原子吸收光谱法完整版本课件
（Ⅱ）火焰温度P136表6.2。
（Ⅲ）火焰的燃气与助燃气比例。 可将火焰分为三类：
化学计量火焰，富燃火焰，贫燃火焰。
原子吸收光谱法完整版本
化学计量火焰：由于燃气与助燃气之比与化学计量反应 关系相近，又称为中性火焰 ，这类火焰, 温度高、稳 定、干扰小背景低，适合于许多元素的测定。
富燃火焰：指燃气大于化学元素计量的火焰。其特点是 燃烧不完全，温度略低于化学火焰，具有还原性，适合 于易形成难解离氧化物的元素测定；干扰较多，背景高 。
激发能
Boltzman 常数
热力学 温度
原子吸收光谱法完整版本
➢温度越高， Ni / N0值越大，即激发态原子数随温度升 高而增加，而且按指数关系变化； 但是，即使在高温下， Ni /N0值也很低，即蒸气 中基态原子数近似地等于总原子数。 如： Na 589.0 nm线， gi / g0 = 2, Ei=2.104 eV K=2000时, Ni /N0=0.99× 10-5 K=3000时, Ni /N0=5.83× 10-4
吸收过程符合朗伯-比耳定律： I = I0exp(-K0N L)
式中K0为吸收系数，N为自由原子总数（基态原子数 ），L为吸收层厚度。
吸光度A可用下式表示 A=KN
在实际分析过程中，当实验条件一定时，N正比于待 测元素的浓度。
原子吸收光谱法完整版本
原子吸收光谱仪又称原子吸收分光光度计，由光源 、原子化器、单色器和检测器等四部分组成。
若色散仪器分辨率为0.01nm（500.000500.010），而吸收宽度为10-3nm （500.000-500.001） ，即使完全吸收， 也只能吸收10％。原子吸收无法测定。
原子吸收光谱法完整版本
2、峰值吸收
采用发射线半宽 度比吸收线半宽度小 得多的锐线光源，并 且发射线的中心与吸 收线中心频率一致。
原子吸收光谱法完整版本
4、自吸变宽 由自吸现象而引起的谱线变宽称为自吸变宽。空
心阴极灯发射的共振线被灯内同种基态原子所吸收产生 自吸现象，从而使谱线变宽。
原子吸收光谱法完整版本
四、原子吸收光谱的测量
1、积分吸收 与原子蒸气中吸收辐射的原子数成正比。
谱线宽度10-3nm，需要分辨率非常 高的色散仪器。
单道单光束
单道双光束
原子吸收光谱法完整版本
原子吸收光谱仪
原子吸收光谱法完整版本
一、光源（空心阴极灯）
1、构造 阴极: 钨棒作成圆筒形，筒内熔入被测元
素 阳极: 钨棒装有钛、 锆、 钽金属作成的阳极 管内充气：氩或氖称载气极间加压500-300伏，要
2求、稳锐流线电光源产供生电原。理 溅射出的被测元素原
原子吸收光谱法完整版本
原子吸收光谱法是基于被测元素基态原子 在蒸气状态对其原子共振辐射的吸收进行元素
定量分析的方法。
与分子吸收光谱法有何不同？
原子吸收光谱法完整版本
一、原子光谱的产生
基态原子吸收其共振辐射，外层电子由基 态跃迁至激发态而产生原子吸收光谱。原子吸 收光谱位于光谱的紫外区和可见区。
I0
这样就不需要用 高分辨率的单色器， 而只要将其与其它谱 线分离，就能测出峰 值吸收系数。
原子吸收光谱法完整版本
光源 色散元件 原子吸收
原子吸收光谱法宽度远小于吸收线半宽度的光 源，如空心阴极灯。 ➢半宽度很小 ➢中心频率一致
空心阴极灯
原子吸收光谱法完整版本
4、分析基本关系式
1、自然宽度 没有外界影响，谱线仍有一定的宽度称为自然宽
度。它与激发态原子的平均寿命有关，平均寿命越长， 谱线宽度越窄，通常为10-5nm数量级。
2、多普勒变宽 原子处于无规则的热运动状态，热运动与观测器
两者间形成相对位移运动，从而发生多普勒效应，使谱 线变宽，又称为热变宽。一般可达10-3nm，是谱线变宽 的主要因素。
子大量聚集在空心阴极内, 与其它粒子碰撞而被激发, 发射出相应元素的特征谱线。
原子吸收光谱法完整版本
3、对光源的要求
❖辐射强度大 ❖稳定性高 ❖锐线性 ❖背景小 ❖要用被测元素做阴极材料
原子吸收光谱法完整版本
原子吸收光谱法完整版本
二、原子化器
原子化器的功能是提供能量，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，因此也可 把它视为“吸收池”。
I
A
hv
hv
基态 原子
激发态 原子原子吸收光谱法完整版本
I E
hv
二、基态原子数与激发态原子数的关系
根据热力学的原理，在一定温度下达到热平 衡时，基态与激发态的原子数的比例遵循 Boltzman分布定律。
Ni / N0 = gi / g0 exp(- Ei / kT)
激发态 与基态 原子数
统计权重 表示能级 的简并度
原子吸收光谱法完整版本
3、压力变宽
由于辐射原子与其它粒子（分子、原子、离子和 电子等）间的相互作用而产生的谱线变宽，统称为压力 变宽。压力变宽通常随压力增大而增大。
同种粒子碰撞引起的变宽叫Holtzmark（赫尔兹马 克）变宽；凡是由异种粒子引起的变宽叫Lorentz（罗 伦兹）变宽。
此外，在外电场或磁场作用下，能引起能级的分 裂，从而导致谱线变宽，这种变宽称为场致变宽。
原子化器的基本要求：
