原子吸收分光光度计(共38页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上原子吸收分光光度分析原子吸收是指呈气态的自由原子对同类原子辐射出的特征谱线所具有的吸收现象。原子吸收光谱法也叫原子吸收分光光度法。原子吸收光谱法是依据在待测样品蒸汽相中的被测元素的基态原子，对由光源发出的被测元素的特征辐射光的共振吸收，通过测量辐射光的减弱程度，而求出样品中被测元素的含量。它的主要功能是测定各种无机和有机样品中金属和非金属元素的含量。由于本法的灵敏度高、分析速度快、仪器组成简单、操作方便，因而获得广泛的应用，特别适用于微量分析和痕量分析。目录第一节 方法简介一、 基本原理二、 原子吸收光谱分析的特点第二节 试样的制备和预处理第三节 原子吸收光谱仪一、

2、光源1、空心阴极灯2、无极放电灯二、 原子化系统1、火焰原子化器1、1 喷雾器1、2 雾化室1、3 燃烧器2、石墨炉原子化器3、化学原子化三、 分光系统四、 检测系统1、 检测器2、 放大器3、显示装置4、对数转换器第四节 分析条件的选择一、 最佳实验条件的选择（一） 吸收波长（共振线）的选择（二） 空心阴极灯工作条件的选择1、预热时间2、工作电流（三） 狭缝宽度的选择（四） 检测器光电倍增管工作条件的选择（五） 原子化工作条件的选择1、火焰原子化最佳操作条件的选择（1）火焰的选择（2）进样量的选择（3）燃烧器高度的选择（4）燃烧器角度的选择2、石墨炉原子化最佳操作条件的选择（1）干燥时间与温

3、度的选择（2）灰化时间与温度的选择（3）原子化时间与温度的选择（4）除残时间与温度的选择（5）载气流量的选择（6）冷却水的选择二、干扰因素及其消除方法（一）化学干扰及消除（二）物理干扰及消除（三）电离干扰及消除（四）光谱干扰及消除第五节 定量分析一、 灵敏度、检出限和回收率二、 定量分析方法（一） 标准工作曲线法（二） 标准加入法第六节 维护与保养第一节 方法简介一、基本原理1、原子吸收光谱原子具有多种能级状态，其电子在能级间跃迁总伴随能量的发射或吸收。通常情况下，原子中的电子处于基态，受热后，由于吸收能量，电子被激发至高能级，处于高能级的电子不稳定，回跃到基态或低能级，回跃过程中伴随着能量放

4、出，当以光形式释放时就产生一定的线状光谱。基态气态原子吸收特定波长光而跃迁至激发态，产生相应的吸收光谱。原子吸收光谱分析就是利用相应元素的吸收光谱进行分析测定。2、原子吸收光谱分析的基本要求21 在进行原子吸收光谱分析时，首先要使样品中的被测元素的原子由化合物状态转变为基态原子，这个转化过程通常是通过燃烧加热来实现的，从而产生了火焰原子吸收法和无火焰原子吸收法。22 原子吸收谱线必须是锐线光谱。通常原子吸收光谱线都有一定的宽度，进行原子吸收分析时，通常要使用锐线光谱，以减少测定的误差。原子吸收光谱通常是由空心阴极灯产生，不同元素可以不同的空心阴极灯。2.3 被测物质必须转化成液体，然后才能进行

5、原子吸收光谱分析。3、原子吸收光谱法的定量依据在原子吸收光谱分析中，对给定元素，在一定实验条件下，基态原子蒸汽吸收光速与被测定溶液的浓度成正比，即吸光度与被测原子的浓度之间也符合郎伯-比尔定律，其关系式为：A=Kc式中：A吸光度 K与实验有关的常数，也称为吸光系数，它与溶液的性质、温度及入射光波长等因素有关。 c样品溶液中被测元素的浓度上式即为原子吸收光谱分析进行定量的依据。二、原子吸收光谱分析的特点1、准确度高 火焰原子吸收光谱法的相对误差小于1%，准确度已接近经典化学方法。石墨炉法的准确度（指在一定条件下多次的与相符合的，以来表示。它用来表示的大小）一般为3%-5%。2、选择性好 用原子吸

6、收光谱法分析测定元素含量时，通常共存元素对待测元素干扰少，若实验条件合适，一般可以在不分离共存元素的情况下直接测定。3、灵敏度高、检出限低 火焰原子吸收光谱法的检出限每毫升可达10-6g。石墨炉法的检出限可达10-1410-10g.4、分析速度快 准备工作做好后，几分钟即可完成一种元素的测定。5、应用范围广 原子吸收光谱分析可以直接测定70多种金属元素，也可以用间接方法测定一些非金属元素和有机化合物。其不足之处是：分析不同元素，必须使用不同的元素灯，给同时测定多种元素带来困难；某些元素测定的灵敏度还比较低；对于复杂样品需要进行复杂的化学预处理，否则干扰严重。第二节 试样制备和预处理 原子吸收光

