第四章 原子吸收和荧光
原子吸收法和原子荧光法的异同比较
原子吸收法和原子荧光法的异同比较原子吸收法和原子荧光法是分析化学中常用的两种技术手段，用于测定物质中微量元素的含量。
尽管它们有着相似的应用领域，但在原理、仪器和操作上存在一些显著的差异。
在本文中，我将深入研究原子吸收法和原子荧光法，并比较它们之间的异同点。
一、原子吸收法原子吸收法（Atomic Absorption Spectroscopy, AAS）通过测量物质中特定元素在特定波长下吸收可见光的量，来确定该元素的含量。
其基本原理是根据原子吸收特定波长的光，但过渡态或分解态的离子并不吸收该波长的光，从而可以利用这一特性分析样品中特定元素的含量。
原子吸收法可以测定多种元素，包括金属和非金属元素。
1. 仪器和工作原理：在原子吸收法中，主要使用的仪器是原子吸收光谱仪。
该仪器包括光源、样品室、光学系统、检测器和数据处理系统。
其工作原理是将样品中的元素化合物转化为原子态，通过中空阴极放电灯或石墨炉技术，产生特定元素的原子吸收光谱，再通过光谱仪测量吸收光强度，最终计算出元素的浓度。
2. 优点和应用：原子吸收法具有高选择性、良好的线性范围和较低的检测限等优点。
它被广泛应用于环境监测、冶金、食品安全等领域。
可用原子吸收法测定土壤中的重金属含量、水中的污染物浓度以及食品中的微量元素含量。
二、原子荧光法原子荧光法（Atomic Fluorescence Spectroscopy, AFS）是一种利用原子或离子在受激发后发射荧光的现象来分析物质中元素含量的技术。
原子荧光法需要源于样品的非分解态的离子或原子进行测定。
它可以测定只能被激发成原子态的元素或离子。
1. 仪器和工作原理：在原子荧光法中，主要使用的仪器是原子荧光光谱仪。
该仪器包括光源、样品室、分光系统、荧光检测器和数据处理系统。
其工作原理是将样品中的元素通过光源激发成原子态并发射荧光，再将荧光信号由光谱仪检测并进行分析。
2. 优点和应用：原子荧光法具有高选择性、较低的检测限和较宽的线性范围等特点。
原子荧光 原子吸收的区别
原子荧光原子吸收的区别原子荧光和原子吸收是两种不同的现象，它们分别描述了原子在不同光谱条件下的行为。
以下将对原子荧光和原子吸收的区别进行详细解析。
一、物理意义原子荧光是指原子在外界激发下，能够从低能级跃迁到高能级并释放出能量的现象。
在这个过程中，原子会吸收能量并进入激发态，然后再次发射光子回到基态，这个光子的能量对应着原子的能级差。
而原子吸收则是指原子吸收能谱中的某些频率的光子，通过电子跃迁上升到更高的能级中。
这个过程中，原子吸收光子的能量，而光子的能量将直接导致电子的跃迁和原子能级的升高。
二、反应规律原子荧光和原子吸收都遵循着波尔的量子化理论，即原子的能量是量子化的。
这意味着原子吸收或发射的光子能量必须与电子跃迁的能量差相等，才能发挥效果。
三、应用领域原子荧光和原子吸收都有着广泛的应用领域。
在分析化学领域，原子荧光和原子吸收都被用于原子吸收光谱法、原子荧光光谱法等。
它们可以用于分析气体、流体、液滴等样品中的元素，从而确定其化学成分和浓度。
在生物医学领域，原子荧光可用于确定细胞或组织中的某些元素，这有助于了解人体组织中的微量元素的含量。
原子吸收则可以用于医学诊断和治疗，如X射线视觉检测和放射性治疗等。
四、检测方法要检测原子荧光或原子吸收现象，需要使用特殊的仪器。
