第二章原子吸收光谱法.ppt

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1、第二章第二章 原子吸收分光光度法原子吸收分光光度法培训学习目标：培训学习目标：通过本章的学习，使高级化学检验工掌握原子吸收分光光度法的基本原理；熟悉原子吸收分光光度计的构造、使用和维护保养的方法；掌握定量分析方法中的标准曲线法、标准加入法、内标法；掌握方法评价指标；了解仪器测定条件的选择及干扰的来源及其消除方法。原子吸收分光光度法的特点：原子吸收分光光度法的特点：1 1、选择性好，干扰少。、选择性好，干扰少。2 2、灵敏度高。、灵敏度高。用火焰原子吸收分光光度法可测到10-9 g/mL数量级。用石墨炉原子吸收分光光度法可测到10-13 g/mL数量级。3 3、测定的范围广。、测定的范围广。可测

2、70多种元素。4 4、操作简便，分析速度快。、操作简便，分析速度快。用途广泛。第一节第一节 概述概述第一节第一节 概述概述第二节第二节 原子吸收分光光度法的基本原理原子吸收分光光度法的基本原理一、共振线和吸收线一、共振线和吸收线 1 1、基、基 态：态：2 2、激发态：、激发态：3 3、共振发射线：、共振发射线：4 4、共振吸收线：、共振吸收线：5 5、共振线：、共振线：6 6、元素的特征谱线：、元素的特征谱线：7 7、分析线：、分析线：二、基态与激发态原子的分配二、基态与激发态原子的分配Ni，N0激发态和基态的原子数 对共振线来说，电子是从基态（E00）跃迁到第一激发态，上式可以写成三、原子

3、吸收分光光度法的定量基础三、原子吸收分光光度法的定量基础三、原子吸收分光光度法的定量基础三、原子吸收分光光度法的定量基础三、原子吸收分光光度法的定量基础三、原子吸收分光光度法的定量基础式中 为在一定实验条件下是常数。此式即为原子吸收分光光度法进行定量分析的基础。但要注意应用的前提条件是前提条件是，低浓度，发射线的中心频率与待测原子吸收线的中心频率相同且发射线宽度要比吸收线宽度小。第三节第三节 原子吸收分光光度计的结构原子吸收分光光度计的结构一、光源空心阴极灯一、光源空心阴极灯（一）对光源的要求（一）对光源的要求 所使用的光源必须满足的要求：所使用的光源必须满足的要求：1、能发射待测元素的共振线

4、。2、能发射锐线光。3、发射的光必须具有足够的强度，稳定且背景小。最常用光源：最常用光源：空心阴极灯一、光源空心阴极灯一、光源空心阴极灯（二）空心阴极灯（二）空心阴极灯 1 1、结构、结构一、光源空心阴极灯一、光源空心阴极灯2 2、工作原理、工作原理 在阴极和阳极间加上100400V的直流电压，即可产生放电。阴极发出的电子在电场作用下，高速射向阳极，电子与惰性气体碰撞，使气体原子电离。在电场的作用下，惰性气体的离子（正离子）向阴极运动。由于阴极附近的电位梯度大，正离子被大大加速而具有很大的能量，当正离子轰击阴极表面时，阴极表面的金属原子从晶格中溅射出来，大量聚集在空心阴极中，再与电子、惰性气体

5、的原子、离子等碰撞而被激发，产生阴极物质的线光谱。一、光源空心阴极灯一、光源空心阴极灯3 3、主要指标、主要指标谱线的宽度、强度、稳定度和背景等。4 4、电源要求、电源要求稳流电源：稳流电源：电流稳定度：0.10.5%左右输出电流：050mA 输出电压：450500V二、原子化系统二、原子化系统（一）火焰原子化装置（一）火焰原子化装置 1 1、雾化器：、雾化器：2 2、燃烧器：、燃烧器：3 3、火焰：、火焰：火焰分类：火焰分类：（按燃气和助燃气比例不同）(1)中性火焰（化学计量火焰）：(2)富燃火焰：(3)贫燃火焰：二、原子化系统二、原子化系统（二）石墨炉原子化装置（二）石墨炉原子化装置三、分

6、光系统三、分光系统四、检测系统四、检测系统1 1、检测器：、检测器：2 2、放大器：、放大器：3 3、对数变换器：、对数变换器：4 4、读数显示装置：、读数显示装置：第四节第四节 定量分析方法及方法评价定量分析方法及方法评价一、定量分析方法一、定量分析方法 1 1、标准曲线法、标准曲线法 2 2、标准加入法、标准加入法 一、定量分析方法一、定量分析方法使用标准加入法时应注意事项：使用标准加入法时应注意事项：待测元素的浓度与其对应的吸光度应呈线性关系。为了得到较为精确的外推结果，最少采用四个点来做外推曲线，并且第一份加入的标准溶液与试样溶液的浓度之比要适当，即要求第一份加入量产生的吸光度约为试样

7、原吸光度的一半。本法只能消除基体效应带来的影响，不能消除背景吸收等的影响。曲线的斜率太小或太大都将引起较大的误差。一、定量分析方法一、定量分析方法3 3、浓度直读法、浓度直读法 应用浓度直读法应注意的问题：应用浓度直读法应注意的问题：仪器必须用标准溶液反复校正后再进行测定。整个测量范围内吸光度和浓度间应有良好的线性关系。保证仪器工作条件稳定。标准溶液与试样溶液应在操作条件完全相同下进行测定。二、原子吸收分析的灵敏度和检出极限二、原子吸收分析的灵敏度和检出极限1 1、灵敏度、灵敏度 （1 1）灵敏度（）灵敏度（S）：）：指在一定浓度时，测定值（吸光度）的增量（A）与相应的待测元素浓度（或质量）的

