样品中待测元素浓度，C C0 0为加入标准溶液的浓度，为加入标准溶液的浓度，A Ax x为只含待测元素溶液的吸光度，为只含待测元素溶液的吸光度，A Ax+0 x+0为加入标准溶液后的吸光度为加入标准溶液后的吸光度。37将曲线外推，将曲线外推，0 0CxCx之间的距离即得样品浓度之间的距离即得样品浓度CxCx。CxCx+C0Cx+2C0Cx+3C038v待测元素的浓度与其对应的吸光度应呈线性待测元素的浓度与其对应的吸光度应呈线性关系；关系；v应至少采用四个点来做外推曲线；应至少采用四个点来做外推曲线；v本法能消除基体效应影响，但不能消除背景本法能消除基体效应影响，但不能消除背景吸收影响。吸收影响。v对于斜率太小的曲线（灵敏度差），容易引对于斜率太小的曲线（灵敏度差），容易引起较大误差。起较大误差。使用标准加入法注意事项：使用标准加入法注意事项：39灵敏度灵敏度S S：能产生能产生1%1%吸收（吸收（A=0.0044)A=0.0044)时的被测时的被测元素在水溶液中的浓度（元素在水溶液中的浓度（mg/L)mg/L)S=0.0044*C/A S=0.0044*C/A 检测限：检测限：产生一个能确证在试样中存在某元素产生一个能确证在试样中存在某元素的分析信号所需要的最小量（的分析信号所需要的最小量（mg/Lmg/L）通常信噪比为通常信噪比为5:15:1或或3:13:1补充：补充：原子吸收光谱法的灵敏度和检测限原子吸收光谱法的灵敏度和检测限40元素元素波长波长灵敏度灵敏度检测限检测限火焰火焰铅铅283.3283.30.70.70.010.01空空-乙乙汞汞253.7253.710100.20.2空空-乙乙铁铁248.3248.30.20.20.010.01空空-乙乙铜铜324.7324.70.10.10.0010.001空空-乙乙部分元素的灵敏度和检测限（部分元素的灵敏度和检测限（FAASFAAS）41第四节第四节 原子吸收实验技术原子吸收实验技术一、一、样品处理技术样品处理技术二、二、测定条件的选择测定条件的选择三、三、干扰及其消除干扰及其消除421.1.直接溶解法直接溶解法酸直接溶解酸直接溶解无机样品（盐酸、硫酸、硝酸、高氯酸）无机样品（盐酸、硫酸、硝酸、高氯酸）灰化灰化-酸溶解酸溶解有机固体有机固体微波消解微波消解2.2.萃取法萃取法分析元素分析元素+有机配体，用有机溶剂萃取有机配体，用有机溶剂萃取一、样品处理技术一、样品处理技术目的目的：将待测样品转化为原子吸收法能测定的状态将待测样品转化为原子吸收法能测定的状态和浓度并消除共存基组分干扰。和浓度并消除共存基组分干扰。方法方法：43二、测定条件的选择二、测定条件的选择选择方法：选择方法：用一固定浓度的溶液进行实验，改变用一固定浓度的溶液进行实验，改变 实验条件，选择吸光度最大时的条件。实验条件，选择吸光度最大时的条件。1.1.吸收波长（分析线）吸收波长（分析线）2.2.空心阴极灯工作电流空心阴极灯工作电流3.3.火焰条件火焰条件4.4.燃烧器高度燃烧器高度5.5.狭缝宽度（光谱通带）狭缝宽度（光谱通带）6.6.进样量进样量测定条件：测定条件：44共振线共振线 次灵敏线次灵敏线1.1.吸收波长（分析线）的选择吸收波长（分析线）的选择选择元素的选择元素的共振线共振线作分析线作分析线样品浓度高或火焰有明显吸收时，选样品浓度高或火焰有明显吸收时，选非共振线非共振线测定测定2.2.空心阴极灯工作电流空心阴极灯工作电流的选择的选择在保证稳定和有合适的光强输出的情况下，尽量选用在保证稳定和有合适的光强输出的情况下，尽量选用较低的电流较低的电流一般选最大电流的一般选最大电流的1/22/3作为工作电流作为工作电流实际工作中，最合适的工作电流应通过实验确定实际工作中，最合适的工作电流应通过实验确定工作时灯一般需要预热工作时灯一般需要预热10-30min灯的使用寿命：如灯的使用寿命：如5mA，1600h。