在原子荧光法中，需要使用荧光光谱仪和激发光源，以激发和捕捉从样品中出射的特定波长的光。
而在原子吸收光谱仪中，需要使用吸收仪和特定的光谱源，以测量从吸收材料中吸收特定波长的光的削弱程度。
总的来说，原子荧光和原子吸收虽然有着相似之处，但它们是两种不同的现象，分别描述了原子在不同场景下的行为。
它们在分析化学和生物医学领域中都有着广泛的应用，可以用于检测和诊断样品中的元素含量。
原子吸收、原子发射、原子荧光的异同1页
原子吸收、原子发射、原子荧光的异同1页原子吸收、原子发射、原子荧光是原子谱学中常见的三种现象，它们都与原子在吸收或发射能量后产生的特定的光谱有关。
本文将从原理、实验方法、应用等方面，对这三种现象进行比较和分析。
一、原理1、原子吸收：原子吸收的原理是当特定波长的光束照射到一定温度和压强下的原子蒸汽中时，原子会发生能级的跃迁，并吸收光束中与跃迁能量相等的能量。
因此，这种吸收现象也叫做吸收光谱。
2、原子发射：原子发射的原理是原子在受到能量刺激后，从高能级跃迁到低能级，释放出与跃迁能量等量的电磁波，形成一系列特定波长的光谱线。
这些特征光谱线是由于原子的每种元素具有其特有的能量差和能级结构而产生的。
因此，原子发射现象也被称为发射光谱。
3、原子荧光：原子荧光是指通过对激发某种原子的能级，让其发射出特定波长的电磁辐射，从而产生荧光现象。
通常情况下，原子的激发是通过将某种能源施加到样品中来实现的，如电子束、X射线、紫外线等。
原子荧光是由于被激起的原子在其基态中重新发射出辐射而形成的，所以也被称为复合光谱。
二、实验方法：原子吸收实验通常采用吸收分光光度计进行分析。
其原理是，在分光仪的光路中加入样品溶液或原子蒸汽，将特定波长的光通过样品或气体中，由于原子的吸收，特定波长的光子被吸收而发生减弱。
根据钙、铜等元素的吸收峰的吸光度来定量分析元素的含量。
原子发射分析通常采用原子发射光谱仪进行分析。
通过电弧、火焰等能量来源刺激样品，使原子被激发到高能级，然后原子跃迁到低能级时释放出能量。
通过将产生的辐射收集到发射光谱仪中，经过光栅等光学元件分析并检测，得到具有特定波长的光谱线，从而可以快速、精确地确定样品中的元素。
原子荧光实验主要使用荧光光谱仪进行分析。
样品被辐射后，被激发的原子在退激过程中会辐射出一些光子。
这些光子被荧光光谱仪测量，并转化为一个荧光发射谱。
与其他发光技术（如发射光谱）相比，荧光光谱具有更广泛的应用。
在材料科学、生物医学、化学分析和环境监测等领域，荧光光谱都得到了广泛应用。
原子荧光光谱和原子吸收光谱的区别
原子荧光光谱和原子吸收光谱的区别
原子荧光光谱和原子吸收光谱是两种常见的光谱分析方法，它们的区别主要在于测量原理和应用领域。
原子荧光光谱是通过激发原子内部能级，使得原子中的电子跃迁到较高的能级，然后再回到基态时放出光子，从而形成光谱。
这种光谱具有独特的谱线，每个谱线对应着原子中某个特定的能级跃迁所释放出的能量。
原子荧光光谱常用于分析金属、非金属元素和稀土元素等化学元素的含量和化学结构。
原子吸收光谱则是通过测量样品中的元素吸收特定波长的光线，来推断该元素的含量。
原子吸收光谱要求样品经过化学处理，使得其中的元素以单质或者化合物的形式存在，并且必须具有一定的浓度。
在测量过程中，光源会发射特定波长的光线，这些光线会穿过样品，被吸收掉一部分，未被吸收的光线会被检测器测量。
