第三章-原子吸收-材料现代分析方法-仪器分析PPT-ppt课件.ppt

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1、1第八章第八章 原子吸收光谱分析原子吸收光谱分析 8-1 原子吸收分析法发展概况原子吸收分析法发展概况 原子吸收光谱法（原子吸收光谱法（原子吸收光谱法（原子吸收光谱法（AAS)AAS)是是是是2020世纪世纪世纪世纪5050年代中年代中年代中年代中期出现并在以后逐渐发展起来的一种仪器分析期出现并在以后逐渐发展起来的一种仪器分析期出现并在以后逐渐发展起来的一种仪器分析期出现并在以后逐渐发展起来的一种仪器分析方法。方法。方法。方法。它是基于被测元素的它是基于被测元素的它是基于被测元素的它是基于被测元素的基态原子在蒸汽状态下基态原子在蒸汽状态下基态原子在蒸汽状态下基态原子在蒸汽状态下对其原子共振线的

2、吸收对其原子共振线的吸收对其原子共振线的吸收对其原子共振线的吸收来进行元素来进行元素来进行元素来进行元素定量分析定量分析定量分析定量分析的的的的方法。方法。方法。方法。原子吸收光谱法的分析过程原子吸收光谱法的分析过程 原子吸收光谱法的特点原子吸收光谱法的特点1 1、优点优点优点优点检测限低，火焰原子化法的检测限可达检测限低，火焰原子化法的检测限可达检测限低，火焰原子化法的检测限可达检测限低，火焰原子化法的检测限可达ng/mLng/mL级，石级，石级，石级，石墨炉原子化法更低，可达墨炉原子化法更低，可达墨炉原子化法更低，可达墨炉原子化法更低，可达1010-10-101010-13-13g g；选

3、择性比较好，谱线较简单，谱线数目比选择性比较好，谱线较简单，谱线数目比选择性比较好，谱线较简单，谱线数目比选择性比较好，谱线较简单，谱线数目比AESAES法少得多，法少得多，法少得多，法少得多，谱线干扰少。谱线干扰少。谱线干扰少。谱线干扰少。火焰原子化法的精密度、重现性也比较好，吸收强度随火焰原子化法的精密度、重现性也比较好，吸收强度随火焰原子化法的精密度、重现性也比较好，吸收强度随火焰原子化法的精密度、重现性也比较好，吸收强度随原子化器温度变化的影响小。原子化器温度变化的影响小。原子化器温度变化的影响小。原子化器温度变化的影响小。分析速度快，仪器比较简单，操作方便，应用比较广。分析速度快，仪

4、器比较简单，操作方便，应用比较广。分析速度快，仪器比较简单，操作方便，应用比较广。分析速度快，仪器比较简单，操作方便，应用比较广。一般实验室均可配备原子吸收光谱仪器，能够测定的元素一般实验室均可配备原子吸收光谱仪器，能够测定的元素一般实验室均可配备原子吸收光谱仪器，能够测定的元素一般实验室均可配备原子吸收光谱仪器，能够测定的元素多达多达多达多达7070多种，不仅可以测定金属元素，也可以用间接法多种，不仅可以测定金属元素，也可以用间接法多种，不仅可以测定金属元素，也可以用间接法多种，不仅可以测定金属元素，也可以用间接法测定某些非金属元素和有机化合物。测定某些非金属元素和有机化合物。测定某些非金属

5、元素和有机化合物。测定某些非金属元素和有机化合物。图图图图8.28.2 1)1)实线框表示可直接测定元素实线框表示可直接测定元素实线框表示可直接测定元素实线框表示可直接测定元素2)2)圆圈内的元素需要高温火焰原子化圆圈内的元素需要高温火焰原子化圆圈内的元素需要高温火焰原子化圆圈内的元素需要高温火焰原子化3)3)虚线内为间接测定的元素虚线内为间接测定的元素虚线内为间接测定的元素虚线内为间接测定的元素2、缺点缺点 除了一些现代、先进的仪器可以进行多元素的除了一些现代、先进的仪器可以进行多元素的除了一些现代、先进的仪器可以进行多元素的除了一些现代、先进的仪器可以进行多元素的测定外，目前大多数仪器都不

