原子吸收光谱法与原子发射光谱法的比较
原子发射光谱法_原子吸收光谱法_原子荧光光谱法的比较

TECHNOLOGY WIND [摘要]通过三种方法的比较,可以得知不同的分析方法所适用的元素。
本文主要从基本原理,研究对象及温度三个方面进行比较。
[关键词原子发射光谱法;原子吸收光谱法;原子荧光光谱法原子发射光谱法、原子吸收光谱法、原子荧光光谱法的比较赫健(辽宁省有色地质局一0四队测试中心,辽宁营口115007)1基本原理三者从基本原理来看其相同点是:相应能级间的跃迁所得的3种光谱,波长或频率完全相同,而且发射强度、吸收强度、荧光强度与元素性质、谱线特征及外界条件间的依赖有关系基本类似。
因此,原子发射光谱法中的问题,在原子吸收和原子荧光法中也大多同样存在。
2研究对象三者之间也存在根本区别:从3种方法的研究对象来看是有区别的:原子发射光谱法是研究待测元素激发的辐射强度;原子吸收光谱法是研究待测原子蒸气对光源共振线的吸收强度,是属吸收光谱;原子荧光光谱法是研究待测元素受激发跃迁所发射的荧光强度,虽然激发主式与发射光谱法不同,但仍然是属发射光谱。
而原子荧光光谱法既具有发射光谱分析的特点,以与原子吸收法有许多相似之处,因此,介于两者之间,在某些方面兼具两者的优点。
谱线数目不同,复杂程度不同,光谱干扰程度也有很大差别:发射光谱谱线多,由谱线重叠引起的光谱干扰较严重。
由于基态原子密度较其他能级原子密度大,受激吸收机会占优势,因此原子吸收线多限于一些以基态为低能级的共振吸收线,其谱线数目远比发射线少,谱线重叠引起光谱干扰也较少。
由于只有产生受激吸收之后才能产生荧光,因此荧光谱线大多是强度较大的共振线,其谱线数目更少,相对光谱干扰也少。
3温度温度变化对原子发射强度、吸收强度、原子荧光强度的影响不同:激发态原子随温度变化是以指数形式变化,而基态原子数因温度变化引起的变化是很小的,实际上接近于恒定值。
这是由于参加跃迁的低能级的激发能一般很小(基态激发能等于零),玻尔慈曼因子近似等于1,因此原子吸收强度受原子化温度变化的影响,比发射光谱受激发温度影响小。
原子吸收光谱法和原子发射光谱法的异同

原子吸收光谱法和原子发射光谱法的异同说起原子吸收光谱法和原子发射光谱法,这俩可真是光谱分析里的“双胞胎”,长得挺像,但性格迥异,各有各的绝招。
记得那天,实验室里阳光明媚,我正对着两台仪器发呆,一台是原子吸收光谱仪,另一台则是原子发射光谱仪。
它们静静地躺在那里,仿佛在诉说着各自的故事。
“嘿,小张,你看这俩家伙,虽然都是分析元素的好手,但原理可大不一样哦!”老李走过来,拍了拍我的肩膀,笑眯眯地说。
我点点头,心里暗自琢磨:原子吸收光谱,就像是个挑食的孩子,它只吸收特定波长的光,就像你只吃自己喜欢的菜一样。
而原子发射光谱呢,则是个慷慨的分享者,它受到激发后,会发射出特定波长的光,就像你有了好东西,总想和别人分享一样。
“你看,原子吸收光谱用的是空心阴极灯这种锐线光源,就像是用一把精准的钥匙,去打开元素的大门。
”老李边说边指着仪器上的光源,那光芒柔和而坚定。
“而原子发射光谱呢,它用的光源可就多了,电弧、火花、激光,这些都是它的得力助手,一下子就能把元素们‘炸’出来,让它们原形毕露。
”我接过话茬,说得津津有味。
“哈哈,你说得对。
不过啊,这俩方法在检测上也有区别。
原子吸收光谱就像是个细心的侦探,它通过测量光的吸收程度,来判断元素的种类和浓度,就像是通过观察一个人的表情,来判断他的心情一样。
而原子发射光谱呢,它更像是个热闹的派对,元素们都在发射光,我们只需要看看哪些光特别亮,就能知道哪些元素在场了。
”老李笑得眼睛眯成了一条缝。
我听着老李的话,心里不禁感叹:这光谱分析的世界,真是既神奇又有趣。
