单元一原子吸收光谱法基本原理与定量分析的方法共53页文档
原子发射光谱分析概述、基本原理和定性定量分析方法
物镜
准直镜
反射镜 入射狭缝
光栅 转台
AES仪器略图
光源
一 、AES光源 1. 光源种类及特点
光源
经典光源 现代光源
火焰 电弧 火花
直流电弧 交流电弧
电感耦合等离子体，ICP 激光光源
直流电弧：接触引燃，二次电子发射放电
L
E 220~380V V
5~30A
G
R
d) 谱线的自吸(self-absorption)及自蚀(self-reversal)； e)e) 激发温度 T； f)f) 基态原子数 N0 或浓度 c； g) 前三项由待测物原子自身的性质决定，如核电荷数 、外层电子、轨道状态等。 h) 影响谱线强度及其稳定性最重要的的因素是温度T！
5.3 AES仪器 AES仪器由光源、单色系统、检测系统三部分组成。此
上述振荡电压 10kV(变压器B2) C2击穿 高压高频振荡 引燃分析 间隙（L2-C2-G2）;
G 被击穿瞬间，低压电流使 G2 放电（通过R1和电流表） 电弧； 不断引燃 电弧不灭。
5由于原子或离子的能级很多并且不同元素的结构是不同的因此对特定元素的原子或离子可产生一系不同波长的特征光谱通过识别待测元素的特征谱线存在与否进行定性分析定性原理
原子发射光谱分析 概述、基本原理和 定性定量分析方法
5.1 概述 5.2 基本原理 5.3 AES 仪器 5.4 定性定量分析方法
1）分析对象为大多数金属原子； 2）物质原子的外层电子受激发射产生特征谱线（线光谱）； 3）谱线波长——定性分析；谱线强度——定量分析。
E = E2-E1 = h =hc/
高能态E2）
2. 几个概念 激发电位(Excited potential)：由低能态--高能态所需要的
化学分析中的原子吸收光谱法
化学分析中的原子吸收光谱法化学分析是对物质成分的定性和定量分析，其应用范围非常广泛。
目前，化学分析的方法包括物理方法、化学方法、光谱学方法等多种方法。
其中，原子吸收光谱法是一种常用的物理方法。
本文将重点介绍原子吸收光谱法及其应用。
一、原子吸收光谱法的原理原子吸收光谱法是一种用于进行微量元素分析的物理方法。
其原理是在一个高温的火焰或火花中，将待测样品原子的某一种能级的电子激发至高能级。
当这些激发态的原子回到基态时，会发射出特定波长的光线，这些光线称为特征谱线。
根据不同元素的特征谱线，可以确定待测样品中各元素的含量。
二、原子吸收光谱法的仪器原子吸收光谱法的仪器一般由光源、样品入口、燃烧室、光谱仪等组成。
其中，最核心的部件是光谱仪。
光谱仪主要分为两种类型：分光光度计和原子吸收分光光度计。
分光光度计一般用于分析有机化合物和大分子化合物等样品，而原子吸收分光光度计则用于空气、土壤、水等环境样品、药物、农产品、生物样品以及自来水的氯、铜、铅等微量元素的测定。
三、原子吸收光谱法的应用原子吸收光谱法可以用于研究各种物质的元素含量，包括土壤样品、水样、大气样品、工业废气等。
常见的应用领域主要有以下几个方面：1．环境监测原子吸收光谱法可以用于对环境污染进行监测。
比如空气污染物的元素含量测定，对于各种工业废气中的有害物质的排放控制和室内空气污染的检测等。
2．农产品检测农作物的生长与土壤中的营养成分密切相关。
原子吸收光谱法可以检测土壤及农产品中的微量元素，对于精准施肥、增加作物产量以及防止污染等方面都有重要意义。
3．生物样品检测原子吸收光谱法可以用于对人体或动物体内的元素含量进行分析。
比如对于铅、汞等有毒元素的检测和盐基元素的相关研究。
总的来说，原子吸收光谱法在各个领域都有着广泛的应用。
这种能够实现微量元素分析的方法已经成为现代化学分析的重要方法之一，它能够准确地反映物质的元素组成和数量，有助于我们更全面、准确地理解物质的性质和特性。
6.6 原子吸收光谱法的定量分析及应用
仪器分析《仪器分析》课程组第六章原子吸收光谱法第六章原子吸收光谱法➢6.1 原子吸收光谱法的基本原理➢6.2 原子吸收的测量➢6.3 原子吸收分光光度计➢6.4 干扰及其消除➢6.5 操作条件选择➢6.6 原子吸收光谱法的定量分析及应用6.6 原子吸收光谱法的定量分析及应用◆6.6.1 定量分析方法◆6.6.2 原子吸收分析应用•定量依据：AAS法定量分析依据是比尔定律：A=K'C式中，C为待测元素的浓度，K，在一定实验条件下是一个常数。
它表示，在一定实验条件下，吸光度与浓度成正比。
所以，通过测定吸光度就可以求出待测元素的含量。
•定量分析方法：（1）工作曲线法：配制加有试剂空白的一组含有不同浓度被测元素的系列标准溶液，在与试样测定条件完全相同的情况下，按浓度由低到高的顺序测定其吸光度值；绘制吸光度对浓度的校准曲线；依据测定试样的吸光度，在校准曲线上用内插法即可求出被测元素的含量。
应当注意的问题：注意适宜的浓度范围；标样与试样尽量具有基本相似的化学组成；同批测定时要尽量控制测定条件相同且时时进行浓度校正。
（2）标准加入法：配置含有等量试样溶液的系列浓度的标准加入溶液，测量系列浓度的标准加入溶液的吸光度，绘制标准曲线图，并外推到吸光度为零时与浓度轴的交点，交点至坐标原点的距离即为被测元素的浓度。