7、谱分析样品的制备包括取样、样品的预处理等。一、取样取样要求准确、具有代表性，取样量大小要适当。样品在采样、碎样等加工过程中，要防止污染，避免引起杂质。样品制成分析试样后，其化学组成必须与原始样一致。在实验过程中，一般要求取35个平行样进行分析，以减少分析误差。二、前准备（一）器皿的选择和洗涤1.器皿的选择对于微量元素分析来说，所用器皿的质量以及洁净与否对分析结果至关重要。因此在选择用于保存及消化样品的器皿时，要考虑到其材料表面吸附性和器具表面的杂质等因素可能对样品带来的污染。一般来说，实验室分析测定所用仪器大部分为玻璃制品，但是由于一般软质玻璃有较强的吸附力，会将待测溶液中的某些离子吸附掉而丢

8、失，因此试剂瓶及容器最好避免使用软质玻璃而使用硬质玻璃。另外目前微量元素分析常用的还有塑料,石英,玛瑙等材料制成的器皿，可根据测定元素的种类以及测定条件来选择适用的器皿。2、器皿的洗涤 容器的洁净是获得准确测定结果的保证。一般洗涤程序应为：器皿先用洗涤剂刷洗，再用自来水冲洗干净,30%硝酸浸泡48小时,然后用蒸馏水冲洗数次,最后再用超纯水浸泡24小时烘干备用.有试验证明经以上程序处理过的器具无锌铜铁镁等元素存在。（二）水及试剂1水的纯度测定微量元素含量所用水的纯度对分析测定结果有很大影响，不纯净的水会污染待测样品影响测定结果。一般来说，使用去离子水即可满足要求，使用超纯水(电阻大于106欧姆)

9、或经亚沸石英蒸馏器蒸馏的新鲜双蒸水则更好。2试剂及保存在原子吸收分析中，酸试剂以硝酸高氯酸和盐酸最为常用。其中浓硝酸和高氯酸为强氧化剂，常被用于样品的消解;稀盐酸则常被用于无机物样品的溶解。因为无机酸中一般都含有少量金属离子存在，因此应选择纯度较高的试剂。一般来说，各种酸试剂应使用优级纯制剂。另外，用以配制标准溶液的标准物质应选用基准试剂。总之，以选用的试剂不污染待测元素为准则。在实践中，如果在仪器灵敏度范围内检测不出待测元素吸收信号就可以使用。贮备液应为浓溶液(一般来说浓度为 1000ppm的贮备液在一年内使用其结果不受影响)。标准曲线工作液因为较稀应当天使用，久放则其曲线斜率会有改变。三、

10、样品的预处理原子吸收光谱分析测定的是基态原子的吸收光谱，通常是以液体状态进行进样，因此被测样品事先都需要转化为被测元素的无机盐溶液，然后才能进行分析测定。1、 无机固体试样的溶解 对于无机试样，首先考虑能否溶于水。易溶于水的样品，利用去离子水溶解样品，并配成合适的浓度范围；不能溶于水的样品，通常用酸溶法和熔融法处理后配成合适浓度的溶液。在选用溶（熔）剂时充分考虑到：试样处理过程中被测元素，能完全溶解且不易挥发；不与其他组分生成不溶性物质；不应损伤溶解过程中使用的容器以及仪器的喷雾器、燃烧器等。（1） 酸溶法 常用的酸有盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、高氯酸、氢氟酸以及它们的混合酸液。为了提高溶解效率，

11、有时在溶样时加入某些氧化剂、盐类、有机试剂等会得到良好的效果。用氢氟酸溶解试样时要用特殊容器（HF腐蚀玻璃容器），试样溶解后一般用硫酸或高氯酸加热除去HF，最后将硫酸或高氯酸加热赶尽。盐酸和硝酸干扰小，试样溶解后通常处理成盐酸或硝酸介质，而较少使用硫酸、磷酸或高氯酸作介质。（2） 熔融法熔融是一种高效分解法，它用于分解不溶于酸的物质，以及分离混合物。熔融过程将原来不易溶解的样品转变成可溶于水或酸的物质。该法主要依靠高温下固体与熔剂发射生的多相反应，熔解法分解试样能力强，速度比酸溶法快，浸取方便。熔融物浸取主要缺点是使用过量的熔剂及试剂本身的杂质连同坩埚等被腐蚀下来的杂质严重干扰测定。熔剂的选择

12、原则是：酸性试样用碱性溶剂，碱性试样用酸性溶剂。熔融法可以分为碱熔融、酸熔融、氧化还原熔融。2、 有机固体试样的分解有机固体试样包括人体及动物组织、食品、植物以及人工合成的有机物。其分解方法一般有干化灰化和湿法消化两种。消化又称灰化，消化的目的是除去有机物基体，此法主要用于无机盐或金属离子的测定。（1） 样品的干化灰化干化灰化又叫灼烧法，即采用高温灼烧的方式破坏样品中的有机物的方法。对有机样品，如食品，用此法是除去有机物基体而保留被测元素的简便方法，该法可避免消耗大量试剂，减少了试剂污染的可能性。但此法不适宜含有挥发元素的测定，如汞、砷、锡、硒等。干化灰化是在较高温度下，用氧来氧化样品。具体做