原子吸收光谱和原子发射光谱,就像是光谱分析里的两个好朋友,虽然性格不同,但都能帮助我们更好地认识这个世界。
“对了,老李,你说这俩方法在应用上有什么不同呢?”我好奇地问。
“嗯,原子吸收光谱更适用于痕量和微量样品的分析,就像是用显微镜观察细菌一样精细。
而原子发射光谱呢,它可是个多面手,能同时测定多种元素,就像是用广角镜头拍摄风景一样壮观。
原子荧光、原子吸收和原子发射

原子荧光光谱简介原子荧光光谱是1964年以后发展起来的分析方法。
原子荧光光谱法是以原子在辐射能激发下发射的荧光强度进行定量分析的发射光谱分析法。
但所用仪器与原子吸收光谱法相近。
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。
原子荧光光谱是介于原子发射光谱和原子吸收光谱之间的光谱分析技术。
它的基本原理是基态原子(一般蒸汽状态)吸收合适的特定频率的辐射而被激发至高能态,而后激发过程中以光辐射的形式发射出特征波长的测量待测元素的原子蒸气在一定波长的辐射能激发下发射的荧光强度进行定量分析的方法。
原子荧光的波长在紫外、可见光区。
气态自由原子吸收特征波长的辐射后,原子的外层电子从基态或低能态跃迁到高能态,约经10-8秒,又跃迁至基态或低能态,同时发射出荧光。
若原子荧光的波长与吸收线波长相同,称为共振荧光;若不同,则称为非共振荧光。
共振荧光强度大,分析中应用最多。
在一定条件下,共振荧光强度与样品中某元素浓度成正比。
该法的优点是灵敏度高,目前已有20多种元素的检出限优于原子吸收光谱法和原子发射光谱法;谱线简单;在低浓度时校准曲线的线性范围宽达3――5个数量级,特别是用激光做激发光源时更佳。
主要用于金属元素的测定,在环境科学、高纯物质、矿物、水质监控、生物制品和医学分析等方面有广泛的应用。
原理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产生的荧光发射强度,来确定待测元素含量的方法。
气态自由原子吸收特征波长辐射后,原子的外层电子从基态或低能级跃迁到高能级经过约10-8S,又跃迁至基态或低能级,同时发射出与原激发波长相同或不同的辐射,称为原子荧光。
原子荧光分为共振荧光、直跃荧光、阶跃荧光等。
发射的荧光强度和原子化器中单位体积该元素基态原子数成正比,式中:I f为荧光强度;$ 为荧光量子效率,表示单位时间内发射荧光光子数与吸收激发光光子数的比值,一般小于1;Io为激发光强度;A为荧光照射在检测器上的有效面积;L为吸收光程长度;& 为峰值摩尔吸光系数;N为单位体积内的基态原子数。
原子发射光谱和原子吸收光谱的区别

原子发射光谱和原子吸收光谱的区别
原子发射光谱和原子吸收光谱是研究原子的光谱现象常用的两种方法。
它们的区别主要体现在以下几个方面:
1. 测量对象不同:原子发射光谱是测量原子在受激发后由高能级向低能级跃迁时所发射的光线的现象,而原子吸收光谱则是测量原子从低能级吸收光子跃迁到高能级的过程。
2. 光谱形态不同:原子吸收光谱通常呈现为黑线或者缺失线的形式,称为吸收线,而原子发射光谱则是一系列明亮可见光线的集合,称为发射线,有时也称为亮线谱。
3. 测量方法不同:原子发射光谱常采用光谱仪测量,它通过分离和检测样品发射的不同波长的光线来得到光谱图谱。
而原子吸收光谱则通过测量样品中某个特定波长的光线的吸收强度来得到光谱图谱。
4. 应用方向不同:原子发射光谱常用于分析和确定不同样品中化学元素的存在和浓度,例如在冶金、环境、地球科学等领域。
原子吸收光谱则通常用于测量和分析样品中特定元素的含量,特别是对于微量元素的分析具有重要意义。