火焰原子化原器子吸和收光非谱法火完整焰版本原子化器。
1、火焰原子化器
构造：三部分：喷雾器，雾化器，燃烧器
喷雾器： 不锈钢 聚四氟乙烯
雾化室： 不锈钢
燃烧器： 单缝 三缝
原子吸收光谱法完整版本
原子吸收光谱法完整版本
火焰的基本特性
(Ⅰ) 燃烧速度，是指火焰由着火点向可燃混凝气其他 点传播的速度，供气速度过大，导致吹灭，供气速度不 足将会引起回火。
吸收强度对频率作图，所得曲线为吸收线轮廓。原
子吸收线轮廓以原子吸收谱线的中心频率（或中心波长 ）和半宽度 表征。
中心频率由原子能级决定。
半宽度是中心频率位置，吸收系数极大值一半处， 谱线轮廓上两点之间频率或波长的距离。
原子吸收光谱法完整版本
谱线具有一定的宽度，主要有两方面的因素：
原子吸收光谱法完整版本
➢在相同的温度条件下，激发能越小，吸收线波长越长， Ni /N0值越大。
原子吸收光谱法完整版本
三、原子吸收光谱轮廓 原子光谱是线状光谱
为什么原子光谱为线光谱，而分子光谱为连续光谱？
原子吸收光谱法完整版本
原子和 离子只 存在电 子能级
分子还 振动能 级和转 动能级
原子吸收光谱法完整版本
原子吸收光谱并不是严格意义上的线状光谱，也有 一定的宽度。
（Ⅲ）火焰的燃气与助燃气比例。 可将火焰分为三类：
化学计量火焰，富燃火焰，贫燃火焰。
原子吸收光谱法完整版本
化学计量火焰：由于燃气与助燃气之比与化学计量反应 关系相近，又称为中性火焰 ，这类火焰, 温度高、稳 定、干扰小背景低，适合于许多元素的测定。
富燃火焰：指燃气大于化学元素计量的火焰。其特点是 燃烧不完全，温度略低于化学火焰，具有还原性，适合 于易形成难解离氧化物的元素测定；干扰较多，背景高 。
激发能
Boltzman 常数
热力学 温度
原子吸收光谱法完整版本
➢温度越高， Ni / N0值越大，即激发态原子数随温度升 高而增加，而且按指数关系变化； 但是，即使在高温下， Ni /N0值也很低，即蒸气 中基态原子数近似地等于总原子数。 如： Na 589.0 nm线， gi / g0 = 2, Ei=2.104 eV K=2000时, Ni /N0=0.99× 10-5 K=3000时, Ni /N0=5.83× 10-4
吸收过程符合朗伯-比耳定律： I = I0exp(-K0N L)
式中K0为吸收系数，N为自由原子总数（基态原子数 ），L为吸收层厚度。
吸光度A可用下式表示 A=KN
在实际分析过程中，当实验条件一定时，N正比于待 测元素的浓度。
原子吸收光谱法完整版本
原子吸收光谱仪又称原子吸收分光光度计，由光源 、原子化器、单色器和检测器等四部分组成。
若色散仪器分辨率为0.01nm（500.000500.010），而吸收宽度为10-3nm （500.000-500.001） ，即使完全吸收， 也只能吸收10％。原子吸收无法测定。
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2、峰值吸收
采用发射线半宽 度比吸收线半宽度小 得多的锐线光源，并 且发射线的中心与吸 收线中心频率一致。
原子吸收光谱法完整版本
4、自吸变宽 由自吸现象而引起的谱线变宽称为自吸变宽。空
心阴极灯发射的共振线被灯内同种基态原子所吸收产生 自吸现象，从而使谱线变宽。
原子吸收光谱法完整版本
四、原子吸收光谱的测量
1、积分吸收 与原子蒸气中吸收辐射的原子数成正比。
谱线宽度10-3nm，需要分辨率非常 高的色散仪器。
单道单光束
单道双光束
原子吸收光谱法完整版本
原子吸收光谱仪
原子吸收光谱法完整版本
一、光源（空心阴极灯）
1、构造 阴极: 钨棒作成圆筒形，筒内熔入被测元
素 阳极: 钨棒装有钛、 锆、 钽金属作成的阳极 管内充气：氩或氖称载气极间加压500-300伏，要
2求、稳锐流线电光源产供生电原。理 溅射出的被测元素原
原子吸收光谱法完整版本
原子吸收光谱法是基于被测元素基态原子 在蒸气状态对其原子共振辐射的吸收进行元素
定量分析的方法。
与分子吸收光谱法有何不同？
原子吸收光谱法完整版本
一、原子光谱的产生
基态原子吸收其共振辐射，外层电子由基 态跃迁至激发态而产生原子吸收光谱。原子吸 收光谱位于光谱的紫外区和可见区。
I0
这样就不需要用 高分辨率的单色器， 而只要将其与其它谱 线分离，就能测出峰 值吸收系数。
原子吸收光谱法完整版本
光源 色散元件 原子吸收
原子吸收光谱法宽度远小于吸收线半宽度的光 源，如空心阴极灯。 ➢半宽度很小 ➢中心频率一致
空心阴极灯
原子吸收光谱法完整版本
4、分析基本关系式
1、自然宽度 没有外界影响，谱线仍有一定的宽度称为自然宽
度。它与激发态原子的平均寿命有关，平均寿命越长， 谱线宽度越窄，通常为10-5nm数量级。
2、多普勒变宽 原子处于无规则的热运动状态，热运动与观测器
两者间形成相对位移运动，从而发生多普勒效应，使谱 线变宽，又称为热变宽。一般可达10-3nm，是谱线变宽 的主要因素。
子大量聚集在空心阴极内, 与其它粒子碰撞而被激发, 发射出相应元素的特征谱线。
原子吸收光谱法完整版本