6、能同时进行多元素的测定外，目前大多数仪器都不能同时进行多元素的测定外，目前大多数仪器都不能同时进行多元素的测定外，目前大多数仪器都不能同时进行多元素的测定。测定。测定。测定。由于原子化温度比较低，对于一些易形成稳定由于原子化温度比较低，对于一些易形成稳定由于原子化温度比较低，对于一些易形成稳定由于原子化温度比较低，对于一些易形成稳定化合物的元素，如化合物的元素，如化合物的元素，如化合物的元素，如WW、NbNb、TaTa、ZrZr、HfHf、稀土、稀土、稀土、稀土等以及非金属元素，原子化效率低，检出能力差，等以及非金属元素，原子化效率低，检出能力差，等以及非金属元素，原子化效率低，检出能力差，等

7、以及非金属元素，原子化效率低，检出能力差，受化学干扰较严重。受化学干扰较严重。受化学干扰较严重。受化学干扰较严重。非火焰的石墨炉原子化器虽然原子化效率高，非火焰的石墨炉原子化器虽然原子化效率高，非火焰的石墨炉原子化器虽然原子化效率高，非火焰的石墨炉原子化器虽然原子化效率高，检测限低，但是重现性和准确性较差。检测限低，但是重现性和准确性较差。检测限低，但是重现性和准确性较差。检测限低，但是重现性和准确性较差。8-2 原子吸收光谱分析基本原理原子吸收光谱分析基本原理 一一 原子吸收光谱的产生原子吸收光谱的产生 1 1、原子吸收光谱的产生条、原子吸收光谱的产生条、原子吸收光谱的产生条、原子吸收光谱的

8、产生条件：件：件：件：辐射能：辐射能：辐射能：辐射能：存在有效的吸光质点，即存在有效的吸光质点，即存在有效的吸光质点，即存在有效的吸光质点，即基态原子。基态原子。基态原子。基态原子。基态原子对光的吸收基态原子对光的吸收基态原子对光的吸收基态原子对光的吸收 2、共振线与吸收线、共振线与吸收线元素原子的核外电子层具有各种不同的电元素原子的核外电子层具有各种不同的电子能级，最外层的电子在一般情况下，处子能级，最外层的电子在一般情况下，处于最低的能级状况，整个原子也处于最低于最低的能级状况，整个原子也处于最低能级状态能级状态基态基态。基态原子的外层电子。基态原子的外层电子得到能量以后，就会发生电子从低

9、能态向得到能量以后，就会发生电子从低能态向高能态的跃迁。高能态的跃迁。电子从电子从基态跃迁至第一激发态基态跃迁至第一激发态所产生的吸所产生的吸收谱线称为原子的共振吸收线（简称收谱线称为原子的共振吸收线（简称共振共振线线）。）。共振线是元素的灵敏线。共振线是元素的灵敏线。二二 谱线的轮廓与谱线变宽谱线的轮廓与谱线变宽 吸收系数吸收系数-频率关系曲线频率关系曲线 K0：峰值吸收系数峰值吸收系数 (中心频率中心频率):峰值吸收系数对应的频率峰值吸收系数对应的频率 (半宽度半宽度)峰值吸收系数一半处，峰值吸收系数一半处，吸收线轮廓上两点之间吸收线轮廓上两点之间的频率差的频率差(或波长差或波长差)1.自

10、然宽度自然宽度没没有有外外界界影影响响，谱谱线线具具有有的的宽宽度度称称为为自自然然宽宽度度。它它与与激激发发态态原原子子的的平平均均寿寿命命有有关关，平平均均寿寿命命越越长长，谱谱线线宽宽度度越越窄窄。不不同同谱谱线线有有不不同同的的自自然然宽宽度度，多多数情况下约为数情况下约为10-4 。2.多普勒多普勒(Doppler)变宽变宽(D D)由原子无规则的由原子无规则的热运动热运动引起引起,又称为热变宽。又称为热变宽。随随温度温度升高和升高和原子量原子量减小，多普勒减小，多普勒宽度增加。宽度增加。多普勒宽度一般为多普勒宽度一般为10-2。3.压力变宽压力变宽(碰撞变宽碰撞变宽)(L)由粒子（