总的来说,原子发射光谱和原子吸收光谱分别从不同的角度研究了原子的光谱现象,提供了研究原子量子结构和元素分析的有力工具。
原子发射光谱法和原子吸收光谱法的优缺点

原子发射光谱法(Atomic Emission Spectroscopy,AES)和原子吸收光谱法(Atomic Absorption Spectroscopy,AAS)是常用的分析方法,它们利用原子在能量激发下发射或吸收特定波长的光线来确定样品中的元素含量。
以下是它们的优缺点比较:一、原子发射光谱法优点:1. 灵敏度高:原子在激发后能发出强烈的荧光,使得检测灵敏度高。
2. 分辨率高:能够分离出元素的不同能级,对于元素的多种化合价态也有很好的分辨率。
3. 多元素分析:可以同时分析多种元素,适用于复杂样品。
4. 快速:仅需要几分钟即可得到结果。
缺点:1. 形成荧光需要外部能量输入,易受分析环境影响,如气体的压力和温度等。
2. 需要专业人员操作:仪器复杂,需要专业的技术人员进行操作和维护。
3. 样品处理复杂:由于样品需要被分解为原子态,因此需要严格的前处理过程。
4. 不能定量:由于荧光强度与供能的原子数不成比例,因此不能直接定量。
二、原子吸收光谱法优点:1. 灵敏度高:具有极高的检测灵敏度,尤其适用于微量元素的分析。
2. 定量性好:由于原子吸收的强度与元素浓度呈线性关系,因此可以直接定量。
3. 选择性好:由于不同元素的吸收谱线是独立的,因此可以区分不同元素。
4. 不受环境影响:对于气体和液体样品,只需要进行简单的前处理即可进行分析。
缺点:1. 只能测量单一元素:每个元素只有一个特定的吸收波长,因此只能测量一个元素。
2. 影响灵敏度的因素多:灵敏度受到多种因素影响,如化学基质等。
3. 仅限于溶液测量:由于需要将样品转化为气态原子,因此只适用于溶液样品。
4. 仪器复杂:仪器需要精密的光学部件以保证精确的测量结果。
无论是原子发射光谱法还是原子吸收光谱法,都有其独特的优点和缺点。
在选择分析方法时,需要考虑样品类型、分析目标和实验室条件等因素,并综合评估各种分析方法的优缺点,以选择最适合的方法。
原子发射光谱和原子吸收光谱的区别

原子发射光谱和原子吸收光谱的区别
原子发射光谱和原子吸收光谱是光谱学中两种不同的分析技术,它们主要通过原子在光的作用下产生的能级跃迁来获取信息,但它们的原理和应用有所不同。
下面是它们的主要区别:
1.原理:
-原子发射光谱(Atomic Emission Spectroscopy,简称AES):在原子发射光谱中,样品原子首先被激发到高能级状态,然后从高能级跃迁回到低能级,释放出特定波长的光。
这些发射的光经过分光仪的分析,可以得到特定元素的光谱线,从而确定样品中含有的元素种类和浓度。
-原子吸收光谱(Atomic Absorption Spectroscopy,简称AAS):在原子吸收光谱中,样品中的原子通过吸收入射光的能量而跃迁到高能级状态。
入射光的波长通常是特定元素的吸收波长。
吸收光强度与样品中特定元素的浓度成正比,通过测量吸收光强度的变化,可以得到样品中特定元素的浓度信息。
2.应用:
-原子发射光谱广泛用于分析样品中特定元素的存在和浓度,特别适用于多元素分析。
-原子吸收光谱主要用于分析样品中特定元素的浓度,它通常对特定元素的测量更为灵敏和准确。
3.灵敏度:
-原子发射光谱的灵敏度通常较低,对于样品中低浓度的元素可能需要高灵敏度的仪器。
-原子吸收光谱的灵敏度相对较高,可以测量样品中较低浓度的元素。
综上所述,原子发射光谱和原子吸收光谱是两种不同的光谱学分析技术,它们分别通过原子的发射和吸收光来获取样品中特定元素的信息。
原子发射光谱主要用于多元素分析,而原子吸收光谱则更适用于特定元素浓度的准确测量。