吸收光线的强度与样品中元素的含量成正比，因此可以通过测量吸收光线的强度来推断样品中元素的含量。
原子吸收光谱常用于分析金属、非金属元素以及汞、铅等有毒元素的含量。
总之，原子荧光光谱和原子吸收光谱各有优缺点，应根据具体需要选择合适的方法进行分析。
- 1 -。
原子荧光和原子吸收
原子荧光和原子吸收一、原理。
1. 原子吸收。
- 原子吸收光谱法是基于气态的基态原子外层电子对紫外光和可见光范围的相对应原子共振辐射线的吸收强度来定量被测元素含量的分析方法。
当光源发射的某一特征波长的光通过原子蒸气时，原子中的外层电子将选择性地吸收其同种元素所发射的特征谱线，使入射光减弱。
特征谱线因吸收而减弱的程度称吸光度(A)，吸光度与被测元素的含量成正比。
2. 原子荧光。
- 原子荧光光谱法是通过测量待测元素的原子蒸气在辐射能激发下所产生的荧光发射强度，来测定待测元素含量的一种发射光谱分析方法。
原子荧光的产生是当气态原子受到强特征辐射时，由基态跃迁到激发态，再去活化回到基态时，发射出与激发光波长相同或不同的荧光。
二、仪器结构。
1. 原子吸收。
- 原子吸收光谱仪主要由光源、原子化器、单色器、检测器等部分组成。
- 光源：提供待测元素的特征辐射，常用的有空心阴极灯等。
空心阴极灯能发射出强度大、稳定性好且谱线宽度窄的特征谱线。
- 原子化器：将试样中的待测元素转化为基态原子蒸气，有火焰原子化器（如空气 - 乙炔火焰原子化器）和非火焰原子化器（如石墨炉原子化器）等。
火焰原子化器操作简单、快速，适用于多种元素的测定；石墨炉原子化器灵敏度高，可测定痕量元素，但分析速度相对较慢。
- 单色器：将待测元素的共振线与邻近谱线分开，以防止干扰。
- 检测器：将光信号转换为电信号并进行测量，常用的有光电倍增管等。
2. 原子荧光。
- 原子荧光光谱仪主要由激发光源、原子化器、光学系统、检测系统等部分组成。
- 激发光源：提供足够的能量使原子产生荧光，常用的有高强度空心阴极灯、无极放电灯等。
- 原子化器：与原子吸收类似，有火焰原子化器和电热原子化器等，作用是将样品转化为原子态。
- 光学系统：包括聚光镜、单色器等，用于聚焦和分离荧光信号。
- 检测系统：将荧光信号转换为电信号并进行测量，如光电倍增管等。
三、分析性能。
1. 灵敏度。
- 原子吸收：对于大多数元素，火焰原子化法的灵敏度适中，一般可达到ppm级（10 - 6g/mL）；石墨炉原子化法灵敏度很高，可达到ppb级（10 - 9g/mL）甚至更低。
原子吸收光谱分析和原子荧光光谱分析
原子吸收分光光度法又称为原子吸收光谱分析，是二十世纪五十年代提出而在六十年代有较大发展的一种仪器分析新方法。
是基于从光源辐射出待测元素的特征光波，通过样品的蒸汽时，被蒸汽中的待测元素的基态原子所吸收，由辐射光波强度减弱的程度，可以求出样品中待测元素的含量。
它可应用于地质矿物原料、冶金材料和成品、农业、石油、化工、医药、食品工业、生化及环境污染监测等多方面，能测定几乎全部金属元素和一些半金属元素。
而且具有准确、快速、设备较为简单、操作人员容易掌握等特点。
原子荧光光谱分析法是本世纪60年代中期以后发展起来的一种新的痕量分析方法。
物质吸收电磁辐射后受到激发，受激原子或分子以辐射去活化，再发射波长与激发辐射波长相同或不同的辐射。
当激发光源停止辐照试样之后，再发射过程立即停止，这种再发射的光称为荧光；若激发光源停止辐照试样之后，再发射过程还延续一段时间，这种再发射的光称为磷光。