11、原子、分子、离子和电子）间的相由粒子（原子、分子、离子和电子）间的相互碰撞导致的谱线变宽。互碰撞导致的谱线变宽。1)1)同种原子碰撞同种原子碰撞赫尔兹马克赫尔兹马克（Holtzmank）变变宽。宽。2)2)待测原子与其它种粒子碰撞待测原子与其它种粒子碰撞-罗伦兹罗伦兹（Lorentz）变宽。随原子区内气体压力增大和变宽。随原子区内气体压力增大和温度升高而增大，可达温度升高而增大，可达10-2。4.自吸变宽自吸变宽由自吸现象引起的谱由自吸现象引起的谱线变宽。线变宽。光源空心阴光源空心阴极灯发射的共振线被极灯发射的共振线被灯内同种基态原子吸灯内同种基态原子吸收产生自吸现象，从收产生自吸现象，从而使

12、谱线变宽。而使谱线变宽。灯电灯电流流越大，自吸变宽越越大，自吸变宽越严重。严重。一束频率为一束频率为一束频率为一束频率为、强度、强度、强度、强度I I0 0的平行光垂直通过厚度为的平行光垂直通过厚度为的平行光垂直通过厚度为的平行光垂直通过厚度为l l的原子蒸气，一部分光被吸收，透过光的强度为的原子蒸气，一部分光被吸收，透过光的强度为的原子蒸气，一部分光被吸收，透过光的强度为的原子蒸气，一部分光被吸收，透过光的强度为I I，I I0 0与与与与I I 之间的关系之间的关系之间的关系之间的关系遵循吸收定律遵循吸收定律遵循吸收定律遵循吸收定律，即，即，即，即 I I =I I0 0 exp(-exp

13、(-KK l l)式中式中式中式中KK 为基态原子对频率为为基态原子对频率为为基态原子对频率为为基态原子对频率为 的光的吸收系数。的光的吸收系数。的光的吸收系数。的光的吸收系数。三、积分吸收与峰值吸收三、积分吸收与峰值吸收基态原子对光的吸收基态原子对光的吸收基态原子对光的吸收基态原子对光的吸收 吸收定律的适应性吸收定律的适应性物质物质(包括分子或原子包括分子或原子)对光的吸收要能符对光的吸收要能符合吸收定律，入射光必须是合吸收定律，入射光必须是单色光单色光。图图图图3.43.4 非单色光对吸收量的影响非单色光对吸收量的影响非单色光对吸收量的影响非单色光对吸收量的影响a.a.分子吸收，分子吸收，

14、分子吸收，分子吸收，b.b.原子吸收原子吸收原子吸收原子吸收 积分吸收与峰值吸收积分吸收与峰值吸收可见，不能用测量分子吸收的方法来测量原子吸收。可见，不能用测量分子吸收的方法来测量原子吸收。可见，不能用测量分子吸收的方法来测量原子吸收。可见，不能用测量分子吸收的方法来测量原子吸收。因此，必须建立原子吸收的测量理论和测量技术。因此，必须建立原子吸收的测量理论和测量技术。因此，必须建立原子吸收的测量理论和测量技术。因此，必须建立原子吸收的测量理论和测量技术。吸收系数吸收系数-频率关系曲线频率关系曲线 三、三、积分吸收与峰值吸收积分吸收与峰值吸收 式中式中式中式中e e为电子的电荷，为电子的电荷，为

15、电子的电荷，为电子的电荷，mm为电为电为电为电子的质量，子的质量，子的质量，子的质量，c c为光速，为光速，为光速，为光速，N N0 0为单为单为单为单位体积内基态原子数，位体积内基态原子数，位体积内基态原子数，位体积内基态原子数，f f为振为振为振为振子强度，即为能被入射辐射子强度，即为能被入射辐射子强度，即为能被入射辐射子强度，即为能被入射辐射激发的每个原子的平均电子激发的每个原子的平均电子激发的每个原子的平均电子激发的每个原子的平均电子数，它正比于原子对特定波数，它正比于原子对特定波数，它正比于原子对特定波数，它正比于原子对特定波长辐射的吸收几率。长辐射的吸收几率。长辐射的吸收几率。长辐