原子发射光谱与原子吸收光谱的异同
原子发射光谱与原子吸收光谱的异同原子发射光谱与原子吸收光谱是物理学中经常涉及的两个概念。
虽然它们都涉及到了原子的能级结构,但却有着明显的不同。
一、概述原子的能级结构是由原子核的电荷引力和电子电场的相互作用所决定的。
当电子的能量发生改变的时候,能级也会随之发生改变。
这种变化可以通过光的能量来实现。
原子发射光谱和原子吸收光谱就是由此产生的。
二、原子发射光谱原子发射光谱是指在热力学平衡下,通过热激发等方式,让原子从一个能级过渡到另一个能级,产生能量差所对应的频率的光学现象。
因此,当原子从一个能级向更低能级跃迁时,会释放出电磁波,因此它又叫做发射光谱。
三、原子吸收光谱原子吸收光谱是指在原子对特定波长的光敏感的情况下,在这种光的作用下,原子价电子吸收了外界能量,从低能量的基态跃迁到较高能量的激发态,导致谱线减弱或消失的现象。
因此,当原子吸收一个波长符合其跃迁条件的光子时,其价电子可能从一个低能级向更高能级跃迁,因此它又叫做吸收光谱。
四、相同之处这两种光谱都与原子的能级结构有关。
它们都是由外部能量从外界传递到原子内部时引起的。
不同的是,原子发射光谱是当原子由一个高能级转移到一个低能级时,导致的能量释放;而原子吸收光谱则是当原子从低能级吸收足够的能量时以跃迁到高能级的方式来处理的。
五、不同之处从机理上来说,原子发射光谱和原子吸收光谱是截然不同的。
原子发射光谱是能级结构的特殊形式,因为原子从一个高能级向低能级跃迁释放出的光的频率就是原子的能级差。
而原子吸收光谱是光与原子相互作用的结果:能带结构下的电子在吸收光辐射后,光子是被吸收的能量并不会导致光谱中的能级出现变化。
六、结论原子发射光谱和原子吸收光谱都是经典物理学中的关键技术,它们为科学家研究和理解物质和光之间的相互作用过程提供了有用的工具。
这两种光谱的不同之处,反映出原子的能级结构演化的差异,通过它们的比较,我们可以更好地理解原子光谱学的基本原理和内部机制。
解释原子吸收光谱和原子发射光谱的异同
解释原子吸收光谱和原子发射光谱的异同原子吸收光谱是基于物质所产生的原子蒸气对特定谱线的吸收作用来进行定量分析的方法。
原子发射光谱是基于原子的发射现象,而原子吸收光谱则是基于原子的吸收现象。
二者同属于光学分析方法。
原子吸收法的选择性高,干扰较少且易于克服。
原子吸收光谱(Atomic Absorption Spectroscopy,AAS),即原子吸收光谱法,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为基础的分析方法,是一种测量特定气态原子对光辐射的吸收的方法。
此法是本世纪50年代中期出现并在以后逐渐发展起来的一种新型的仪器分析方法,它在地质、冶金、机械、化工、农业、食品、轻工、生物医药、环境保护、材料科学等各个领域有广泛的应用。
该法主要适用样品中微量及痕量组分分析。
原子发射光谱法(Atomic Emission Spectrometry,AES),是利用物质在热激发或电激发下,每种元素的原子或离子发射特征光谱来判断物质的组成,而进行元素的定性与定量分析的。
原子发射光谱法可对约70种元素(金属元素及磷、硅、砷、碳、硼等非金属元素)进行分析。
在一般情况下,用于1%以下含量的组份测定,检出限可达ppm,精密度为±10%左右,线性范围约2个数量级。
这种方法可有效地用于测量高、中、低含量的元素。
1。
原子吸收、原子发射、原子荧光的异同
If=KC
光源
锐线光源(空心阴极灯)
激发光源(直流电弧、交流电弧、高压火花、ICP)
高强度空心阴极灯和无极放电灯
激发方式
原子化系统