13、法是：准确称取一定量样品，放在石英坩埚或鉑坩埚中，先在80150低温下加热，使试样碳化赶走大量有机物，然后置于500600的电炉中进行灰化处理，直至残灰为无色或浅灰色为止。冷却后再将灰分用酸或其他溶剂进行溶解，最后定容备用。灰化前，一般可加入市里的氧化剂帮助灰化（如在灼烧前加少量盐溶液润湿样品或加几滴酸，或加少量醋酸盐作灰化基体），以加速灰化减少被测元素的挥发损失。 此法技术简单，可处理大量样品，一般不受污染。（2） 样品的湿法消化湿法消化是在样品升温过程中加入强氧化剂，使样品中的有机物完全分解、氧化并以气态的形式逸出的方法。此时，被测组分转化为无机物状态存在于消化液中，供测定用。最常用的氧化

14、剂是硝酸、硫酸、高氯酸，它们可单独使用也可以混合使用。湿法消化样品损失小，但由于加入了试剂，污染的可能性大些，操作时要小心。将样品置于密闭的聚四氟乙烯容器中，加入混合酸后，可在微波炉中进行消解，微波消解法不仅能提高消化效率，还利于微量和痕量待测元素的测定。3、 液体试样的稀释处理无机液体试样，一般均可用各种液体进样方式进行测定。对于含盐量过高或被测元素含量过高的试样用分析用水适当稀释后直接测定。对于微量和痕量可采用适当方法富集后测定。有机液体试样，有些可以直接进样分析测定，对某些水溶性的有机液体可以用烯酸或分析用水稀释后测定。油类等有机液体试样可采用有机溶剂稀释，但如果存在干扰效应或被测元素损

15、失等问题，则应该用湿法消化试样的方法分析测定。第三节 原子吸收光谱仪原子吸收光谱仪由光源、原子化系统、分光系统和检测系统4部分组成。一、 光源光源的作用是发射被测元素的特征光谱，对光源的要求是：（1）光源必须能发射出比吸收线宽度更窄的光谱。（2）光源的发光强度大而稳定、背景低、噪声小。（3）光源的使用寿命长。为了提供锐线光源，通常使用空心阴极灯或无极放电灯。1、 空心阴极空心阴极灯是一种特殊的气体放电灯，它是一个封闭的气体放电管。用被测元素纯金属或合金制成圆柱形空心阴极，用钨或钛、锆做成阳极。灯内充Ne或Ar惰性气体，压力为数百帕。发射线波长在350.0nm以下的用石英窗口，350.0nm以上

16、的用光学玻璃窗口。工作原理：当灯的正负极加以300500V电压时，便开始辉光放电。这时电子离开阴极，在飞向阳极过程中，受到阳极加速，与惰性气体原子碰撞，并使之电离。带正电荷的惰性气体从电场获得动能，向阴极表面撞击，只要能克服金属表面的晶格能，就能将原子由晶格中溅射出来，从而产生阴极物质的共振线。由于灯内压力很低，压力变宽小，因而产生的共振线是锐线光源。为了保证光源仅发射频率范围很窄的锐线，要求阴极材料具有很高的纯度。通常单元素的空心阴极灯只能用于一种元素的测定，若阴极材料使用多种元素的合金，可制得多元素灯。但只限于两三种元素。评价一个灯的优劣主要看发光强度、发光的稳定性、测定的灵敏度与线性，及

17、灯的寿命长短。使用空心阴极灯时，注意灯的极性不要接反。元素灯长期不用，应定期点燃处理。即在工作电流下点燃一小时。在使用时要注意如下两点： （1）制造商已规定了最大电流，不得超过，日常分析的工作电流通常采用额定电流的40%60%，否则可发生永久性损坏。例如：阴极材料大量溅射；寿命缩短，热蒸发或阴极熔化。 （2） 有些元素采用较高电流操作时，其标准线可出现严重弯曲， 并由于自吸收效应而降低灵敏度。 空心阴极灯制造厂规定了最佳工作电流和最大电流。使用时不得超过最大电流，而工作电流对大多数分析项目只是一个参考依据。用不同灯电流对一种溶液进行分析（保持火焰条件：燃烧器位置和吸液速度恒定）来确定最佳灯电流

18、。灯电流越大吸收值越小。要确定吸收值大而吸收信号又稳定的灯电流值。 在阴极原子雾团中的基态原子吸收发射出的辐射，即发生自吸收过程（这是在火焰中发生的过程）。该现象随灯电流增加而增长2、 无极放电灯 无极放电灯的发射强度必空心阴极灯高1001000倍，特别适用于难激发的元素的测定。二、 原子化系统原子化系统的作用是将试样中的待测元素转化成原子蒸汽。它可分为火焰原子化器和无火焰原子化装置，前者操作简单、快速，有较高的灵敏度，后者原子化效率高，试样用量少，适用于做高灵敏度的分析。1、 火焰原子化器火焰原子化过程包括雾化、原子化两个阶段。雾化阶段是将样品溶液变成小雾滴，原子化阶段是使雾滴接受火焰供给的