16、射的吸收几率。1 1、积分吸收：、积分吸收：、积分吸收：、积分吸收：在吸收轮廓的频率范围内，吸收系数在吸收轮廓的频率范围内，吸收系数在吸收轮廓的频率范围内，吸收系数在吸收轮廓的频率范围内，吸收系数KK 对于频率的积分，如下图所示，称为积分吸收系对于频率的积分，如下图所示，称为积分吸收系对于频率的积分，如下图所示，称为积分吸收系对于频率的积分，如下图所示，称为积分吸收系数，简称为积分吸收。数，简称为积分吸收。数，简称为积分吸收。数，简称为积分吸收。在温度不太高的稳定火焰条件下，在温度不太高的稳定火焰条件下，在温度不太高的稳定火焰条件下，在温度不太高的稳定火焰条件下，峰值吸收峰值吸收峰值吸收峰值吸

17、收KK0 0与火焰中被与火焰中被与火焰中被与火焰中被测元素的原子浓度测元素的原子浓度测元素的原子浓度测元素的原子浓度NN0 0也成正比。也成正比。也成正比。也成正比。在通常原子吸收的测量在通常原子吸收的测量在通常原子吸收的测量在通常原子吸收的测量条件下，原子吸收线的轮廓主要取决于热变宽条件下，原子吸收线的轮廓主要取决于热变宽条件下，原子吸收线的轮廓主要取决于热变宽条件下，原子吸收线的轮廓主要取决于热变宽(即多普勒即多普勒即多普勒即多普勒变宽变宽变宽变宽)，这时吸收系数，这时吸收系数，这时吸收系数，这时吸收系数KK 可表示为：可表示为：可表示为：可表示为：代入上节的积分吸收式，得代入上节的积分吸

18、收式，得代入上节的积分吸收式，得代入上节的积分吸收式，得 整理后得整理后得整理后得整理后得 因此可以看出，峰值吸收系数因此可以看出，峰值吸收系数因此可以看出，峰值吸收系数因此可以看出，峰值吸收系数KK0 0与原子浓度成正比。只要与原子浓度成正比。只要与原子浓度成正比。只要与原子浓度成正比。只要能测出能测出能测出能测出KK0 0，就可以得到，就可以得到，就可以得到，就可以得到NN0 0。2 2、峰值吸收：、峰值吸收：、峰值吸收：、峰值吸收：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KK0 0，称为峰值吸收系数，简称为峰

19、值吸收。，称为峰值吸收系数，简称为峰值吸收。，称为峰值吸收系数，简称为峰值吸收。，称为峰值吸收系数，简称为峰值吸收。3 3、实际测量：、实际测量：、实际测量：、实际测量：光吸收定律：光吸收定律：=kN0L将上节的将上节的将上节的将上节的K K0 0式代入上式，式代入上式，式代入上式，式代入上式，得得得得:1）发射线的半宽度应明显地小于发射线的半宽度应明显地小于吸收线的半宽度。吸收线的半宽度。2）通过原子蒸气的发射线的中心通过原子蒸气的发射线的中心频率与吸收线的中心频率一致。频率与吸收线的中心频率一致。峰值吸收的测量条件峰值吸收的测量条件 P234吸收线吸收线发射线发射线0在通常原子吸收的测量条

20、件下，在通常原子吸收的测量条件下，在通常原子吸收的测量条件下，在通常原子吸收的测量条件下，原子蒸汽中基态原原子蒸汽中基态原原子蒸汽中基态原原子蒸汽中基态原子数近似等于总原子数。子数近似等于总原子数。子数近似等于总原子数。子数近似等于总原子数。这可以从热力学原理得出。这可以从热力学原理得出。这可以从热力学原理得出。这可以从热力学原理得出。在一定温度下的热力学平衡体系中，基态与激发态在一定温度下的热力学平衡体系中，基态与激发态在一定温度下的热力学平衡体系中，基态与激发态在一定温度下的热力学平衡体系中，基态与激发态的原子数比遵循波耳茨曼分布定律，即的原子数比遵循波耳茨曼分布定律，即的原子数比遵循波耳

21、茨曼分布定律，即的原子数比遵循波耳茨曼分布定律，即 值绝大多数在值绝大多数在值绝大多数在值绝大多数在10103 3以下以下以下以下，激发态的原子数不，激发态的原子数不，激发态的原子数不，激发态的原子数不足于基态的千分之一，激发态的原子数在总原子数足于基态的千分之一，激发态的原子数在总原子数足于基态的千分之一，激发态的原子数在总原子数足于基态的千分之一，激发态的原子数在总原子数中可以忽略不计，即基态原子数近似等于总原子数。中可以忽略不计，即基态原子数近似等于总原子数。中可以忽略不计，即基态原子数近似等于总原子数。中可以忽略不计，即基态原子数近似等于总原子数。四、基态原子数与原子吸收定量基础四、基