激发光源
原子化系统
组成部件
光源-原子化器-单色器-检测器
光源-分光系统-检测系统
光源-单色器-原子化器-单色器-检测器
排列顺序
所有部件排成直线
班级:13级食检班姓名:王建
原子吸收、原子发射、原子荧光的比较
方法
原子吸收光谱法
原子发射光谱法
原子荧光光谱法
不
同
点
原理
吸收光谱
基态原子吸收特征谱线,产生吸收光谱
发射光谱
基态原子在一定条件下受激发后,发射特征谱线
发射光谱
基态原子吸收光能被激发,再跃迁到基态,同时发射特征谱线(荧光)
定量依据
A = KC
散射光影响较严重,在一定程度上限制了该法的普及和发展测定元素不多(14种)
相
同
点
光谱类型
都是原子光谱 (线光谱)
应用
都是进行元素分析
所有部件排成直线
光源与检测器垂直
应用
微量元素定量(化工、水土、生物、环境)
元素定性、定量、半定量(冶金、采矿)
元素定性,微量、痕量元素,不能给出物质分子结构、价态、和状态等信息②不能用于分析有机物和一些非金属元素
测每一种元素要用专用的灯②难熔元素、非金属元素测定困难③不能同时多元素
原子吸收光谱和原子发射光谱的优缺点
原子吸收光谱和原子发射光谱的优缺点原子吸收光谱(Atomic Absorption Spectroscopy,AAS)和原子发射光谱(Atomic Emission Spectroscopy,AES)是用于分析金属元素的常见光谱技术。
它们各自有一些优点和缺点。
原子吸收光谱(AAS):优点:1.灵敏度高:AAS对金属元素的灵敏度通常很高,能够检测到极低浓度的金属离子。
2.选择性强:AAS对不同金属元素有较高的选择性,可以通过选择特定的吸收线进行分析。
3.准确性高:在适当的条件下,AAS的分析结果具有较高的准确性,适用于定量分析。
4.线性范围广:AAS对金属元素的浓度变化有较大的线性范围,适用于不同浓度级别的分析。
缺点:1.单元素分析:AAS主要用于单一元素的分析,不适用于多元素分析。
2.需要溶液:样品通常需要溶解成液体形式,这可能涉及到样品的前处理过程。
3.相对较慢:相较于一些其他分析技术,AAS的分析速度相对较慢。
原子发射光谱(AES):优点:1.多元素分析:AES能够同时分析多个金属元素,适用于多元素分析。
2.高灵敏度:对于一些金属元素,AES的灵敏度也很高。
3.不需要溶液:样品通常可以直接进行气体或固体状态的分析,无需溶解。
4.分辨率高:AES具有较高的分辨率,能够区分非常接近的波长。
缺点:1.较高背景噪声:在一些情况下,AES可能受到背景噪声的影响,降低分析的精确性。
2.对样品形式要求高:一些样品的气体状态或固体状态对仪器的要求较高,需要适当的前处理。
3.仪器复杂:相较于AAS,AES的仪器通常较为复杂,需要更高水平的技术支持。
在选择使用AAS还是AES时,需要根据分析的具体要求和样品的性质来权衡它们的优缺点。
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原子吸收光谱法与原子发射光谱法的比较
摘要原子吸收光谱法及原子发射光谱法的产生,原理,用法等的比较。
关键词原子吸收光谱法;原子发射光谱法
原子吸收光谱法是根据蒸气相中被测元素的基态原子对其原子共振辐射的吸收强度来测定试样中被测元素的含量。
原子吸收光谱法的优点与不足:
<1> 检出限低,灵敏度高。
火焰原子吸收法的检出限可达到ppb级,石墨炉原子吸收法的检出限可达到10-10-10-14g。
<2> 分析精度好。
火焰原子吸收法测定中等和高含量元素的相对标准差可<1%,其准确度已接近于经典化学方法。
石墨炉原子吸收法的分析精度一般约为3-5%。
<3> 分析速度快。