45元素自由原子浓度随火焰高度的分布不同元素自由原子浓度随火焰高度的分布不同应调节高度，使光束从自由原子浓度最大的火应调节高度，使光束从自由原子浓度最大的火 焰区通过焰区通过 常为位于燃烧缝上方的中间薄层区，约常为位于燃烧缝上方的中间薄层区，约612mm3.3.火焰条件的选择火焰条件的选择火焰类型的选择：火焰类型的选择：不同火焰对不同波长吸收不同不同火焰对不同波长吸收不同 乙炔火焰在乙炔火焰在220nm以下有明显吸收，故不适于以下有明显吸收，故不适于As、Hg（分析线（分析线均在均在200nm以下以下)的测定。的测定。燃气与助燃气流量比例的确定燃气与助燃气流量比例的确定4.4.燃烧器高度的选择燃烧器高度的选择46对于对于谱线简单谱线简单的元素，如碱金属、碱土金属，可采用的元素，如碱金属、碱土金属，可采用较宽较宽的狭缝来提高灵敏度。的狭缝来提高灵敏度。对对谱线复杂谱线复杂的元素，如铁、钴、镍等，需选用的元素，如铁、钴、镍等，需选用较窄较窄的狭缝，的狭缝，防止非吸收线进入检测器。防止非吸收线进入检测器。5.5.狭缝宽度（光谱通带）的选择狭缝宽度（光谱通带）的选择l 考虑能将共振线和邻近的非吸收谱线考虑能将共振线和邻近的非吸收谱线分开分开l 要使单色器有一定的要使单色器有一定的集光集光本领，保证足够的光本领，保证足够的光强对大多数元素，光谱通带为强对大多数元素，光谱通带为0.1一一10nm。47不同元素常选用的光谱通带不同元素常选用的光谱通带6.6.进样量的选择进样量的选择在保证燃气和助燃气一定比例和一定总气流量的前提在保证燃气和助燃气一定比例和一定总气流量的前提下，测定吸光度随样品量的变化，取吸光度最大时的量。下，测定吸光度随样品量的变化，取吸光度最大时的量。48主要干扰类型主要干扰类型三、原子吸收分析的三、原子吸收分析的干扰及其消除干扰及其消除49 1 1、化学干扰及消除、化学干扰及消除 产生化学干扰的产生化学干扰的主要原因主要原因是由于被测元素不能全部从是由于被测元素不能全部从它的它的化合物化合物中解离出来，或与共存组分生成中解离出来，或与共存组分生成更稳定更稳定化合物，化合物，从而使参与锐线吸收的基态原子数目从而使参与锐线吸收的基态原子数目减少减少，影响测定结果，影响测定结果的准确性的准确性。（1）产生的原因）产生的原因化学干扰是原子吸收光谱分析中的主要干扰化学干扰是原子吸收光谱分析中的主要干扰如如Al对对Ca、Mg抑制，抑制，PO43-对对Ca的抑制的抑制50 （2）消除方法）消除方法v 加入释放剂：加入释放剂：向试样中加入一种试剂，向试样中加入一种试剂，使干扰组分与之使干扰组分与之生成更稳定、更难解离的化合物，生成更稳定、更难解离的化合物，而将待而将待测元素从其与干扰元素生成的化合物中释测元素从其与干扰元素生成的化合物中释放出来。放出来。v 加入保护络合剂：加入保护络合剂：保护络合剂保护络合剂可与待测元素生成稳定的络可与待测元素生成稳定的络合物合物，而使待测元素不再与干扰元素生，而使待测元素不再与干扰元素生成难解离的化合物而消除干扰。成难解离的化合物而消除干扰。v 加入缓冲剂：加入缓冲剂：加入缓冲剂即向试样中加入过量的干扰成分，加入缓冲剂即向试样中加入过量的干扰成分，使干扰趋于稳定状态，此含干扰成分的试剂使干扰趋于稳定状态，此含干扰成分的试剂称为缓冲剂。称为缓冲剂。51 2 2、电离干扰及消除、电离干扰及消除 v电离干扰：电离干扰：电电离离干干扰扰是是指指待待测测元元素素在在火火焰焰中中吸吸收收能能量量后后，除除进进行行原原子子化化外外，还还使使部部分分原原子子电电离离，从从而而降降低低了了火火焰焰中中基基态态原原子子的的浓浓度度，使使待待测测元元素素的的吸吸光光度度降降低低，造造成成结结果果偏偏低低。