3、对光源的要求
❖辐射强度大 ❖稳定性高 ❖锐线性 ❖背景小 ❖要用被测元素做阴极材料
原子吸收光谱法完整版本
原子吸收光谱法完整版本
二、原子化器
原子化器的功能是提供能量，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，因此也可 把它视为“吸收池”。
I
A
hv
hv
基态 原子
激发态 原子原子吸收光谱法完整版本
I E
hv
二、基态原子数与激发态原子数的关系
根据热力学的原理，在一定温度下达到热平 衡时，基态与激发态的原子数的比例遵循 Boltzman分布定律。
Ni / N0 = gi / g0 exp(- Ei / kT)
激发态 与基态 原子数
统计权重 表示能级 的简并度
原子吸收光谱法完整版本
3、压力变宽
由于辐射原子与其它粒子（分子、原子、离子和 电子等）间的相互作用而产生的谱线变宽，统称为压力 变宽。压力变宽通常随压力增大而增大。
同种粒子碰撞引起的变宽叫Holtzmark（赫尔兹马 克）变宽；凡是由异种粒子引起的变宽叫Lorentz（罗 伦兹）变宽。
此外，在外电场或磁场作用下，能引起能级的分 裂，从而导致谱线变宽，这种变宽称为场致变宽。
原子化器的基本要求：
火焰原子化原器子吸和收光非谱法火完整焰版本原子化器。
1、火焰原子化器
构造：三部分：喷雾器，雾化器，燃烧器
喷雾器： 不锈钢 聚四氟乙烯
雾化室： 不锈钢
燃烧器： 单缝 三缝
原子吸收光谱法完整版本
原子吸收光谱法完整版本
火焰的基本特性
(Ⅰ) 燃烧速度，是指火焰由着火点向可燃混凝气其他 点传播的速度，供气速度过大，导致吹灭，供气速度不 足将会引起回火。
吸收强度对频率作图，所得曲线为吸收线轮廓。原
子吸收线轮廓以原子吸收谱线的中心频率（或中心波长 ）和半宽度 表征。
中心频率由原子能级决定。
半宽度是中心频率位置，吸收系数极大值一半处， 谱线轮廓上两点之间频率或波长的距离。
原子吸收光谱法完整版本
谱线具有一定的宽度，主要有两方面的因素：
原子吸收光谱法完整版本
➢在相同的温度条件下，激发能越小，吸收线波长越长， Ni /N0值越大。
原子吸收光谱法完整版本
三、原子吸收光谱轮廓 原子光谱是线状光谱
为什么原子光谱为线光谱，而分子光谱为连续光谱？
原子吸收光谱法完整版本
原子和 离子只 存在电 子能级
分子还 振动能 级和转 动能级
原子吸收光谱法完整版本
原子吸收光谱并不是严格意义上的线状光谱，也有 一定的宽度。
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原子吸收光谱法
但是石墨炉原子化法的分析速度较慢，分析成本高 ，精密度差，基体干扰比较大。
低温原子化法：低温原子化法也称为化学原子化法 ，包括冷原子化法和氢化物发生法。
一般冷原子化法与氢化物发生法可以使用同一装置 。
冷原子化法：直接测量Hg 氢化物发生法：氢化物发生器生成金属或类金属元
素氢化物，进入原子化器。
第四节 干扰及其消除方法
物理干扰：由于溶液的物理性质（如粘度、表面张力、密度和蒸 气压等）的变化引起的试液抽吸过程、雾化过程和蒸发过程的比 例不同。消除物理干扰的主要方法是配制与被测试样相似组成的 标准溶液，或采用标准加入法。
电离干扰：在高温下，原子电离成离子，而使基态原子数目减少 ，导致测定结果偏低，此种干扰称电离干扰。消除办法是向试液 中加入过量比待测元素电离电位低的其他元素（通常为碱金属元 素）。例如，测钙时可加入过量的KCl溶液消除电离干扰。钙的 电离电位为6.1eV，钾的电离电位为4.3eV。由于K电离使钙离子 得到电子而生成原子。
｛ C2H2：空气
> ¼ 富燃火焰 ≈¼ 中性火焰 化学计量火焰
< ¼ 贫燃火焰
根据燃气和助燃气的种类不同常用的有以下火焰：
乙炔-空气火焰； 氢-空气火焰； 乙炔-氧化亚氮火焰。
① Al,Ti,Ta,Zr等易形成难解离氧化物，不宜使用
② As 193.64,197.20nm；Se 196.09nm 不易使用 乙炔—空气火焰 是原子吸收测定中最常用的火焰，该火焰 燃烧稳定，重现性好，温度较高，可达23000C ，对大多数元
化学干扰：被测元素与共存组分发生化学反应，生成更稳定的 化合物，影响被测元素的原子化。由于PO43-的存在，钙与其形 成了磷酸钙、焦磷酸钙等化合物，这些化合物其键能很高，在 火焰中不易分解产生钙原子，结果偏低。消除方法：加入干扰 抑制剂的方法，如加入锶盐后Sr与PO43-反应生成比磷酸钙更加 稳定的化合物，从而释放出钙原子，消除了磷酸根离子对钙的 干扰。
低温原子化法：低温原子化法也称为化学原子化法 ，包括冷原子化法和氢化物发生法。
一般冷原子化法与氢化物发生法可以使用同一装置 。
冷原子化法：直接测量Hg 氢化物发生法：氢化物发生器生成金属或类金属元
素氢化物，进入原子化器。
第四节 干扰及其消除方法
物理干扰：由于溶液的物理性质（如粘度、表面张力、密度和蒸 气压等）的变化引起的试液抽吸过程、雾化过程和蒸发过程的比 例不同。消除物理干扰的主要方法是配制与被测试样相似组成的 标准溶液，或采用标准加入法。