原子吸收光谱仪在35分钟内,能连续测定50个试样中的6种元素。
<4> 应用范围广。
可测定的元素达70多个,不仅可以测定金属元素,也可以用间接原子吸收法测定非金属元素和有机化合物。
<5> 仪器比较简单,操作方便。
<6> 原子吸收光谱法的不足之处是多元素同时测定尚有困难,有相当一些元素的测定灵敏度还不能令人满意。
原子发射光谱法是根据处于激发态的待测元素原子回到基态时发射的特征谱线对待测元素进行分析的方法。
原子发射光谱法包括了三个主要的过程,即由光源提供能量使样品蒸发、形成气态原子、并进一步使气态原子激发而产生光辐射;将光源发出的复合光经单色器分解成按波长顺序排列的谱线,形成光谱;用检测器检测光谱中谱线的波长和强度。
由于待测元素原子的能级结构不同,因此发射谱线的特征不同,据此可对样品进行定性分析;而根据待测元素原子的浓度不同,因此发射强度不同,可实现元素的定量测定。
原子吸收光谱是原子发射光谱的逆过程。
基态原子只能吸收频率为ν=(Eq-E0)/h的光,跃迁到高能态Eq。
因此,原子吸收光谱的谱线也取决于元素的原子结构,每一种元素都有其特征的吸收光谱线。
原子的电子从基态激发到最接近于基态的激发态,称为共振激发。
当电子从共振激发态跃迁回基态时,称为共振跃迁。
这种跃迁所发射的谱线称为共振发射线,与此过程相反的谱线
称为共振吸收线。
元素的共振吸收线一般有好多条,其测定灵敏度也不同。
在测定时,一般选用灵敏线,但当被测元素含量较高时,也可采用次灵敏线。
1.2 吸收强度与分析物质浓度的关系
原子蒸气对不同频率的光具有不同的吸收率,因此,原子蒸气对光的吸收是频率的函数。
但是对固定频率的光,原子蒸气对它的吸收是与单位体积中的原子的浓度成正比并符合朗格-比尔定律。
当一条频率为v,强度为I0的单色光透过长度为l的原子蒸气层后,透射光的强度为lv,令比例常数为kv,则吸光度A与试样中基态原子的浓度N0有如下关系:在原子吸收光谱法中,原子池中激发态的原子和离子数很少,因此蒸气中的基态原子数目实际上接近于被测元素总的原子数目,与式样中被测元素的浓度c成正比。
因此吸光度A与试样中被测元素浓度c的关系如下:
A=kv
式中 K��吸收系数。
只有当入射光是单色光,上式才能成立。
由于原子吸收光的频率范围很窄(0.01nm以下〕,只有锐线光源才能满足要求。
在原子吸收光谱分析中,由于存在多种谱线变宽的因素,例如自然变宽、多普勒(热)变宽、同位素效应、罗兰兹(压力)变宽、场变宽、自吸和自蚀变宽等,引起了发射线和吸收线变宽,尤以发射线变宽影响最大。
谱线变宽能引起校正曲线弯曲,灵敏度下降。
减小校正曲线弯曲的几点措施:(1)选择性能好的空心阴极灯,减少发射线变宽。
(2)灯电流不要过高,减少自吸变宽。
(3)分析元素的浓度不要过高。
(4)对准发射光,使其从吸收层中央穿过。
(5)工作时间不要太长,避免光电倍增管和灯过热。
(6)助燃气体压力不要过高,可减小压力变宽。
原子吸收光谱法采用的原子化方法主要有火焰法、石墨炉法和氢化物发生法。
2.1 火焰原子化
在这过程中,大致分为两个主要阶段:(1)从溶液雾化至蒸发为分子蒸气的过程。
主要依赖于雾化器的性能、雾滴大小、溶液性质、火焰温度和溶液的浓度等。
(2)从分子蒸气至解离成基态原子的过程。
主要依赖于被测物形成分子的键能,同时还与火焰的温度及气氛相关。
分子的离解能越低,对离解越有利。
就原子吸收光谱分析而言,解离能小于3.5eV的分子,容易被解离;当大于5eV时,解离就比较困难。
2.2 石墨炉原子化
样品置于石墨管内,用大电流通过石墨管,产生3000℃以下的高温,使样品蒸发和原子化。
为了防止石墨管在高温氧化,在石墨管内、外部用惰性气体保护。