荧光和磷光都是光致发光。
原子荧光光谱分析法具有很高的灵敏度，校正曲线的线性范围宽，能进行多元素同时测定。
这些优点使得它在冶金、地质、石油、农业、生物医学、地球化学、材料科学、环境科学等各个领域内获得了相当广泛的应用。
1原子荧光光谱的产生及其类型当自由原子吸收了特征波长的辐射之后被激发到较高能态，接着又以辐射形式去活化，就可以观察到原子荧光。
原子荧光可分为三类：共振原子荧光、非共振原子荧光与敏化原子荧光。
1.1共振原子荧光原子吸收辐射受激后再发射相同波长的辐射，产生共振原子荧光。
若原子经热激发处于亚稳态，再吸收辐射进一步激发，然后再发射相同波长的共振荧光，此种共振原子荧光称为热助共振原子荧光。
如In451.13nm就是这类荧光的例子。
只有当基态是单一态，不存在中间能级，没有其它类型的荧光同时从同一激发态产生，才能产生共振原子荧光。
共振原子荧光产生的过程如图3.15（a）所示。
1.2非共振原子荧光当激发原子的辐射波长与受激原子发射的荧光波长不相同时，产生非共振原子荧光。
原子荧光 原子吸收的区别
原子荧光原子吸收的区别
原子荧光和原子吸收是两种常见的光谱分析技术，它们在分析元素组成和浓度方面都有着重要的应用。
虽然它们都涉及到原子的激发和发射，但是它们之间还是存在一些区别的。
原子荧光和原子吸收的基本原理不同。
原子荧光是指当原子受到能量激发后，会发出特定波长的光线，这种光线可以被检测到并用于分析元素的存在和浓度。
而原子吸收则是指当原子受到特定波长的光线照射后，会吸收光线中的能量，从而使原子中的电子跃迁到更高的能级，这种现象可以用于分析样品中特定元素的存在和浓度。
原子荧光和原子吸收的检测方式也不同。
原子荧光通常采用荧光光谱仪进行检测，该仪器可以测量样品发出的荧光光线的强度和波长，从而确定样品中元素的存在和浓度。
而原子吸收则通常采用原子吸收光谱仪进行检测，该仪器可以测量样品吸收的光线的强度和波长，从而确定样品中特定元素的存在和浓度。
原子荧光和原子吸收的灵敏度和选择性也有所不同。
原子荧光通常具有较高的灵敏度和选择性，可以检测到极低浓度的元素，但是对于样品中存在的多种元素，可能会出现干扰。
而原子吸收则具有较高的选择性，可以准确地检测到特定元素的存在和浓度，但是灵敏度相对较低。
原子荧光和原子吸收虽然都是光谱分析技术，但是它们之间存在着
一些区别。
在实际应用中，需要根据具体的分析需求选择合适的技术，以获得准确可靠的分析结果。
原子吸收和原子荧光的异同
原子吸收和原子荧光的异同
原子吸收和原子荧光都是原子光谱学中的重要现象，但它们之间还是存在一些区别的。
异同点：
1. 原理：原子荧光和原子吸收都是基于原子的能量转移现象，但原子荧光是指原子在受到激发后，放出辐射能量进而产生光谱信号，而原子吸收则是指原子吸收外部光源中的某些特定波长的能量进入到其内部能级使得电子跃迁。
2. 测量方法：原子荧光和原子吸收的测量方法不同。
原子荧光可以通过测量样品所产生的荧光光谱在特定波长处的强度来得出样品成分的信息。
而原子吸收则是通过测量样品中特定波长的光信号的强度变化来得出样品成分的信息。
3. 应用范围：原子荧光和原子吸收都可以应用于分析化学中，但原子荧光的应用范围更广泛，可以用于分析各种元素和化合物的含量，包括有机和无机化合物，地球和环境样品等；而原子吸收只能应用于分析金属元素及其化合物。