火火焰焰温温度度愈愈高高，电电离干扰愈显著。离干扰愈显著。与与原子化温度原子化温度、被测元素、被测元素电离电位电离电位及及浓度浓度有关有关v消除办法：消除办法：选选择择合合适适的的火火焰焰种种类类及及比比例例、加加入入消消电电离离剂剂（极极易易电电离离产产生生高高密密度度电电子子，因因而而抑抑制制其其它物质的电离，如测它物质的电离，如测Ba时加入时加入KCl）。）。52v 物理因素：物理因素：是是指指待待测测元元素素溶溶液液的的粘粘度度、表表面面张张力力、溶溶剂剂的的蒸蒸气气压压以以及及雾雾化化气气体体的的压压力力等等物物理理因因素素变变化化而而引引起起的的干干扰扰。（影影响响试试液液喷喷入入速速度度、雾雾化化效效率率、雾滴大小等）雾滴大小等）v消除办法：消除办法：配制与待测试样具有相似组成的标准溶液配制与待测试样具有相似组成的标准溶液标准加入法标准加入法稀释溶液稀释溶液 3 3、物理干扰及消除、物理干扰及消除53 4 4、光谱干扰及消除、光谱干扰及消除（1 1）产生的原因之一：背景干扰（分子吸收和光散射）产生的原因之一：背景干扰（分子吸收和光散射）分分子子吸吸收收是是指指在在原原子子化化过过程程由由于于燃燃气气、助助燃燃气气、生生成成气气体体、试试液液中中的的盐盐类类与与无无机机酸酸(主主要要为为硫硫酸酸、磷磷酸酸)等等分分子子或或游游离基对锐线辐射的吸收而产生的干扰。离基对锐线辐射的吸收而产生的干扰。光光散散射射是是在在原原子子化化过过程程中中夹夹杂杂在在火火焰焰中中的的固固体体颗颗粒粒(为为难难熔熔氧氧化化物物、盐盐类类或或碳碳粒粒)对对锐锐线线光光源源产产生生散散射射，使使共共振振线线不不能能投投射射在在单单色色器器上上，从从而而使使被被检检测测的的光光减减弱弱。通通常常辐辐射射光波长愈短，光散射干扰愈强，灵敏度下降的愈多。光波长愈短，光散射干扰愈强，灵敏度下降的愈多。54v 消除消除背景干扰的背景干扰的办法办法 1）、用）、用双波长法双波长法扣除背景：扣除背景：先用先用吸收线吸收线测量待测元素吸收测量待测元素吸收和背景吸收的总和，再用另一和背景吸收的总和，再用另一非吸收线非吸收线测量背景吸收，从总和测量背景吸收，从总和中扣除背景吸收，可获得准确的待测元素的吸收值。中扣除背景吸收，可获得准确的待测元素的吸收值。2）、用）、用自吸收自吸收方法校正背景方法校正背景：首先在空心阴极灯低电流下工：首先在空心阴极灯低电流下工作，使锐线光通过原子化器，测得待测元素和背景吸收的总作，使锐线光通过原子化器，测得待测元素和背景吸收的总和，然后使它再在高电流下工作，再通过原子化器，测得相和，然后使它再在高电流下工作，再通过原子化器，测得相当于背景的吸收。当于背景的吸收。3）用氘灯校正背景用氘灯校正背景：先用空心阴极灯发出的锐线光通过原先用空心阴极灯发出的锐线光通过原子化器，测待测元素和背景吸收的总和。再用氘发出的连续子化器，测待测元素和背景吸收的总和。再用氘发出的连续光通过原子化器，测量出背景吸收。光通过原子化器，测量出背景吸收。55（2 2）产生光谱干扰的原因之二：）产生光谱干扰的原因之二：谱线干扰谱线干扰1）当空心阴极灯发射的）当空心阴极灯发射的灵敏线灵敏线和和次灵敏线次灵敏线十分接近不易分开十分接近不易分开时就会降低测定灵敏度。时就会降低测定灵敏度。3）空心阴极灯内充有）空心阴极灯内充有Ar、Ne等惰性气体，其发射的灵敏线与等惰性气体，其发射的灵敏线与待测元素的灵敏线相近时，也产生干扰。待测元素的灵敏线相近时，也产生干扰。2）空心阴极灯阴极含有的杂质元素发射出与待测元素相）空心阴极灯阴极含有的杂质元素发射出与待测元素相近的谱线。近的谱线。消除办法：选择合适的狭缝宽度消除办法：选择合适的狭缝宽度 消除办法：选用合适的载气消除办法：选用合适的载气消除办法：改变测定波长消除办法：改变测定波长56