电离干扰：在高温下，原子电离成离子，而使基态原子数目减少 ，导致测定结果偏低，此种干扰称电离干扰。消除办法是向试液 中加入过量比待测元素电离电位低的其他元素（通常为碱金属元 素）。例如，测钙时可加入过量的KCl溶液消除电离干扰。钙的 电离电位为6.1eV，钾的电离电位为4.3eV。由于K电离使钙离子 得到电子而生成原子。
｛ C2H2：空气
> ¼ 富燃火焰 ≈¼ 中性火焰 化学计量火焰
< ¼ 贫燃火焰
根据燃气和助燃气的种类不同常用的有以下火焰：
乙炔-空气火焰； 氢-空气火焰； 乙炔-氧化亚氮火焰。
① Al,Ti,Ta,Zr等易形成难解离氧化物，不宜使用
② As 193.64,197.20nm；Se 196.09nm 不易使用 乙炔—空气火焰 是原子吸收测定中最常用的火焰，该火焰 燃烧稳定，重现性好，温度较高，可达23000C ，对大多数元
化学干扰：被测元素与共存组分发生化学反应，生成更稳定的 化合物，影响被测元素的原子化。由于PO43-的存在，钙与其形 成了磷酸钙、焦磷酸钙等化合物，这些化合物其键能很高，在 火焰中不易分解产生钙原子，结果偏低。消除方法：加入干扰 抑制剂的方法，如加入锶盐后Sr与PO43-反应生成比磷酸钙更加 稳定的化合物，从而释放出钙原子，消除了磷酸根离子对钙的 干扰。
原子吸收光谱法课件
一般分析过程
01
火焰
02
单色器
03
检测器
04
放大读数
05
助燃气
06
燃气
07
原子化系统
08
试液
09
空心阴极灯
10
第二节 基本原理
第二节 基本原理
二、基态原子和原子吸收光谱的产生 （一）基态原子的产生 MX试样溶液雾粒喷入高温火焰中发生蒸发脱水、热分解原 子化、激发、电离、化合等一系列过程 脱水 气化 1） MX(湿气溶液) MX(s) MX(g) 原子化 2） MX(g) M(g) ＋X(g)
压力变宽（ △f L ）
第二节 基本原理
第二节 基本原理
压力变宽分为 Lorentz变宽和 Holtsmark变宽。其值与 火焰温度 的平方根成反比，却明显地随气体压力的增大而增大。 4）谱线迭加变宽 由于同位素存在而引起的变宽。 5）自吸变宽 在空心阴极灯中，激发态原子发射出的光被阴极周围的同类基态 原子所吸收的自吸现象也会使谱线变宽，同时使发射强度变弱。自 吸变宽随灯电流的增大而增大。
第二节 基本原理
三、基态与激发态原子的分配关系 一定火焰温度下，当处于热力学平衡时，火焰中基态与激发态 原子数的比例关系服从Bolzman分布定律： Nq/N0=(gq/g0)×e-(Eq-E0)/KT (1) 式中，Nq、N0：分别是激发态、基态原子数 gq、g0：分别是激发态、基态统计权重 Eq、E0：分别是激发态、基态原子的能级 K：Bolzman常数（1.38 × 10-16erg/K） T：热力学温度
第二节 基本原理
吸收光谱
发射光谱
图2 钠原子的吸收光谱与发射光谱图
波长(nm) 2000 1000 800 500 400 300
01
火焰
02
单色器
03
检测器
04
放大读数
05
助燃气
06
燃气
07
原子化系统
08
试液
09
空心阴极灯
10
第二节 基本原理
第二节 基本原理
二、基态原子和原子吸收光谱的产生 （一）基态原子的产生 MX试样溶液雾粒喷入高温火焰中发生蒸发脱水、热分解原 子化、激发、电离、化合等一系列过程 脱水 气化 1） MX(湿气溶液) MX(s) MX(g) 原子化 2） MX(g) M(g) ＋X(g)
压力变宽（ △f L ）
第二节 基本原理
第二节 基本原理
压力变宽分为 Lorentz变宽和 Holtsmark变宽。其值与 火焰温度 的平方根成反比，却明显地随气体压力的增大而增大。 4）谱线迭加变宽 由于同位素存在而引起的变宽。 5）自吸变宽 在空心阴极灯中，激发态原子发射出的光被阴极周围的同类基态 原子所吸收的自吸现象也会使谱线变宽，同时使发射强度变弱。自 吸变宽随灯电流的增大而增大。
第二节 基本原理
三、基态与激发态原子的分配关系 一定火焰温度下，当处于热力学平衡时，火焰中基态与激发态 原子数的比例关系服从Bolzman分布定律： Nq/N0=(gq/g0)×e-(Eq-E0)/KT (1) 式中，Nq、N0：分别是激发态、基态原子数 gq、g0：分别是激发态、基态统计权重 Eq、E0：分别是激发态、基态原子的能级 K：Bolzman常数（1.38 × 10-16erg/K） T：热力学温度
第二节 基本原理
吸收光谱
发射光谱
图2 钠原子的吸收光谱与发射光谱图
波长(nm) 2000 1000 800 500 400 300
化学原子吸收光谱分析PPT课件
原子吸收法实用定量公式：
A=KcL
在一定实验条件下，一定浓度范围内， 试样中待测元素的基态原子对光的吸收程 度A与该元素在试样中的浓度（含量）服从 光吸收定律。
由于L为常数，故上式可简单的用下式表示： A=KC
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。