19、能量形成基态原子。火焰原子化器由雾化器、雾化室和燃烧器组成。1、1雾化器（喷雾器）将试液喷雾雾化成微小的雾滴。目前使用的雾化器主要有金属雾化器和玻璃雾化器两种，玻璃雾化器的效率比金属雾化器的要高，可根据不同需要进行选择。1、2 雾化室燃气在雾化室内与试液的细小雾滴混合，雾化室内部安装的扰气叶轮，既可使气、液混合均匀，也可使大的液滴聚集后从带有水封的废液口排出。雾化室的记忆效应要小、废液排要快。1、3 燃烧器燃烧器的作用是使样品原子化。燃烧器应能使火焰燃烧稳定，原子化程度高，耐高温、耐腐蚀。火焰原子化法具有操作简便、重现性好的优点，但它的雾化效率低，到达火焰参与原子化的试液仅占10%，大部分试液

20、有废液管排掉了，对试样量少或贵重的试样分析就收到限制。另外基态原子在火焰上原子化区停留的时间很短，从而限制了灵敏度的提高。此外，火焰原子化不能对固体试样直接进行测定。2、 无火焰原子化装置无火焰原子化装置又称电热原子化装置，目前广泛使用石墨炉原子化器。它利用低压（1025V）、大电流（300A）来加热石墨管，可升温至3000，使管中的少量液样或固样蒸发和原子化。石墨炉的基本结构包括：石墨管（杯）、炉体（保护气系统）、电源等三部分组成。工作是经历干燥、灰化、原子化和净化等四个阶段，即完成一次分析过程。1. 炉体 ：石墨炉炉体的设计、改进是分析学者主攻的对象。因为炉体的结构与待测元素原子化状态密切

21、相关。炉体的结构对石墨炉原子分析法的性能有重要的影响，因此要求： 接触良好：石墨管（杯）与炉座间接触应十分吻合，而且要有弹性伸缩，以适应石墨管热胀伸缩的位置。 惰性气体保护：为防止石墨的高温氧化作用，减少记忆效应，保护已热解的原子蒸气不在被氧化，可及时排泄分析过程中的烟雾，因此在石墨炉加热过程中（除原子化阶段内内气路停气之外）需要有足量（12升/分）的惰性气体作保护。通常使用的惰性气体主要是氩气。氮气亦可以，但对某些元素测定其背景值增大，而且灵敏度不如用氩气高。 水冷保护：石墨炉在2 4秒内，可使温度上升到3000，有些稀土元素，甚至要更高的温度。但炉体表面温度不能超过60 80 。因此，整个

22、炉体有水冷却保护装置，如水温为200时，水的流量12升/分，炉子切断电源停止加热，在2030秒内，即可冷却到室温。 水冷和气体保护都设有“报警”装置。如果水或气体流量不足，或突然断水、断气，即发出“报警”信号，自动切断电源。 2. 石墨炉电源 ：石墨炉电源是一种 低压（812V）大电流（300 600A）而稳定的交流电源。设有能自动完成干燥、灰化、原子化、净化阶段的操作程序。石墨管温度取决于流过的电流强度。石墨管在使用过程中，石墨管本身的电阻和接触电阻会发生改变，从而导致石墨管温度的变化。因此电路结构应有“稳流”装置。 3. 石墨管 ：普通石墨管（GT）与热解石墨管（PGT） 目前商品石墨炉主

23、要使用普通石墨管和热解石墨管，普通石墨管升华点低（3200），易氧化，使用温度必须低于2700 ，因此长期以来，HGA系列石墨炉使用温度限在2700以下。 热解石墨管（ PGT ）是在普通石墨管中通入甲烷蒸气（10%甲烷与90 % 氩气混合）在低压下热解，使热解石墨（碳）沉积在石墨管（棒）上，沉积不断进行，结果在石墨管壁上沉积一层致密坚硬的热解石墨。 热解石墨具有很好的耐氧化性能，升华温度高，可达3700。致密性能好不渗透试液，对热解石墨其渗气速度是10-6cm/s。热解石墨还具有良好的惰性，因而不易与高温元素（如V、Ti、Mo等）形成碳化物而影响原子化。热解石墨具有较好的机械强度，使用寿命明