22、态原子数与原子吸收定量基础 原子吸收定量分析基本关系式原子吸收定量分析基本关系式比尔定律：比尔定律：8-3 原子吸收分光光度计原子吸收分光光度计WFX-210WFX-210全自动火焰全自动火焰全自动火焰全自动火焰/石墨炉原子吸收分光光度计石墨炉原子吸收分光光度计石墨炉原子吸收分光光度计石墨炉原子吸收分光光度计8.3.1 原子吸收分光光度计的基本组件及类型原子吸收分光光度计的基本组件及类型 原子吸收分光光度法依次由光源、原子化器、单原子吸收分光光度法依次由光源、原子化器、单原子吸收分光光度法依次由光源、原子化器、单原子吸收分光光度法依次由光源、原子化器、单色器、检测器和放大、读出装置五大基本部件

23、组色器、检测器和放大、读出装置五大基本部件组色器、检测器和放大、读出装置五大基本部件组色器、检测器和放大、读出装置五大基本部件组成。如下图所示成。如下图所示成。如下图所示成。如下图所示（单道单光束型（单道单光束型（单道单光束型（单道单光束型）。一一 光源光源 光源的作用：光源的作用：提供待测元素的特征光谱提供待测元素的特征光谱。光源应满足如下要求光源应满足如下要求：l能发射待测元素的特征光谱能发射待测元素的特征光谱能发射待测元素的特征光谱能发射待测元素的特征光谱(共振线共振线共振线共振线)；l能发射锐线；能发射锐线；能发射锐线；能发射锐线；l辐射光强度大；辐射光强度大；辐射光强度大；辐射光强度

24、大；l稳定性好。稳定性好。稳定性好。稳定性好。1.空心阴极灯的构造空心阴极灯的构造空心阴极灯空心阴极灯2.放电机理放电机理灯发射的灯发射的谱线波长取决于谱线波长取决于阴极材料阴极材料3.空心阴极灯工作条件空心阴极灯工作条件l 惰性气体：低压，种类惰性气体：低压，种类(氩和氖氩和氖)。l 灯电流灯电流4.灯电源灯电源供电方式：脉冲供电，采用光源调制技供电方式：脉冲供电，采用光源调制技术消除原子化器直流发射信号的干扰。术消除原子化器直流发射信号的干扰。二二 原子化器原子化器原原子子化化器器的的作作用用：提提供供能能量量使使试试样样干干燥、蒸发和原子化。燥、蒸发和原子化。实现原子化的方法：实现原子化

25、的方法：l 火焰原子化火焰原子化l 非火焰原子化非火焰原子化l 低温原子化低温原子化（一）火焰原子化器（一）火焰原子化器预混合式火焰原子化系统的结构预混合式火焰原子化系统的结构-分为三部分，即分为三部分，即喷雾器喷雾器雾化室雾化室燃烧器燃烧器雾化器雾化器1.喷雾器与雾化喷雾器与雾化气动雾化器的雾化效率：气动雾化器的雾化效率：5-15气溶胶直径范围：气溶胶直径范围：5-25 m2.混合室（雾化室）混合室（雾化室）混合室的作用：混合室的作用：l除去大雾滴；除去大雾滴；l使气溶胶与燃气、使气溶胶与燃气、助燃气充分混合均助燃气充分混合均匀后进入燃烧器以匀后进入燃烧器以减小对火焰的扰动，减小对火焰的扰动

26、，降低噪声。降低噪声。燃烧头燃烧头废水废水喷雾助燃气喷雾助燃气燃气燃气扰流器扰流器喷雾器喷雾器毛细管毛细管 紧固螺丝紧固螺丝补助助燃气补助助燃气扰流器调节杆扰流器调节杆3.燃烧器与火焰燃烧器与火焰燃烧器的作用：燃烧器的作用：产生火焰，使进产生火焰，使进入火焰的气溶胶入火焰的气溶胶蒸发和原子化。蒸发和原子化。MX 液体试样液体试样MX固体微粒固体微粒MX气态分子气态分子M 基态原子基态原子干燥干燥熔融、蒸发熔融、蒸发离解离解原子化过程原子化过程激发态激发态离子离子分子分子1)火焰温度火焰温度几种火焰的温度几种火焰的温度燃气燃气 助燃气助燃气 最高火焰温度最高火焰温度/K 乙炔乙炔 空气空气 26