第10页/共65页
三、基态原子（蒸气）的产生
A=lgI0/I=0.434K0L=0.434KNL 式中A为中心频率处的吸光度；L为原子蒸气 的由厚此式可知，只要测定吸光度并固定L，就可求 度K稳；0定，N的而为测K总0定与原条原子件子数下蒸。，气被中测原定子试的液浓中度待成测正元比素。的并浓且度在与 原子蒸气中的原子浓度也成正比。
第9页/共65页
第26页/共65页
⑴火焰组成
燃气 乙炔
氢气
氧化亚氮
助燃气 空气 氧气 空气
空气
温度（K） 2500 30
⑵火焰温度的选择
①保证待测元素充分离解为基态原子的前提下，尽量采用低温火焰； ②火焰温度越高，产生的热激发态原子越多，不利于原子吸收； ③火焰温度取决于燃气与助燃气类型，常用的是乙炔-空气火焰，最高温度可达2600K。
4.应用范围广（可测周期表中元素达70余个） 5. 样品用量少，分析速度快，操作简便。
缺点：必须更换元素灯，没灯不能测
第2页/共65页
应用
• 测定矿物,金属及其合金,玻璃,陶瓷,水泥,化工产品,土壤,食品,血液,生物试样, 环境污染物等各类试样中的金属元素。
铜
钠铁
镁
锡 锰
铅
钙
钾
砷
锌
第3页/共65页
第一节 概述
原子吸收光谱分析法也称为原子吸收分 光光度法，简称“原子吸收法”。它是基 于 物质所产生的基态原子蒸气对特定波长谱 线（元素的共振线---特征谱线）的吸收作 用而对元素进行定量分析的。
原子吸收光谱法ppt课件
33
测定条件的选择
•狭缝宽度 AAS中，谱线重叠干扰的几率小，允许使用 较宽的狭缝。最宜狭缝宽度一般为吸光度大 且平稳时的最大狭缝。
34
测定条件的选择
•空心阴极灯的工作电流 在保证有稳定和足够的辐射光强度的情况
下，尽量选用较低的灯电流，以延长空心阴 极灯的寿命和降低谱线宽度。通常选用最大 电流的1/2至2/3为工作电流。
• 峰值吸收系数（K0）：中心频率或中心波长 处的最大吸收系数又称为峰值吸收系数。由 两能级之间的跃迁几率决定。
• 半宽度：最大吸收 系数一半（Kυ/2） 处所对应的频率差或 波13 长差，用△υ或
影响吸收线半宽度的主要因素：
• 自然变宽（natural width） • 多普勒变宽（Doppler broadening） • 压力变宽（pressure broadening）
27
燃烧器
火焰原子化法原子化器
• 作用：形成火焰， 使进入火焰的试 样微粒原子化。
• 火焰组成影响测 定灵敏度、稳定 性和干扰，对不 同元素选择不同 的火焰。乙炔空气焰最常用。
28
几种类型火焰及温度
燃料气体 助燃气体
煤气 丙烷 氢气 乙炔 氢气 乙炔
空气 空气 空气 空气 氧气 氧气
最高温度 K
3.峰值吸收系数
K0
2 Δv
ln 2 KN, Δv 半峰宽
4.峰值吸收与试样浓度的关系
A k N L KC
N：原子蒸汽中待测原子总数 C：待测元素在试样中的浓度
21
原子吸收分光光度仪
22
光源
原子吸收分光光度计的主要部件
原子化器 单色器 检测器
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空心阴极灯工作原理示意图
测定条件的选择
•狭缝宽度 AAS中，谱线重叠干扰的几率小，允许使用 较宽的狭缝。最宜狭缝宽度一般为吸光度大 且平稳时的最大狭缝。
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测定条件的选择
•空心阴极灯的工作电流 在保证有稳定和足够的辐射光强度的情况
下，尽量选用较低的灯电流，以延长空心阴 极灯的寿命和降低谱线宽度。通常选用最大 电流的1/2至2/3为工作电流。
• 峰值吸收系数（K0）：中心频率或中心波长 处的最大吸收系数又称为峰值吸收系数。由 两能级之间的跃迁几率决定。
• 半宽度：最大吸收 系数一半（Kυ/2） 处所对应的频率差或 波13 长差，用△υ或
影响吸收线半宽度的主要因素：
• 自然变宽（natural width） • 多普勒变宽（Doppler broadening） • 压力变宽（pressure broadening）
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燃烧器
火焰原子化法原子化器
• 作用：形成火焰， 使进入火焰的试 样微粒原子化。
• 火焰组成影响测 定灵敏度、稳定 性和干扰，对不 同元素选择不同 的火焰。乙炔空气焰最常用。
28
几种类型火焰及温度
燃料气体 助燃气体
煤气 丙烷 氢气 乙炔 氢气 乙炔
空气 空气 空气 空气 氧气 氧气
最高温度 K
3.峰值吸收系数
K0
2 Δv
ln 2 KN, Δv 半峰宽
4.峰值吸收与试样浓度的关系
A k N L KC
N：原子蒸汽中待测原子总数 C：待测元素在试样中的浓度
21
原子吸收分光光度仪
22
光源
原子吸收分光光度计的主要部件
原子化器 单色器 检测器
23
空心阴极灯工作原理示意图
原子吸收光谱法ppt
原子吸收分光光度计示意图
1.光源 光源
• 空心阴极灯