24、显地优于普通石墨管。石墨炉要不断通入惰性气体，以保护原子化的基态原子不再被氧化，并用以清洗和保护石墨管。为使石墨管在每次分析之间能迅速将至室温，从上面冷却水入口通入20的水冷却石墨炉原子化器。 管式石墨炉使试样原子化的程序包括干燥（100，3060S）、灰化（或分解，1001800，1030s）、原子化（18002900，35S）和高温净化（除残3000，5s）四个步骤，其中高温净化时间要短，以防止损坏石墨炉。石墨炉原子化法的优点是原子化效率高，在可调的高温下试样利用率达100%，灵敏度高，其绝对检出限可达10-610-14g。试样用量少，液样约1100uL，固体试样约2040ug。适用于难熔

25、元素的测定。其不足之处是：试样组成的不均匀性的影响较大，测定的精密度较低；共存化合物的干扰比火焰原子化法大；背景吸收大时需进行校正。3、 化学原子化 化学原子化是利用化学反应将待测元素转变为容易挥发的金属氢化物或低沸点纯金属，可在较低温度下进行原子化，常用的有氢化物原子化法和汞低温原子化法。三、 分光系统分光系统由凹面反射镜、狭缝和色散原件组成。单色器的色散元件为棱镜或衍射光栅，其作用是将待测元素的共振线与邻近的谱线分开。光栅放置在原子化器之后，以阻止来自原子化器内的所有不需要的辐射进入检测器四、 检测系统检测系统由检测器（光电倍增管）、放大器、对数转换器和显示装置（记录器）组成的，它可讲单色

26、器岀射的光讯号转换成电信号后进行测量。1、 检测器原子吸收光谱仪的检测器为可接收190850nm波长光的光电倍增管它的作用是将经过原子蒸汽吸收和分光系统分光后的微弱光信号转换为电信号。光电倍增管的工作电源应有较高的稳定性，入射光强度过大或照射时间过长时，光电倍增管会出现光电流衰减、灵敏度骤降的疲劳现象，这是由于过大的光电流使电极升温而使光电发射材料蒸发过多所引起。在停歇一段时间后还可全部或部分得到恢复。光电倍增管由于疲劳效应而灵敏度逐步下降，称为老化，最后不能工作而损坏。过强的入射光会加速光电倍增管的老化损坏，因此，不能在工作状态下（光电倍增管加上高压时）打开光电直读光谱仪的外罩，在日光照射下

27、，光电倍增管很快便损坏。2、 放大器放大器是将光电倍增管输出的电压信号放大后送入对数转换器。3、 对数转换器作用是将检测、放大后的透光度信号，经运算转换成吸光度信号。4、 显示装置作用是显示吸光度的读数。 第四节 分析条件的选择 在进行原子吸收光谱分析时，影响测定的可变因素很多，为了获得重现性好、灵敏度高和准确的结果，对测定条件进行优选、严格控制测定条件十分重要。一、最佳实验操作条件的选择（一）吸收波长（共振线）的选择我们知道，每种元素的基态原子都有若干条分析线，一般情况下应选用其中的最灵敏线作为分析线，最佳的分析线是通过实验确定的，最佳的分析线应具有校正曲线的线性好、范围宽等特点，这样可以提

28、高测定的灵敏度，但同时也要考虑测定中其他干扰因素的影响。为了保证测定的稳定性，也可以选择次灵敏线作为分析线。对低含量组分的测定，应尽可能选择最灵敏线作为分析线。但分析高浓度样品时，为了保持工作曲线的线性范围，选择次灵敏线作分析线是有利的。常用元素的分析线可以查表找到。（二）空心阴极灯工作条件的选择 空心阴极灯类型的选择要求：背景要小；次灵敏线要少；谱线宽度要窄；稳定性要好；光强度要大；使用寿命要长。空心阴极灯工作时发射的锐线光源应当稳定，并有合适的光强输出，为此应注意以下两点：1、预热时间灯点燃后，由于阴极受热蒸发产生原子蒸汽，其辐射的锐线光经过灯内原子蒸汽再由石英窗射出。使用时为使发射的共振

29、线稳定，必须对灯进行预热，以使灯内原子蒸汽层的分布及蒸汽厚度恒定，这样才会使灯内原子蒸汽产生的自吸收和发射的共振线的强度稳定。自吸收是指由于阴极内部温度高于外部，阴极外部的原子蒸汽会吸收辐射的共振线，使辐射强度降低，因而减少测定的灵敏度。对单光束仪器，灯的预热时间应在15min以上，才达到辐射的锐线光稳定。对双光束仪器，由于参比光束和测量光束的强度同时变化，其比值恒定，能使基线很快稳定。空心阴极灯在使用前，若在施加1/3工作电流的情况下预热0.51小时，并定期活化，可使工作寿命达上千小时。2、工作电流 元素灯本身质量的好坏直接影响测定的灵敏度及标准曲线的线性。有的灯背景过大也不能正常使用。灯在