4. 灵敏度：原子荧光的检测灵敏度高于原子吸收。
因为荧光信号通常是放射出来的光子数量级，可以被放大检测。
但原子吸收信号则是由经过样品的光强度减弱引起的，灵敏度要低于原子荧光。
5. 分辨率：原子荧光在分析元素时的分辨率要比原子吸收高，因为荧光谱的线宽较窄，可以区分更多的元素。
总的来说，原子荧光和原子吸收是两个不同的原子光谱学技术，各有其优缺点和适用范围。
在实际分析测试中，需要根据样品特征、要求的检测灵敏度等因素，选择适合的分析方法。
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第八章原子吸收光谱分析
一、选择题:
1、在原子吸收光谱分析中，若组分较复杂且被测组分含量较低时，为了简便准确地进行分析，最好选择何种方法进行分析 ? ( )
(1) 工作曲线法 (2) 内标法 (3) 标准加入法 (4) 间接测定法
2、下列哪种原子荧光是反斯托克斯荧光？( )
(1) 铬原子吸收 359.35nm，发射 357.87nm
(2) 铅原子吸收 283.31nm，发射 283.31nm
(3) 铅原子吸收 283.31nm，发射 405.78nm
(4) 铊原子吸收 377.55nm，发射 535.05nm
3、原子化器的主要作用是：( )
(1) 将试样中待测元素转化为基态原子
(2) 将试样中待测元素转化为激发态原子
(3) 将试样中待测元素转化为中性分子
(4) 将试样中待测元素转化为离子
4、在原子吸收分析法中, 被测定元素的灵敏度、准确度在很大程度上取决于( )
(1) 空心阴极灯 (2) 火焰 (3) 原子化系统 (4) 分光系统5、在原子吸收分析中, 如怀疑存在化学干扰, 例如采取下列一些补救措施,指出哪种措施是不适当的( )
(1)加入释放剂 (2)加入保护剂 (3)提高火焰温度 (4)改变光谱通带6、在原子吸收分析中,当溶液的提升速度较低时, 一般在溶液中混入表面张力
小、密度小的有机溶剂, 其目的是( )
(1)使火焰容易燃烧 (2)提高雾化效率
(3)增加溶液粘度 (4)增加溶液提升量
7、在电热原子吸收分析中, 多利用氘灯或塞曼效应进行背景扣除,扣除的背景主要是( )
(1)原子化器中分子对共振线的吸收
(2)原子化器中干扰原子对共振线的吸收
(3)空心阴极灯发出的非吸收线的辐射
(4)火焰发射干扰
8、质量浓度为0.1 g/mL 的 Mg在某原子吸收光谱仪上测定时，得吸光度为
0.178，结果表明该元素在此条件下的 1% 吸收灵敏度为( )
(1) 0.0000783 (2) 0.562 (3) 0.00244 (4) 0.00783
9、已知原子吸收光谱计狭缝宽度为 0.5mm 时，狭缝的光谱通带为 1.3nm，所以该仪器的单色器的倒线色散率为：( )
(1) 每毫米 2.6nm (2) 每毫米 0.38nm
(3) 每毫米 26nm (4) 每毫米 3.8nm
10、指出下列哪种说法有错误?( )
(1)原子荧光法中, 共振荧光发射的波长与光源的激发波长相同
(2)与分子荧光法一样, 原子共振荧光发射波长比光源的激发波长长
(3)原子荧光法中, 荧光光谱较简单, 不需要高分辨率的分光计
(4)与分子荧光法一样, 原子荧光强度在低浓度范围内与荧光物质浓度成正比
11、原子吸收线的劳伦茨变宽是基于( )
(1)原子的热运动 (2)原子与其它种类气体粒子的碰撞