对于基体效应影响较大或无法确证时，可以采用标准加入法。
应当注意的问题：实际应用中标准曲线至少安排四个点，且各点均在线性范围内；标准加入后形成的工作曲线应有适当的斜率，接近1最好，斜率太小会导致较大误差。
图标准加入法测定示意图•AAS 的优点：灵敏度高：火焰法，可达10-6g，有时达ng级；石墨炉法可达10-9~ 10-14g。
准确度高：RSD 可达1~3％。
选择性极好：干扰小。
测定范围广：可测70种元素。
原子吸收测定元素一览表•AAS分析应用：应用广泛的微量金属元素的首选测定方法。
(1) 头发中微量元素测定—微量元素与健康关系；(2) 水中微量元素测定—环境中重金属污染分布规律；(3) 水果、蔬菜中微量元素的测定—营养健康与食品安全；(4) 矿物、合金及各种材料中微量元素的测定；(5) 各种生物试样中微量元素的测定。
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51、山气日夕佳，飞鸟相与还。 52、木欣欣以向荣，泉涓涓而始流。
53、富贵非吾愿，帝乡不可期。 54、雄发指危冠，猛气冲长缨。 55、土地平旷，屋舍俨然，有良田美 池桑竹 之属， 阡陌交 通，鸡 犬相闻 。
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71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、
原子吸收光谱法全解
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二、仪器装置
光源
原子化器
分光系统
检测器
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三、优点与局限性
优点： 检出限低，10-10～10-14 g(GF-AAS)； 准确度高，1%～5%； 选择性高，一般情况下共存元素不干扰； 应用广，可测定70多个元素（各种样品 中）； 局限性： 难熔元素、非金属元素测定困难，不能同时 多元素测定。
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o 当发射光谱的半宽度远远小于吸收线
的半宽度时，在一定的条件下，可近 似认为在半宽度的范围，不同波长的 光的光谱强度是相等的。这时发射线 的轮廓可看作一个很窄的矩形。 o 同理，由于发射光谱的半宽度较小， 吸收只限于发射线的半宽度范围内， 原子对不同波长的光的吸收程度是一 样的,即吸收系数K 在此轮廓内不随 频率而改变,K = K0 。
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1.空心阴极灯的构造 是由玻璃管制成的封闭着低压气体的放电管。 阴极：由待测元素的高纯金属和合金直接制成，贵
重金属以其箔衬在阴极内壁。 阳极：钨棒。 氖或氩等惰性气体: 载带电流、使阴极产生溅射及 激发原子发射特征的锐线光谱。
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2.空心阴极灯工作过程
施加适当电压时，管内极少量正离子向阴极运动，
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4. 空心阴极灯的优缺点
辐射光强度大，稳定，谱线窄，灯容易更换。 用不同待测元素作阴极材料，可制成相应空
心阴极灯。每测一种元素需更换相应的灯。
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二、原子化器
作用: 提供能量，使试样干燥、 蒸发和原子化。 入射光束在这里被基态原子吸收， 因此也视为“吸收池”。
原子化器
火焰 要求： 原子化器 必须具有足够高的原子化效率； 必须具有良好的稳定性和重现性； 操作简单及低的干扰水平等。
原子吸收分析的基本概念、原理及定量基础
原子吸收分析的特点：
1. 灵敏度高 火焰法可测定试样中mg／L数量级、非火焰原子吸收 法可测定试样中10-9～10-13μg的组分。 2. 选择性好 使用的光源是被测元素做成的，由于共振发射和共振 吸收对某一元素来说是特征的。 3. 准确度高 干扰较小，分析结果准确。一般对微量组分测定的相 对误差一般在0.1～0.5％，痕量分析的相对误差在3％ 以内。
ln 2 e 2 K0 N0 f D mc 2
若能测出峰值吸收K0，即可求出N0。 在 实际工作中，测量K0仍有一定的困难。
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（3）实际测量方法 是以一定光强的单色光 I0 通过原子蒸气 ，然后测出被吸收后的光强 I，此吸收符合朗 伯-比尔定律
原子吸收分析的基本概念、 原理及定量基础
主讲：汪柏霖
20081773
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【目录】
1
原子吸收分析的基本概念