2.原子化系统 原子化系统
作用：提供能量、使样品干燥、蒸发、 作用：提供能量、使样品干燥、蒸发、原子化 要求：a.原子化效率要高、并不受试样浓度影响 原子化效率要高、 要求：a.原子化效率要高 b.稳定性能好 稳定性能好、 b.稳定性能好、重现性好 c.背景及噪声小 c.背景及噪声小 d.简单易行 d.简单易行 类型： 类型： 火焰原子化器 非火焰原子化器
原子吸收光谱法
1、方法概要 物质产生原子蒸气对特定谱线的吸收作用进行定量分析 装置
Mg 285.2 nm Mg++ →Mg0
空气阴极灯 单色光器 原子化器 乙炔 空气 [Mg]++
光电检测器
记录指示
原子吸收仪器
总体设计
B.与紫外可见分光光度计比较 与紫外可见分光光度计比较
光源 原子化器
分光系统 ～ 试样系统 样品池
原子化器
原子化器
火焰原子化器
火焰类型
化学计量火焰 温度高，干扰少，稳定，背景低，常用。 温度高，干扰少，稳定，背景低，常用。 富燃火焰 还原性火焰， 燃烧不完全， 测定 还原性火焰 ， 燃烧不完全 ， 较易形成难解离氧化物的元素Mo、Cr、 较易形成难解离氧化物的元素Mo、Cr、 Mo 稀土等。干扰多，背景高。 稀土等。干扰多，背景高。 贫燃火焰 火焰温度低，氧化性气氛， 火焰温度低，氧化性气氛，适用于 易解离、易电离元素的测定如碱金属。 易解离、易电离元素的测定如碱金属。
3.单色器 单色器
• 入射狭缝起光学系统虚光源的作用 • 有效带宽（波长间隔的大小）W = D.S (D为线色散 有效带宽（波长间隔的大小） 为线色散 率的倒数， 为狭缝宽度 为狭缝宽度） 率的倒数，W为狭缝宽度） 选择的一般原则： 在不引起吸光度减小的情况下， 选择的一般原则 ： 在不引起吸光度减小的情况下 ， 采用尽可能大的狭缝宽度
原子吸收光谱法(共73张课件)
比尔定律：
▪ 分析中，待测元素的浓度与其吸收辐射的原子总数成正 比。在一定浓度范围和一定火焰宽度L下：
▪ 可以通过测吸光度可求得待测元素的含量。
▪ 原子吸收分光光度A分析k'的c定量基础。待测元素浓度
2024/8/30
27
§4-3 原子吸收分光光度计
一、基本构造
光源
原子化系统
分光系统
检测系统 显示装置
表
处吸收轮廓上两点间的距离
征
（即两点间的频率差）。
▪ 数量级为10-3 -10-2 nm （发射线10-4 -10-3 nm ）。
图4.2 原子吸收光谱轮廓图
2024/8/30
12
谱线变宽： 自然宽度 ：N
▪ 无外界影响下，谱线仍有一定宽度—自然宽度。
▪ 与原子发生能级间跃迁时激发态原子的平均寿命有关。
2024/8/30
图4.3 峰值吸收测量示意图
21
应用原理： ▪ 光源：
2024/8/30
A lg I0 I
I0
e
0
I0d
I
e
0
Id
I I0eKL
I e 0
I0eKLd
Alg
e
0
I0 d
I e d e
K L
0 0
则：
在满足瓦尔西方法的测量条件时，在积分界限
内 吸可 收以 系认 数为。为常数，并合K理 地使之等于峰值
5%，测定灵敏度极差。
噪音低；
用该元素的锐线光源发射出特征辐射。 特点： 原子吸收分析的主要特点是测定灵敏度高，特效
发射的谱线稳定性好、强度高且宽度窄。
共振线在外光路损失小。
试样在原子化器中被蒸发,解离为气态基态原子。 共Ok振! L线et（’s特Ha征ve谱a线B）re是ak元. 素所有谱线中最容易发生、最灵敏的线，又具有元素的特征，所以分析中用该谱线作为分析线。
chapter原子吸收光谱分析法(共63张PPT)
常的条件下，压力变宽起重要作用的主要是劳伦兹变宽，谱线的劳 伦兹变宽可由下式决定：
ΔνL=2NAσ2p[2/πRT·(1/A+1/M)]1/2 σ2--碰撞的有效截面积；M --待测原子的相对原子量；
ΔvL和ΔνD具有相同的数量级，也是谱线变宽的主要因素。
*
谱线轮廓与谱线变宽
4．自吸变宽 光源空心阴极灯发射的共振线被灯内同种基态原子所吸收产生
2．原子吸收与原子发射的比较
原子吸收光谱利用的是原子的吸收现象，而原子发射光
谱分析是基于原子的发射现象，二者是两种相反的过程。另 测定方法与仪器亦有相同和不同之处。
*
原子吸收光谱分析概述
三、 原子吸收光谱分析的特点
1. 灵敏度高：在原子吸收实验条件下，处于基态的原子数目比激 发态多得多（玻尔兹曼分布规律），故灵敏度高。其检出限可达 10-9 g /ml ( 某些元素可更高 ) ；
（优选）chapter原子吸收光 谱分析法
第一节 原子吸收光谱分析概述
一、历史
定义：原子吸收光谱法是一种基于气态的待测基态原子对特征 谱线的吸收而建立的一种分析方法。这一方法的发展经历了3个发
展阶段： 1. 原子吸收现象的发现
1802年，W. H. Wollaston在研究太阳连续光谱时，发现太阳光谱 的暗线。
*
火焰原子化装置
Ii．氧化亚氮—乙炔焰：其燃烧反应为： 5N2O→5N2+5/2O2+Q (大量Q使乙炔燃烧)
C2H2+5/2O2→2CO2+H2O
火焰温度达3000℃。火焰中除含C,CO,OH等半分解产物外，