(3)原子与同类气体粒子的碰撞 (4)外部电场对原子的影响
12、下述情况下最好选用原子吸收法而不选用原子发射光谱法测定的是( )
(1)合金钢中的钒 (2)矿石中的微量铌
(3)血清中的钠 (4)高纯氧化钇中的稀土元素
13、用于测量荧光辐射的检测器是( )
(1)光电池 (2)热导池 (3)热电偶 (4)光电倍增管
14、原子吸收光谱是( )
(1)分子的振动、转动能级跃迁时对光的选择吸收产生的
(2)基态原子吸收了特征辐射跃迁到激发态后又回到基态时所产生的
(3)分子的电子吸收特征辐射后跃迁到激发态所产生的
(4)基态原子吸收特征辐射后跃迁到激发态所产生的
15、影响原子吸收线宽度的最主要因素是( )
(1)自然宽度 (2)赫鲁兹马克变宽 (3)斯塔克变宽 (4)多普勒变宽
二、填空题：
1、原子吸收光谱法测定背景干扰包括和两部分, 石墨炉原子化器比火焰原子化器的背景干扰。
2、火焰原子吸收光谱法测定中的电离干扰与有关, 元素的电离度随火焰原子化器的温度升高而 ,随增大而减小。
3-的干扰，常加入的释放剂为；
3、原子吸收法测定钙时，为了抑制 PO
4
测定镁时，为了抑制 Al3+的干扰，常加入的释放剂为；测定钙和镁时，为了抑制Al3+的干扰，常加入保护剂或。
4、荧光是光致发光现象。
荧光分光光度计是在与入射光束成直角的方向测定荧光，这是为了。
荧光分光光度计通常备有两个单色器，其中一个是单色器，其作用是，另一个是单色器，其作用是。
5、原子吸收分光光度计的氘灯背景校正器，可以扣除背景的影响，提高分析测定的灵敏度，其原因是。
6、在原子吸收光谱分析中, 火焰按燃料气和助燃气种类划分有( 举四种 )
，，，。
7、在原子吸收法中, 火焰原子化器与无火焰原子化器相比较, 测定的灵敏
度 ,这主要是因为后者比前者的原子化效率。
8、在原子吸收光谱分析过程中, 被测元素的原子质量愈小, 温度愈高, 谱线的热变宽将。
9、原子吸收法测Ca时,为了消除磷酸根的干扰,可以加入。
10、火焰原子吸收光谱分析中, 必需选择的测定参数
有、、、、、和。
三、简答题：
1、原子荧光光度计与原子吸收光度计的主要区别是什么？
2、火焰原子化法测定某物质中的Ca时
(1) 选择什么火焰？
(2) 为了防止电离干扰采取什么办法？
3-的干扰采取什么办法？
(3) 为了消除PO
4
3、简述原子吸收分光光度计如何消除火焰原子发射光谱的干扰。
4、为什么一般原子荧光光谱法比原子吸收光谱法对低浓度元素含量的测定更具有优越性？
四、计算题：
1、钠原子核外电子的3p和3s轨道的能级差为2.017eV，计算当3s电子被激发到3p轨道时，所吸收的电磁辐射的波长（nm）。
（已知1eV=1.60×10－19J,h=6.63×10－34J⋅s,c=3.00×1010cm⋅s-1）。
2、在3000K时，Zn的41S0－41P1跃迁的共振线波长为213.9nm。
试计算其激发态和基态原子数之比。
（已知普朗克常数h=6.63×10－34J〃s，玻兹曼常数k＝1.38×10－23J〃K－1）
3、平行称取两份0.500g金矿试样,经适当溶解后,向其中的一份试样加入1mL 浓度为5.00μg/mL的金标准溶液,然后向每份试样都加入5.00mL氢溴酸溶液,并加入5mL甲基异丁酮,由于金与溴离子形成络合物而被萃取到有机相中。
用原子吸收法分别测得吸光度为0.37和0.22。
求试样中金的含量(μg/g)。