30、使用过程中会在灯管中释放出微量氢气，而氢气发射的光是连续光谱，称之为灯的发射背景。当关闭光闸调零，然后打开光闸，改变波长，使之离开发射的波长，在没有发射线的地方，如仍有读数这就是背景连续光谱。背景读数不应大于5%，较好的灯，此值应小于1%。所以选择灯电流前应检查一下灯的质量。原子吸收分析要求光源能发射强而锐的共振线，空心阴极灯的发射特性依赖于灯电流，为得到较高的灵敏度和稳定度，就要选择合适的灯电流。灯工作电流的大小直接影响灯放电的稳定性和锐性光的输出强度。空心阴极灯上都标有最大使用电流(额定电流，约为5-10mA)，对大多数元素，日常分析的工作电流应保持额定电流的40%-60%较为合适，可保证

31、稳定、合适的锐线光强输出。从灵敏度角度考虑，灯电流宜选用小些。灯电流小，谱线的多普勒变宽和自吸效应减少，元素灯发射线半宽变窄，灵敏度较高。但是灯电流太小，元素灯放电不稳。当使用较低的灯电流时，为了保证必要的信号输出，则须增加负高压，这样引起噪声增加，使谱线的信噪比降低，读数稳定度降低，测定精密度变差。从稳定度角度考率，灯电流宜用大些。灯电流大，阴极放光稳定，谱线强度高，达到必要的信号输出所需要的负高压较低，因此提高了信噪比，使读数稳定度提高和改善测定精密度。对于常量和高含量元素分析，灯电流宜大些，可提高测定的精密度。因此，灵敏度和稳定度这两个指标，对灯电流的要求是相互矛盾的，故在选择灯电流时应

32、兼顾这一矛盾的两个方面。对于微量元素分析，应在保证读数稳定的前提下尽量选用小一些的灯电流，以获得足够高的灵敏度。对于高含量元素分析，在保证有足够灵敏度的前提下，尽量选用大一点的灯电流以获得足够高的精密度。从维护灯和使用寿命角度考虑，对于高熔点、低溅射的金属，如铁、钴、镍、铬等，灯电流允许用的大些；对于低熔点，高溅射的金属如锌、铅等，灯电流宜用小些。对于低熔点，低溅射的金属，如锡，若需增加光强度，允许灯电流稍大些。（三）狭缝宽度的选择 当共振线附近存在干扰时，狭缝宽度的选择就显得很重要。狭缝宽度的选择要用光谱通带来表示。光谱通带的宽窄直接影响测定的灵敏度和标准曲线的线性范围，单色器的光谱通带取决

33、于仪器色散能力和狭缝宽度：光谱通带=线色散率的倒数缝宽光谱通带的选择，实际上是通过改变狭缝宽度来实现的。光谱通带的选择原则是，在保证只有分析线通过出口狭缝到达检测器的前提下，尽可能选用极宽的光谱通带，以获得较高的信噪比和读数稳定性。对于谱线简单的元素，（如碱金属、碱土金属）宜用较宽的光谱通带，以得到较高的信噪比和分析准确度。对于多谱线元素，（如铁族、稀有元素）和火焰连续背景较强的情况，宜用较窄的光谱通带，这样不仅能提高分析灵敏度，标准曲线的线性也会明显改善。（四）检测器光电倍增管工作条件的选择 在日常分析中光电倍增管工作电压一般选在最大工作电压（750V）的1/32/3范围内。增加负高压能提高

34、灵敏度，噪声增大，稳定性差；降低负高压，会使灵敏度降低，提高信噪比，改善测定的稳定性，并能延长光电倍增管的使用寿命。（五）原子化工作条件的选择1、火焰原子化操作条件的选择影响火焰原子化效率的因素较多，主要考虑以下几点：（1）火焰的选择火焰的温度影响原子化的效率。火焰的基本特性 燃烧速度 燃烧速度是指由着火点向可燃烧混合气其它点传播的速度。它影响火焰的安全操作和燃烧的稳定性。要使火焰稳定，可燃混合气体的供应速度应大于燃烧速度。但供气速度过大，会使火焰离开燃烧器，变得不稳定，甚至吹灭火焰；供气速度过小，将会引起回火。 火焰温度 不同类型的火焰，其温度不同。合适的温度不仅使样品充分分解为原子蒸汽状态

35、，而且可以提高测定的灵敏度和稳定性。温度过高，增加原子的电离或激发，使基态原子数减少，对测定不利。温度过低，影响试样的解离，使灵敏度降低。因此，必须根据样品具体情况。合理选择火焰温度。火焰的燃气和助燃气比例 按火焰燃气和助燃气比例的不同，可将火焰分为三类：化学计量火焰、富燃火焰和贫燃火焰。 化学计量火焰 由于燃气与助燃气之比与化学反应计量关系相近，又称其为中性火焰。此火焰温度高、稳定、干扰小、背景低。 富燃火焰 燃气大于化学计量的火焰。又称还原性火焰。火焰呈黄色，层次模糊，温度稍低，火焰的还原性较强，适合于易形成难离解氧化物元素的测定。 贫燃火焰 又称氧化性火焰，即助燃比大于化学计量的火焰。氧