石墨炉加温阶段一般可分为:(1)干燥。
此阶段是将溶剂蒸发掉,加热的温度控制在溶剂的沸点左右,但应避免暴沸和发生溅射,否则会严重影响分析精度和灵敏度。
(2)灰化。
这是比较重要的加热阶段。
其目的是在保证被测元素没有明显损失的前提下,将样品加热到尽可能高的温度,破坏或蒸发掉基体,减少原子化阶段可能遇到的元素间干扰,以及光散射或分子吸收引起的背景吸收,同时使被测元素变为氧化物或其他类型物。
(3)原子化。
在高温下,把被测元素的氧化物或其他类型物热解和还原(主要的)成自由原子蒸气。
2.3 氢化物发生法
在酸性介质中,以硼氢化钾(KBH4)作为还原剂,使锗、锡、铅、砷、锑、铋、硒和碲还原生成共价分子型氢化物的气体,然后将这种气体引入火焰或加热的石英管中,进行原子化。
AsCl3 + 4KBH4 + HCl + 8H2O = AsH3 ↑+ 4KC1 + 4HBO2 + 13H2 ↑3.1 火焰的种类原子吸收光谱分析中常用的火焰有:空气-乙炔、空气-煤气(丙烷)和一氧化二氮-乙炔等火焰。
(1)空气-乙炔。
这是最常用的火焰。
此焰温度高(2300℃),乙炔在燃烧过程中产生的半分解物C*、CO*、CH*等活性基团,构成强还原气氛,特别是富燃火焰,具有较好的原子化能力。
用这种火焰可测定约35种元素。
(2)空气-煤气(丙烷)。
此焰燃烧速度慢、安全、温度较低(1840~1925℃),火焰稳定透明。
火焰背景低,适用于易离解和干扰较少的元素,但化学干扰多。
(3)一氧化二氮-乙炔。
由于在一氧化二氮(笑气)中,含氧量比空气高,所以这种火焰有更高的温度(约3000℃)。
在富燃火焰中,除了产生半分解物C*、CO*、CH*外,还有更强还原性的成分CN*及NH*等,这些成分能更有效地抢夺金属氧化物中氧,从而达到原子化的目的。
这就是为什么空气乙炔火焰不能测定的硅、铝、钛、铼等特别难离解的元素,在一氧化二氮-乙炔火焰中就能测定的原因。
一氧化二氮-乙炔火焰背景发射强、噪声大,测定精密度比空气-乙炔火焰差。
一氧化二氮-乙炔火焰的燃烧速度快,为了防止回火必须使用缝长50mm的燃烧器。
笑气是一种麻醉剂,使用时要注意安全。
3.2 火焰的类型
(1)化学计量火焰。
又称中性火焰,这种火焰的燃气及助燃气,基本上是按照它们之间的化学反应式提供的。
对空气-乙炔火焰,空气与乙炔之比为4:1。
火焰是蓝色透明的,具有温度高,干扰少,背景发射低的特点。
火焰中半分解产物比贫燃火焰高,但还原气氛不突出,对火焰中不特别易形成单氧化物的元素,除碱金属外,采用化学计量火焰进行分析为好。
(2)贫焰火焰。
当燃气与助燃气之比小于化学反应所需量时,就产生贫燃火焰。
其空气与乙炔之比为4:1至6:1。
火焰清晰,呈淡蓝色。
由于大量冷的助燃气带走火焰中的热量,所以温度较低。
由于燃烧充分,火焰中半分解产物少,还原性气氛低,不利于较难离解元素的原子化,不能用于易生成单氧化物元素的分析。
但温度低对易离解元素的测定有利。
(3)富燃火焰。
燃气与助燃气之比大于化学反应量时,就产生富燃火焰。
空气与乙炔之比为4:1.2~1.5或更大,由于燃烧不充分,半分解物浓度大,具有较强的还原气氛。
温度略低于化学计量火焰,中间薄层区域比较大,对易形成单氧化物难离解元素的测定有利,但火焰发射和火焰吸收及背景较强,干扰较多,不如化学计量火焰稳定。
参考文献:
[1]邓勃,何华焜.原子吸收光谱分析. 化学工业出版社. 2004-9-1
[2] 邓勃.原子吸收光谱分析的原理技术和应用.清华大学出版社. 2004-7-1
[3] 保田和雄等著,黄汉国.高灵敏度原子吸收光谱和发射光谱分析法. 原子能出版社. 1982-01-00。