27、00乙炔乙炔 氧气氧气 3160乙炔乙炔 氧化亚氮氧化亚氮 2990氢气氢气 空气空气 2318氢气氢气 氧气氧气 2933氢气氢气 氧化亚氮氧化亚氮 2880丙烷丙烷 空气空气 2198火焰温度的空间分布火焰温度的空间分布 正常燃烧的火焰结构由预热区、第一反应区、中正常燃烧的火焰结构由预热区、第一反应区、中正常燃烧的火焰结构由预热区、第一反应区、中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，如下图所示，间薄层区和第二反应区组成，如下图所示，间薄层区和第二反应区组成，如下图所示，间薄层区和第二反应区组成，如下图所示，试样原子化主要在试样原子化主要在试样原子化主要在试样原

28、子化主要在第一反应区和中间薄层区第一反应区和中间薄层区第一反应区和中间薄层区第一反应区和中间薄层区进行。进行。进行。进行。中中中中间薄层区的温度达到最高点间薄层区的温度达到最高点间薄层区的温度达到最高点间薄层区的温度达到最高点，是原子吸收分析的主要，是原子吸收分析的主要，是原子吸收分析的主要，是原子吸收分析的主要应用区应用区应用区应用区(对于易原子化、干扰效应小的碱金属分析，对于易原子化、干扰效应小的碱金属分析，对于易原子化、干扰效应小的碱金属分析，对于易原子化、干扰效应小的碱金属分析，可以在第一反应区进行可以在第一反应区进行可以在第一反应区进行可以在第一反应区进行)。2）氧化还原特性氧化还原

29、特性 化学计量性火焰（中性火焰）：燃气与化学计量性火焰（中性火焰）：燃气与助燃气的比例与化学反应计量关系相近。助燃气的比例与化学反应计量关系相近。富燃火焰（还原性火焰）：燃气大于化富燃火焰（还原性火焰）：燃气大于化学计量的火焰。学计量的火焰。贫燃火焰（氧化性火焰）：助燃气大于贫燃火焰（氧化性火焰）：助燃气大于化学计量的火焰。化学计量的火焰。预混合型火焰原子化器预混合型火焰原子化器 火焰原子化器的特点火焰原子化器的特点优点：操作简单，火焰稳定，测量优点：操作简单，火焰稳定，测量精密度高，应用范围广。精密度高，应用范围广。缺点：试样利用率低，检出限受到缺点：试样利用率低，检出限受到限制；只可以液体

30、进样。限制；只可以液体进样。（二）（二）非火焰原子化器非火焰原子化器1.石墨炉原子化器的结构石墨炉原子化器的结构组成部分：加热电源；保护气控制系统；石墨管组成部分：加热电源；保护气控制系统；石墨管石墨炉原子化器是常用的非火焰原子化器，是用石墨炉原子化器是常用的非火焰原子化器，是用电热能提供能量电热能提供能量以实现元素的原子化的。以实现元素的原子化的。(1)加热电源加热电源 提供低电压提供低电压(10V)、大电流、大电流(500A)，使石墨，使石墨 管迅速加热升温管迅速加热升温l保护石墨管不被氧化、烧蚀；保护石墨管不被氧化、烧蚀；l除去干燥和灰化过程中产生的基体蒸气；除去干燥和灰化过程中产生的基

31、体蒸气；l避免已经原子化了的原子再被氧化。避免已经原子化了的原子再被氧化。(2)保护气保护气(氩气氩气)作用作用(3)石墨管石墨管石墨管原子化器构造石墨管原子化器构造2.原子化过程原子化过程高温除残高温除残原子化原子化干燥干燥灰化灰化 蒸发样品中的溶剂或水分。其温度稍稍蒸发样品中的溶剂或水分。其温度稍稍高于溶剂的沸点。高于溶剂的沸点。去掉较被测元素化合物易挥发的基体物质，减去掉较被测元素化合物易挥发的基体物质，减少分子吸收。少分子吸收。高温下使以各种形式存在的分析物挥发并高温下使以各种形式存在的分析物挥发并离解成中性原子。离解成中性原子。使残留的试样在高温下挥发掉，净化石使残留的试样在高温下挥