8、增量（c或m）的比值，即：二、原子吸收分析的灵敏度和检出极限二、原子吸收分析的灵敏度和检出极限（2 2）特征浓度与特征质量：）特征浓度与特征质量：是指对应与1%净吸收（It-Is）/It=1/100的待测元素质量浓度（c）或质量（mc），或对应于0.0044吸光度的待测元素质量浓度或质量。火焰原子化法中常用特征浓度，石墨炉原子化法中通常使用特征质量。计算式分别为：二、原子吸收分析的灵敏度和检出极限二、原子吸收分析的灵敏度和检出极限2 2、检出极限（检出限）、检出极限（检出限）检出限（检出限（D D）指的是）指的是:在适当置信度下，能检测出的待测元素的最小质量浓度或最小质量。用接近于空白的溶液，

9、经若干次（1020次）重复测定所得吸光度的标准偏差的3倍求得。二、原子吸收分析的灵敏度和检出极限二、原子吸收分析的灵敏度和检出极限3 3、回收率、回收率（1 1）利用含量已知的标准物质进行测定：）利用含量已知的标准物质进行测定：（2 2）利用加入标准样品法测定：）利用加入标准样品法测定：第五节第五节 最佳仪器条件的选择最佳仪器条件的选择一、吸收线的选择一、吸收线的选择 1 1、分析线、分析线 分析线选择方法分析线选择方法：固定其他实验条件，从适合波长开始，依次改变波长，测量在不同的波长处，待测元素标准液的吸光度，绘制A-曲线，找出具有最大吸光度的波长，并考虑在此波长处有无干扰情况，若无干扰，则

10、可以确定该波长的谱线为分析线。一、吸收线的选择一、吸收线的选择2 2、光谱通带、光谱通带 光谱通带是指光谱通带是指:单色器出射光束波长区间的宽度，以V表示，其单位为nm。V的大小取决于单色器的色散率和狭缝宽度，即:VDS 狭缝选择方法：狭缝选择方法：固定其他实验条件，依次改变狭缝宽度，测量在不同的狭缝宽度时，待测元素标准液或试液的吸光度，绘制A-S曲线。开始，随着狭缝的增加，A逐渐增量大并达到一大值。狭缝继续增大时，其他干扰谱线或非吸收光进入光谱通带内，吸光度将立即减小，故吸光度最大时狭缝宽度为合适狭缝宽度。二、灯电流的选择二、灯电流的选择选择灯电流的原则：选择灯电流的原则：在保证有足够强度和

11、稳定的光谱输出条件下，应尽量选用较低的灯电流。对大多数元素来讲，灯电流选择在空心阴极灯额定电流的40%60%左右较为合适。三、燃气、助燃气、燃烧器高度的最佳水平三、燃气、助燃气、燃烧器高度的最佳水平1 1、火焰的种类及燃助比、火焰的种类及燃助比选择最佳燃助比方法：选择最佳燃助比方法：通常是固定助燃气流量在一适当值，逐步改变燃气流量，测定在不同燃助比火焰中待测元素溶液的吸光度，绘制A-燃助比关系曲线，吸光度最大时的燃助比为最佳燃助比。三、燃气、助燃气、燃烧器高度的最佳水平三、燃气、助燃气、燃烧器高度的最佳水平2 2、试液提取量、试液提取量试液提取量：试液提取量：是指单位时间内被吸入火焰中的试液体

12、积，一般以mL/min为单位。试液提取量太小时，火焰中待测基态原子数相对较少，吸光度值较小，灵敏度低。若试液提取量过大，火焰的热量除了用于分解盐类外，还要用于蒸发大量水分，降低了火焰的温度，使原子化效率下降，灵敏度降低。最佳试液提取量应使测定灵敏度最高。一般来讲，试液提取量选择在一般来讲，试液提取量选择在3 36 6 mLmL/min/min范围内，具有最佳范围内，具有最佳的灵敏度。的灵敏度。三、燃气、助燃气、燃烧器高度的最佳水平三、燃气、助燃气、燃烧器高度的最佳水平3 3、燃烧器高度、燃烧器高度燃烧器高度选择方法：燃烧器高度选择方法：固定其他实验条件，由低到高依次改变燃烧器高度，测定在不同高

13、度下，待测元素标准溶液的吸光度，绘制A-燃烧器高度曲线，吸光度最大时的高度为最佳燃烧高度。4 4、占空比、占空比第六节第六节 原子吸收分光光度法中的干扰及抑制原子吸收分光光度法中的干扰及抑制一、化学干扰及抑制一、化学干扰及抑制 （1 1）加入释放剂）加入释放剂 （2 2）加入保护剂）加入保护剂 （3 3）加入缓冲剂（饱和剂）加入缓冲剂（饱和剂）（4 4）电离缓冲剂）电离缓冲剂二、光谱干扰与抑制二、光谱干扰与抑制三、物理干扰及抑制三、物理干扰及抑制第七节第七节 原子吸收分光光度计的操作原子吸收分光光度计的操作以以AA7000型原子吸收分光光度计为例来介绍型原子吸收分光光度计为例来介绍1 1、启动前的准备、启动前的准备2 2、元素灯的安装与更换、元素灯的安装与更换3 3、狭缝燃烧器的安装与调整、狭缝燃烧器的安装与调整4 4、点火操作、点火操作