2
原子吸收分析的基本原理 原子吸收定量基础
3
4
思考题
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一、原子吸收分析的基本概念 定义： 原子吸收光谱分 析是基于物质所 产生的原子蒸气 对特征谱线的吸 收，来进行定量 分析的一种方法 。
表征吸收线的轮廓特征的值： 中心频率 半宽度 中心频率由原子的能级分布特征决定 ，而吸收线的半宽度除本身具有的自然宽 度外，还受多种因素的影响。
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2. 谱线变宽效应
（1）自然宽度： ΔνN 在无外界影响下，谱线仍有一定的宽 度，这种变宽称为自然宽度。
h E t 2
答：锐线光源是能发射出谱线的半宽度很 窄的发射线光源。 这种锐线光源使发射线的半宽度比吸收线 的半宽度小得多，且发射线中心频率与吸 收线中心频率一致。
完整word版原子吸收光谱法的原理
原子吸收光谱法原子吸收光谱（Atomic Absorption Spectroscopy，AAS)，又称原子分光光度法，是基于待测元素的基态原子蒸汽对其特征谱线的吸收，由特征谱线的特征性和谱线被减弱的程度对待测元素进行定性定量分析的一种仪器分析的方法。
中文名原子吸收光谱法外文名Atomic Absorption Spectroscopy光线范围紫外光和可见光出现时间上世纪50年代简称AAS测定方法标准曲线法、标准加入法别名原子吸收分光光度法基本原理原子吸收光谱法(AAS)是利用气态原子可以吸收一定波长的光辐射，使原子中外层的电子从基态跃迁到激发态的现象而建立的。
由于各种原子中电子的能级不同，将有选择性地共振吸收一定波长的辐射光，这个共振吸收波长恰好等于该原子受激发后发射光谱的波长。
当光源发射的某一特征波长的光通过原子蒸气时，即入射辐射的频率等于原子中的电子由基态跃迁到较高能态（一般情况下都是第一激发态）所需要的能量频率时，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，在线性范围内与被测元素的含量成正比：A=KC1 / 8式中K为常数；C为试样浓度；K包含了所有的常数。
此式就是原子吸收光谱法进行定量分析的理论基础由于原子能级是量子化的，因此，在所有的情况下，原子对辐射的吸收都是有选择性的。
由于各元素的原子结构和外层电子的排布不同，元素从基态跃迁至第一激发态时吸收的能量不同，因而各元素的共振吸收线具有不同的特征。
由此可作为元素定性的依据，而吸收辐射的强度可作为定量的依据。
AAS现已成为无机元素定量分析应用最广泛的一种分析方法。
该法主要适用样品中微量及痕量组分分析。
原子吸收光谱法谱线轮廓原子吸收光谱线并不是严格几何意义上的线，而是占据着有限的相当窄的频率或波长范围，中心波原子吸收光谱的轮廓以原子吸收谱线的中心波长和半宽度来表征。
即有一定的宽度。
原子吸收光谱分析基本原理
外界电场、带电粒子、离子形成的电场及磁 场的作用使谱线变宽的现象；影响较小；
一般的情况下，谱线的宽度可以认为主 要是由于多普勒效应与压力变宽两个因素引 起的。
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三.积分吸收和峰值吸收
1.积分吸收
钨丝灯光源和氘灯，经分光后，光谱通带0.2 nm。 而原子吸收线半宽度：10-3nm。如图：
实际工作中用空心阴极灯作为锐线光 源，这是原子吸收测量的必要条件。
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2.锐线光源
narrow-line source
所谓锐线光源就是能发射出谱线半宽度很 窄的发射线的光源。
锐线光源需要满足的条件：
（1）光源的发射线与吸收线的ν0一致 （2）发射线的Δν1/2 小于吸收线的 Δν1/2
原因：△λ=10-3 nm ，若λ取600nm，单色器分辨
率R =λ/△λ=6×105 ) 长期以来无法解决的难题！
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后来，A.Walsh提出以锐线光源代替连续光 源，即必须用一个与吸收线中心频率相同，半宽 度比吸收线更窄的发射线作为光源，只有这样， 才解决了原子吸收光谱法的测量难题。
定量分析：基于物质所产生的原子蒸气对特定谱
线的吸收强度来进行定量分析。
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二.谱线的轮廓与谱线变宽
实际上用共振线照射时，获得一峰形吸收(具有 一定宽度)。可以看成是由极为精细的许多频率相差 甚小的光波组成的，有谱线轮廓。
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1.表征吸收线轮廓(峰)的参数 链接
由：It = I0 e -Kvb ， 透射光强度 It 和吸 收系数及辐射频率 有关。 以Kv 对 作图
2 π ln 2 e2
K0 D mc N0 f