32、发掉，净化石墨管，以消除记忆效应。墨管，以消除记忆效应。四个步骤四个步骤原子化过程的反应原子化过程的反应3.石墨炉原子化法的特点石墨炉原子化法的特点优点优点l试样利用率高，用样量小。试样利用率高，用样量小。l绝对检出限低绝对检出限低,可达到可达到10-12-10-14 g(试样原子化在惰性气体中和强还原试样原子化在惰性气体中和强还原性介质内进行，利于难熔氧化物的原性介质内进行，利于难熔氧化物的原子化；原子在吸收区内的平均停留时子化；原子在吸收区内的平均停留时间长，原子化效率高间长，原子化效率高)。l液体和液体和固体试样固体试样均可直接进样。均可直接进样。缺点缺点l背景吸收较强，必须扣除；背景吸

33、收较强，必须扣除；l测定精密度比火焰法差。测定精密度比火焰法差。（三）低温原子化器（三）低温原子化器低温原子化低温原子化 利用元素本身或元素的氢化物在低利用元素本身或元素的氢化物在低温下的易挥发性进行原子化，原子温下的易挥发性进行原子化，原子化温度低于化温度低于1000。1.汞低温原子化法汞低温原子化法2.氢化物原子化法氢化物原子化法AsH3 该法适用于该法适用于Ge、Sn、Pb、As、Sb、Bi、Se和和Te等元素。等元素。可作价态及形态分析可作价态及形态分析低酸度：测低酸度：测As(III)；高酸度：高酸度：测测As(III)、As(V)合量合量低温原子化优点：低温原子化优点：l检出限比火

34、焰法低检出限比火焰法低1 13个个数量级；数量级；l选择性好，干扰少。选择性好，干扰少。作用作用:将分析线与其它谱线分开将分析线与其它谱线分开其它谱线其它谱线l光源非分析线及杂质发射线光源非分析线及杂质发射线l原子化器发射原子化器发射,如如CN,NH,C2等等三三 分光系统分光系统分光系统位置：分光系统位置：原子化器与检测器之间原子化器与检测器之间光栅光栅入射狭缝入射狭缝出射狭缝出射狭缝1.单色器单色器 光栅光栅 四四 检测系统检测系统光电转换器件光电转换器件光电倍增管光电倍增管mAR1R2R3R4R5R负电压光光光光敏敏阴阴极极阳阳极极电子倍增极电子倍增极电子倍电子倍 增极增极火焰法原子吸收

35、分析示意图火焰法原子吸收分析示意图8.4 干扰效应及其抑制干扰效应及其抑制一一 电离干扰电离干扰 电离干扰：电离干扰：被测原子在火焰中发生电离而被测原子在火焰中发生电离而引起的干扰引起的干扰火焰火焰 氧化亚氮氧化亚氮-乙炔乙炔 空气空气-乙炔乙炔钙的电离度钙的电离度43 3消除方法消除方法:1)选择低温火焰选择低温火焰 2)加入消电离剂加入消电离剂K K+e纯水溶液纯水溶液消电离剂消电离剂:KCl0.2%KCl易电离元素通过易电离元素通过电离抑制待测元电离抑制待测元素的电离素的电离二二 物理干扰（基体效应）物理干扰（基体效应）指试液与标准溶液物理性质指试液与标准溶液物理性质(如粘度、如粘度、表

36、面张力、密度等表面张力、密度等)有差别而产生的干有差别而产生的干扰。是扰。是非选择性非选择性干扰。干扰。消除方法：消除方法：1.采用与被测试样组成相似的标准样品采用与被测试样组成相似的标准样品制作工作曲线。制作工作曲线。2.标准加入法。标准加入法。三三 化学干扰化学干扰 在溶液或气相中被测元素与共存的其在溶液或气相中被测元素与共存的其它组分发生化学反应而引起的干扰。它组分发生化学反应而引起的干扰。它主要影响被测元素的原子化。化学它主要影响被测元素的原子化。化学干扰是干扰是选择性选择性干扰。干扰。消除方法：消除方法：1)选择合适的火焰选择合适的火焰火焰火焰干扰情况干扰情况乙炔空气乙炔空气严重干扰