还含有CN,NH等成分，因而具有强化原性，可使许多易形成
难离解氧化物元素原子化（如Al,B,Be,Ti,V,W,Ta,Zr,Ha等）
ΔνL=2NAσ2p[2/πRT·(1/A+1/M)]1/2 σ2--碰撞的有效截面积；M --待测原子的相对原子量；
ΔvL和ΔνD具有相同的数量级，也是谱线变宽的主要因素。
*
谱线轮廓与谱线变宽
4．自吸变宽 光源空心阴极灯发射的共振线被灯内同种基态原子所吸收产生
2．原子吸收与原子发射的比较
原子吸收光谱利用的是原子的吸收现象，而原子发射光
谱分析是基于原子的发射现象，二者是两种相反的过程。另 测定方法与仪器亦有相同和不同之处。
*
原子吸收光谱分析概述
三、 原子吸收光谱分析的特点
1. 灵敏度高：在原子吸收实验条件下，处于基态的原子数目比激 发态多得多（玻尔兹曼分布规律），故灵敏度高。其检出限可达 10-9 g /ml ( 某些元素可更高 ) ；
（优选）chapter原子吸收光 谱分析法
第一节 原子吸收光谱分析概述
一、历史
定义：原子吸收光谱法是一种基于气态的待测基态原子对特征 谱线的吸收而建立的一种分析方法。这一方法的发展经历了3个发
展阶段： 1. 原子吸收现象的发现
1802年，W. H. Wollaston在研究太阳连续光谱时，发现太阳光谱 的暗线。
*
火焰原子化装置
Ii．氧化亚氮—乙炔焰：其燃烧反应为： 5N2O→5N2+5/2O2+Q (大量Q使乙炔燃烧)
C2H2+5/2O2→2CO2+H2O
火焰温度达3000℃。火焰中除含C,CO,OH等半分解产物外，
还含有CN,NH等成分，因而具有强化原性，可使许多易形成
难离解氧化物元素原子化（如Al,B,Be,Ti,V,W,Ta,Zr,Ha等）
原子吸收光谱法PPT课件
消除电离干扰的方法
加入消电离剂 利用富燃火焰也可抑制电离干扰 利用温度较低的火焰 提高溶液的吸喷速率 标准加入法
化学干扰
是指试样溶液转化为自由基态原子的过程中,待 测元素和其他组分之间发生化学作用而引起的干 扰效应.它主要影响待测元素化合物的熔融,蒸发 和解离过程.这种效应可以是正效应,增强原子吸 收信号;也可以是负效应,降低原子吸收信号.化学 干扰是一种选择性干扰,它不仅取决于待测元素与 共存元素的性质,还与火焰类型,火焰温度,火焰状 态,观察部位等因素有关.化学干扰是火焰原子吸 收分析中干扰的主要来源,其产生的原因是多方面 的.
物理干扰
吸喷速率
喷雾量和雾化效率
毛细管形状
物理干扰一般都是负干扰,最终影响火焰分 析体积中原子的密度.
消除物理干扰的方法
配制与待测试液基体相一致的标准溶液; 当前者困难时,可采用标准加入法; 当被测元素在试液中浓度较高时,可以稀释溶液来降低
或消除物理干扰; 在试液中加入有机溶剂,改变试液的粘度和表面张力,
A.
A lg
I0 I
KC
原子吸收光谱仪的构成
光源:提供特征锐线光谱 原子化器：产生原子蒸汽，使被测元素
原子化 分光系统：将被测分析线与光源其他谱
线分开，并阻止其他谱线进入检测器 检测系统：光电倍增管 数据处理系统器
测量条件的选择
吸收线的选择 灯电流的选择 火焰种类的选择 燃烧气和助燃气的流量 火焰高度 石墨炉原子化条件的选择
内标法:分别在标准试样和被测试样中加入已知量的第
三种元素作为内标元素,测定分析线和内标线的吸光度比
D (工D作,曲D线x .)然并后以在D对标应准标曲准线溶上液根中据被测元计素算含出量试或样浓中度待绘测制
原子吸收光谱实验ppt课件
可经过控制试液与规范溶液的组成尽量一致的方法来 消除。
4.3 光谱干扰
待测元素的共振线与干扰物质谱线分别不完全，这 类干扰主要来自光源和原子化安装，主要有以下几种：
〔1〕在分析线附近有单色器不能分别的待测元素的临近 线，可以经过调小狭缝的方法来抑制这种干扰。
〔2〕空心阴极灯内有单色器不能分别的干扰元素的辐射 换用纯度较高的单元素灯减小干扰。
贫燃焰：焰助比小于1∶6，火焰温度较高，氧化性 气氛，适用于碱土金属测定
〔4〕火焰温度的选择：
〔a〕保证待测元素充分别解为基态原子的前提下，尽 量采用低温火焰；
〔b〕火焰温度越高，产生的热激发态原子越多，对 测定不利
〔c〕火焰温度取决于燃气与助燃气类型，常用空 气—乙炔，最高温度2600K，能测35种元素。
消除方法：普通采取在试液中参与更易电离 的元素，有效地抑制待测元素的电离，这种试剂 称消电离剂。例：参与足量的铯盐，抑制K、Na 的电离。
消电离剂是在火焰中可以提供大量电子，又 不会在所用波长发生吸收的易电离的元素。
4.2 物理干扰
试样在转移、蒸发过程中物理要素变化引起的干扰效 应，主要影响试样喷入火焰的速度、雾化效率、雾滴大小 等。
的比值ΔX/Δλ。实践任务中常用其倒数 Δλ/ΔX
〔2〕分辨率：仪器分开相邻两条谱线的才干。用 该两条谱线的平均波长与其波长差的比值λ/Δλ表示。
〔3〕通带宽度〔W〕：指经过单色器出射狭缝的某 标称波优点的辐射范围。当倒色散率〔D〕一定时， 可经过选择狭缝宽度〔S〕来确定： W=D S
2.4 检测器