36、化性较强，火焰呈蓝色，温度较低，适于易离解、易电离元素的原子化，如碱金属等。乙炔-空气 火焰 是原子吸收测定中最常用的火焰，该火焰燃烧稳定，重现性好，噪声低，温度高，对大多数元素有足够高的灵敏度，但它在短波紫外区有较大的吸收。 氢-空气火焰 是氧化性火焰，燃烧速度较乙炔-空气 火焰高，但温度较低，优点是背景发射较弱，透射性能好。 乙炔-一氧化二氮火焰 的优点是火焰温度高，而燃烧速度并不快，适用于难原子化元素的测定，用它可测定70多种元素（2）进样量的选择 进样量过小，进入火焰的溶液太少，吸收信号弱，灵敏度低，不易测定。进样量过大，对火焰产生冷却效应，同时由于较大雾滴进入火焰，难以完全蒸发，原子

37、化效率不高，灵敏度低。确定合适的进样量的方法是：根据样品粘度选择适当粗细的毛细管，然后改变压缩空气的压强来调节进样量至所需值。进样量的观察方法是，样品溶液装至10ml刻度量筒，开始洗喷时计时，计算每分钟吸入量。样品的进样量一般在36ml/min较为适宜。遵循波斯里公式：（3）燃烧器高度的选择合适的燃烧器高度应使光束从原子浓度最大的区域通过。不同元素在火焰中形成的基态原子的最佳浓度区域高度不同，因而灵敏度也不同。一般在燃烧器狭缝口上方210mm附近火焰具有最大的基态原子密度，灵敏度高。但对于不同被测定元素和不同性质的火焰有所不同。最佳燃烧器高度应通过实验确定。方法是：固定燃气和助燃气流量，用一固

38、定样品溶液喷雾，逐步上下缓慢改变燃烧器高度，调节零点，测定吸光度，绘制吸光度-燃烧器高度曲线，现在最佳高度。（4）燃烧器角度的选择通常情况下燃烧器的角度为0度，即燃烧器缝口与光轴方向一致，此时具有最高灵敏度。在测定高浓度样品时，可选择一定的角度，当角度为90度，燃烧器长10cm时，灵敏度仅为0度时的1/20。3、 石墨炉原子化最佳操作条件的选择石墨炉原子化吸收的灯电流、狭缝宽度、分析线等都与火焰原子化条件相同，不同的是干燥、灰化、原子化和除残温度和时间等。（1） 干燥时间与温度的选择 干燥时间与温度影响测定结果的重现性。适宜的干燥时间与温度以蒸尽溶剂而不发生迸溅为原则。一般选择略高于溶剂沸点的

39、温度。斜坡升温有利于干燥。干燥时间与干燥温度相配合，一般取样10100ul，干燥时间为1560s，具体时间通过实验确定。（2）灰化时间与温度的选择灰化时间与温度的选择的原则是：在保证被测元素不挥发损失的条件下，尽量提高灰化温度，以除去比被测元素化合物容易挥发的样品基体，减少背景吸收。适宜的灰化温度和时间由实验确定，即在原子化程序不变的情况下，绘制吸光度-灰化时间（温度）曲线确定最佳灰化时间与灰化温度。（3）原子化时间与温度的选择 原子化温度是由元素及其化合物自身的性质决定的。不同原子有不同的原子化温度，选择原则是，选用达到最大吸收信号的最低温度作为原子化温度，这样可以延长石墨管的使用寿命。原子

40、化时间与原子化温度相配合，原子化时间以保证完全原子化为准。一般情况是在保证完全原子化的前提下，原子化时间尽可能短些。对易形成碳化物的元素，原子化时间可适当长些。实际工作中，原子化温度是通过实验绘制吸光度-原子化温度曲线确定。（4）除残时间与温度的选择 除残的目的是消除仪器对残留物的记忆效应，一般采用空烧的方法除残。除残温度高于原子化温度，一般为3000，除残时间为35s，否则使石墨管寿命大大缩减。（5）载气流量的选择 载气通常使用氩气或氮气，使用较多的是氩气。载气流量影响测定的灵敏度和石墨管寿命。目前，大多采用内外单独供气方式，外部气体流量在15L/min，内部气体流量在6070L/min。在

41、原子化期间，内部气体流量的大小与测定元素有关，可通过实验确定。（6）冷却水的选择 为了使石墨管温度迅速将至室温，常用水温约20、流量为12L/min的冷却水（可在 2030s冷却）。水温不宜过低，流速不宜过大，避免在石墨椎体或石英窗上产生冷凝水。五、 干扰因素及消除方法原子吸收光谱分析由于使用锐线光谱，因此谱线干扰也少。但在实际测定中，干扰仍然存在。原子吸收光谱分析所存在的干扰主要有化学干扰、物理干扰、电离干扰和光谱干扰四种类型。（一） 化学干扰及消除方法化学干扰是指在样品处理及原子化过程中，被测元素与干扰物质发生化学反应，形成更稳定的化合物，影响被测元素化合物的解离及其原子化，导致火焰中基态