37、严重干扰乙炔乙炔-N2O无干扰无干扰乙炔空气乙炔空气严重干扰严重干扰乙炔乙炔-N2O无干扰无干扰测定元素测定元素CaMg干扰物质干扰物质磷酸盐磷酸盐Al 2)加入释放剂（应用广泛）加入释放剂（应用广泛）2CaCl2+2H3PO4 Ca2P2O7+4HClCaCl2+H3PO4+LaCl3LaPO4+3HCl+CaCl23)加入保护剂加入保护剂（应用广泛）（应用广泛）H2Y2-+Mg2+=MgY2-+2H+H2Y2-+Al3+=AlY-+2H+4)其它方法其它方法钙的测定钙的测定四四 光谱干扰光谱干扰 光谱干扰是指与光谱发射和吸光谱干扰是指与光谱发射和吸 收有关的干扰效应。收有关的干扰效应。1

38、发射线干扰及消除方法发射线干扰及消除方法干扰谱线干扰谱线l光源非分析线及杂质发射线光源非分析线及杂质发射线l原子化器发射原子化器发射,如如CN,NH,C2等等Zn:2138.56Cu:2136.58光谱通带光谱通带干扰元素发射线干扰元素发射线分析元素发射线分析元素发射线消除干扰方法：消除干扰方法：1)减小狭缝宽度减小狭缝宽度2)光源光源和放大器的交流和放大器的交流调制技术调制技术(原子化器原子化器直流发射信号直流发射信号)吸收吸收 250 nm的光的光2 背景吸收背景吸收背景吸收是指背景吸收是指分子吸收分子吸收和和光散射光散射造成的干扰造成的干扰l盐盐(如碱金属卤化物如碱金属卤化物)l酸酸(H

39、2SO4,H3PO4)分子吸收特点分子吸收特点带状光谱带状光谱碱金属卤化物的吸收光谱碱金属卤化物的吸收光谱光散射（固体微粒散射）光散射（固体微粒散射）l石墨管壁溅射碳粒石墨管壁溅射碳粒l有机物灰化产生的固体微粒有机物灰化产生的固体微粒28mm8mm1)连续光源校正背景连续光源校正背景连续光源连续光源紫外区：氘灯紫外区：氘灯可见区：碘钨灯可见区：碘钨灯 空心阴极灯空心阴极灯扣除背景吸收的方法扣除背景吸收的方法可校正可校正A(激发激发)(b)阶跃线荧光阶跃线荧光反反Stokes荧光荧光:(荧光荧光)(激发激发)3)敏化荧光敏化荧光受光激发的原子与另一种原子碰撞时，把激发受光激发的原子与另一种原子碰

40、撞时，把激发能传递给另一个原子使其激发，后者再以辐射能传递给另一个原子使其激发，后者再以辐射形式去激发而发射荧光，即为敏化荧光。形式去激发而发射荧光，即为敏化荧光。Hg+h1(253.7 nm)=Hg*Hg*+Tl=Hg+Tl*Tl*=Tl+h2(377.6 nm)3荧光强度荧光强度定量分析关系式定量分析关系式4.量子效率与荧光猝灭量子效率与荧光猝灭荧光猝灭：荧光猝灭：受激原子和其它粒子碰撞，把受激原子和其它粒子碰撞，把一部分能量变成热运动或其它形式的能量，一部分能量变成热运动或其它形式的能量，因而发生无辐射的去激发过程。因而发生无辐射的去激发过程。量子效率：量子效率：二二 仪器仪器多道原子荧光仪多道原子荧光仪光源光源原子原子化器化器分光分光系统系统检测检测系统系统特特点点：光光源源与与检检测测器器不不在在一一条条直直线线上，而是成一定角度上，而是成一定角度(通常为通常为9090。)原子荧光光度计方框图原子荧光光度计方框图1.激发光源激发光源 锐线光源：锐线光源：高强度高强度空心阴极灯，无极放电灯，激光。空心阴极灯，无极放电灯，激光。连续光源：氙弧灯连续光源：氙弧灯2.原子化器原子化器与原子吸收法相同与原子吸收法相同3.色散系统色散系统色散型：光栅色散型：光栅非色散型：滤光片非色散型：滤光片4.检测系统检测系统光电倍增管光电倍增管