2.2.2 石墨冷却维护 石墨管；内气路中氩气体由管两端流向管中心， 从中心孔流出，用来维护原子不被氧化，同时排 除枯燥和灰化过程中产生的蒸汽。
4.3 光谱干扰
待测元素的共振线与干扰物质谱线分别不完全，这 类干扰主要来自光源和原子化安装，主要有以下几种：
〔1〕在分析线附近有单色器不能分别的待测元素的临近 线，可以经过调小狭缝的方法来抑制这种干扰。
〔2〕空心阴极灯内有单色器不能分别的干扰元素的辐射 换用纯度较高的单元素灯减小干扰。
贫燃焰：焰助比小于1∶6，火焰温度较高，氧化性 气氛，适用于碱土金属测定
〔4〕火焰温度的选择：
〔a〕保证待测元素充分别解为基态原子的前提下，尽 量采用低温火焰；
〔b〕火焰温度越高，产生的热激发态原子越多，对 测定不利
〔c〕火焰温度取决于燃气与助燃气类型，常用空 气—乙炔，最高温度2600K，能测35种元素。
消除方法：普通采取在试液中参与更易电离 的元素，有效地抑制待测元素的电离，这种试剂 称消电离剂。例：参与足量的铯盐，抑制K、Na 的电离。
消电离剂是在火焰中可以提供大量电子，又 不会在所用波长发生吸收的易电离的元素。
4.2 物理干扰
试样在转移、蒸发过程中物理要素变化引起的干扰效 应，主要影响试样喷入火焰的速度、雾化效率、雾滴大小 等。
的比值ΔX/Δλ。实践任务中常用其倒数 Δλ/ΔX
〔2〕分辨率：仪器分开相邻两条谱线的才干。用 该两条谱线的平均波长与其波长差的比值λ/Δλ表示。
〔3〕通带宽度〔W〕：指经过单色器出射狭缝的某 标称波优点的辐射范围。当倒色散率〔D〕一定时， 可经过选择狭缝宽度〔S〕来确定： W=D S
2.4 检测器
2.2.2 石墨冷却维护 石墨管；内气路中氩气体由管两端流向管中心， 从中心孔流出，用来维护原子不被氧化，同时排 除枯燥和灰化过程中产生的蒸汽。
原子吸收光谱法演示精品PPT课件
14
钨丝灯光源和氘灯，经分光后，光谱通带0.2nm。 而原子吸收线半宽度：10-3nm。
15
德国耶拿公司
连续光源：高聚焦短弧氙灯 分辨率：2pm（10-12m） 价格：80多万人民币左右（普通：60万） 光源价格：1万人民币左右
16
2、原子化器
作用
将试样中待测组分转变成原子蒸气。
原子化方法
火焰法 高温原子化 无火焰法—电热高温石墨管 冷原子化
20
（3）火焰 作用：试样雾滴在火焰中，经蒸发，干燥，离解（还原）
等过程产生大量基态原子。 分区：焰心（发射强的分子带和自由基，很少用于分析）、
内焰（基态原子最多，为分析区）和外焰（火焰内部 生成的氧化物扩散至该区并进入环境）。
燃烧速度：混合气着火点向其它部分的传播速度。当供气速 度大于燃烧速度时，火焰稳定。但过大则导致火 焰不稳或吹熄火焰，过小则可造成回火。
第七章 原子吸收分光光度法
1
一、概 述
2
1、定义 原子吸收分光光度法（AAS）
（atomic absorption spectrophotometry ） 基于气态的基态原子在某特定波长光的辐射
下、原子外层电子对光的特征吸收这一现象建 立起来的光谱分析方法。(位于紫外可见区）
3
光源 分光系统
样品池
O2 900-1400 2550-2933 高燃烧速度，高温，但不易控制
N2O ~390
~2880 高温，适于难分解氧化物的原子化
低温，适于易解离的元素，如碱金
Air
~82
~2198 属和碱土金属。
22
石墨炉原子化器
——电源、保护系统和石墨管三部分。
23
电源：10~25V，500A。用于产生高温。
钨丝灯光源和氘灯，经分光后，光谱通带0.2nm。 而原子吸收线半宽度：10-3nm。
15
德国耶拿公司
连续光源：高聚焦短弧氙灯 分辨率：2pm（10-12m） 价格：80多万人民币左右（普通：60万） 光源价格：1万人民币左右
16
2、原子化器
作用
将试样中待测组分转变成原子蒸气。
原子化方法
火焰法 高温原子化 无火焰法—电热高温石墨管 冷原子化
20
（3）火焰 作用：试样雾滴在火焰中，经蒸发，干燥，离解（还原）
等过程产生大量基态原子。 分区：焰心（发射强的分子带和自由基，很少用于分析）、
内焰（基态原子最多，为分析区）和外焰（火焰内部 生成的氧化物扩散至该区并进入环境）。
燃烧速度：混合气着火点向其它部分的传播速度。当供气速 度大于燃烧速度时，火焰稳定。但过大则导致火 焰不稳或吹熄火焰，过小则可造成回火。
第七章 原子吸收分光光度法
1
一、概 述
2
1、定义 原子吸收分光光度法（AAS）
（atomic absorption spectrophotometry ） 基于气态的基态原子在某特定波长光的辐射
下、原子外层电子对光的特征吸收这一现象建 立起来的光谱分析方法。(位于紫外可见区）
3
光源 分光系统
样品池
O2 900-1400 2550-2933 高燃烧速度，高温，但不易控制
N2O ~390
~2880 高温，适于难分解氧化物的原子化
低温，适于易解离的元素，如碱金
Air
~82
~2198 属和碱土金属。
22
石墨炉原子化器
——电源、保护系统和石墨管三部分。
23
电源：10~25V，500A。用于产生高温。