42、原子数目减少而产生干扰。它是原子吸收光谱分析中的主要干扰。消除的方法有如下几种：改善火焰温度、加入保护剂、加入释放剂或分离干扰物质。（二） 物理干扰及消除方法物理干扰是指样品在转移、蒸发和原子化过程中，由于物理因素（表面张力、密度和蒸汽压等）的变化而引起原子吸收强度下降的效应。消除的方法是：配制与被测溶液组成类似的标准溶液；在样品组成未知或无法匹配样品时，可以采用标准加入法或选择适当溶剂稀释样品溶液；调整撞击小球位置以产生尽可能多的细雾；或使有机溶剂来改善溶液的表面张力，使颗粒迅速蒸发；或确定合适的抽吸量。（三） 电离干扰及消除方法电离干扰是指在高温火焰下，原子吸收能量后电离成离子，使基态原子

43、数目减少，导致被测元素的吸光度下降，造成结果偏低。火焰温度越高，电离干扰越显著。消除电离干扰的方法有：在样品溶液中加入过量比被测元素电离点位低的其他元素（通常为碱金属元素）。由于加入的元素在火焰中强烈电离，产生大量电子，而抑制了被测元素基态原子的电离。加入量的多少由实验确定。加入量太多会影响吸收信号和产生杂散光。一般地说，加入元素的电离点位越低，加入的量可以越少。（四） 光谱干扰及消除方法光谱干扰是指被测元素吸收线与其他吸收线或辐射不能完全分离而产生的干扰，主要来源于光源和原子化器，也与共存元素有关。光谱干扰包括谱线干扰和背景干扰。1、 谱线干扰 可另选其他无干扰的分析线或预先分离干扰元素后进

44、行测定，消除干扰；或缩小狭缝宽度、适当减小灯电流。2、 背景干扰 （1）背景干扰的产生 背景干扰主要是由分子吸收和光散射而产生的，表现为增加表观吸光度，使测定结果偏高。分子吸收是指在原子化过程中由于燃气、助燃气、生成气体、试液中的盐类与无机酸（主要为硫酸、磷酸）等分子或游离基对锐线辐射的吸收而产生的干扰。光散射是在原子化过程中夹杂在火焰中的固体颗粒对锐线光源产生散射，使共振线不能投射在单色器上，从而使被检测的光减弱。通常辐射光波长越短，光散射干扰越强，灵敏度下降的越多。（2）背景干扰的消除 为校正背景干扰，可采用以下方法：连续光源背景校正法（氘灯校正）：连续光源采用氘灯在紫外区；碘钨灯在可见光

45、区背景校正。切光器可使锐线光源与氘灯连续光源交替进入原子化器。锐线光源测定的吸光度值为原子吸收与背景吸收的总吸光度。连续光源所测吸光度为背景吸收，因为在使用连续光源时，被测元素的共振线吸收相对于总入射光强度是可以忽略不计的。因此连续光源的吸光度值即为背景吸收。将锐线光源吸光度值减去连续光源吸光度值，即为校正背景后的被测元素的吸光度值。 氘灯校正法灵敏度高，应用广泛。非常适合火焰校正，在火焰和石墨炉共用的机型中，采用氘灯校正法是最折衷的方法，虽然在石墨炉中氘灯校正法不及塞曼效应背景校正理想，但在火焰分析中由于火焰产生的粒子造成光散塞曼效应射而使塞曼效应无法正常地进行磁场分裂，氘灯校正法在火焰分析

46、中比塞曼效应校正法优越的多。 氘灯校正法的缺点采用两种不同的光源，需较高技术调整光路平衡。 塞曼效应背景校正 ：当仅使用石墨炉进行原子化时，最理想是利用塞曼效应进行背景校正。塞曼效应是指光通过加在石墨炉上的强磁场时，引起光谱线发生分裂的现象。塞曼效应分为正常塞曼和反常塞曼效应。塞曼效应使用同一光源进行测量，是非常理想的校正方法，它要求光能集中同方向地通过电磁场中线进行分裂，但在火焰分析中，由于火焰中的固体颗粒对锐性光源产生多种散射、光偏离，燃烧时粒子互相碰撞等因素产生许多不可预见因素，造成光谱线分裂紊乱，在火焰中的应用极不理想。并且，塞曼效应的检测灵敏度低于氘灯校正法。自吸收校正法（SR法）：当空心阴极灯在高电流工作时，其阴极发射的锐线光会被灯内产生的原子云基态原子吸收，是发射的锐线光谱变宽，吸收度下降，灵敏度液下降。这种自吸现象无法避免。因此，可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和。然后使它在高电流下工作，通过原子化器，测得相当于背景的吸收。将两次测的吸光度相减，就可扣除背景的影响。优点是使用同一光源，不足是加速空心阴极灯的老化，其寿命只有正常的1/3，现这种方式已基本不被采用。 第五节 定量分析原子吸收光谱分析法主要用于元素的定量分析，分析时首先要了解原子吸收光谱仪的性能指标，才能在正确的操作条件下，获得准确的