火焰发射和原子吸收光谱分析法
第三、四章：原子发射、吸收光谱法
灯电流:空心阴极灯的发射特性取决于工作电流。灯电流过 小，放电不稳定，光输出的强度小；灯电流过大，发射谱线 变宽，导致灵敏度下降，灯寿命缩短。选择灯电流时，应在 保持稳定和有合适的光强输出的情况下，尽量选用较低的工 作电流。一般商品的空极阴极灯都标有允许使用的最大电流 与可使用的电流范围，通常选用最大电流的1/2 ~ 2/3为工 作电流。实际工作中，最合适的电流应通过实验确定。空极 阴极灯使用前一般须预热10 ~ 30 min。
分析线:用来进行定性或定量分析的特征谱线. 灵敏线:每种元素的原子光谱线中,凡是具有一定强 度,能标记某元素存在的特征谱线. 最后线:即元素含量降低或减少到最大限度时,仍能 坚持到最后的谱线.
分类：纯样光谱比较法、铁光谱比较法
铁原子光谱
3.4.2 光谱定量分析
一、原理:根据试样光谱中待测元素的谱线 强度来确定元素浓度。
4.1 概 述
定义：基于测量待测元素的基态原子对其特征谱
线的吸收程度而建立起来的分析方法。 优点：灵敏度高，10-15-10-13g ；选择性好；测量 元素多；需样量少，分析速度快 。 缺点：测定不同元素需要换灯（传统）；多数非 金属元素不可测
4.2 原理
4.2.1基本原理：在通常情况下，原子处于基态， 当通过基态原子的某辐射线所具有的能量或频 率恰好符合该原子从基态跃迁到激发态所需的 能量或频率时，该基态原子就会从入射辐射中 吸收能量，产生原子吸收光谱。 △ E=h=hc/
峰值吸收测量示意图
4.3 原子吸收分光光度计
定义:用于测量待测物质在一定条件下形成的基 态原子蒸汽对其特征光谱线的吸收程度并进行 分析测定的仪器.
分类条件 类型 按原子化方式 火焰离子化 非火焰离子化 按入射光束 单光束 多光束 按通道分 单通道 多通道
原子吸收光谱分析-下
体元素不同可能带来影响。
（２）标准溶液浓度应使 A ～ C 在直线的范围内， C
不能太大，一般控制A在0.2～0.8之间。
（３） 测定过程中应保持测定条件不变。 • 标准曲线法简便、快速，适用于组分比较简单的样 品，适用于大批量的样品分析。但样品的情况不清 或很复杂时分析误差较大，可用其他方法定量。
检测限 (Detection limit, DL)
• 检出限不仅与灵敏度有关，而且还考虑 到仪器噪声！因而检测限比灵敏度具有更 明确的意义，更能反映仪器的性能。只有 同时具有高灵敏度和高稳定性时，才有低 的检出限。
——测定条件的选择 • 分析方法的精密度和准确度除了与仪器的性能有 关外，还与测定条件有关，注意选择： 1、试样取量及处理
用有机溶剂
（二）化学干扰及其抑制
指待测元素与其它组分之间的化学作用所引起的干扰效应 ,主要 影响到待测元素的原子化效率，是选择性干扰，为主要干扰源
1. 化学干扰的类型
（1）待测元素与其共存物质作用生成难挥发的化合物，致使参 与吸收的基态原子减少。 a、铝、硅、硼、钛、铍在火焰中易生成难熔化合物 b、硫酸盐、磷酸盐与钙生成难挥发物。 （2）待测原子发生电离反应，生成离子，不产生共振吸收，总 吸收强度减弱，电离电位≤6eV的元素易发生电离，火焰温度越高 ，干扰越严重，（如碱及碱土元素）。
• 氘灯是连续光谱（ 190-360nm ），它和空心阴极灯的锐线
光源通过切光器交替照射在原子化器上。 氘灯的能量被背景和被测元素吸收，但被测元素是线吸收，
它占整个连续光谱的吸收信号很小，可以忽略。因此可以
认为，氘灯测得的就是背景吸光度。 A氘=A背 • 空心阴极灯测得的是被测元素吸光度和背景吸光度，
例如：钙电离，在溶液中加入大量易电离的 钾或铯，有大量电子存在，抑制钙的电离，提高 测定灵敏度。 K ---- K+ + e
火焰原子吸收光度法
火焰原子吸收光度法是一种常用的元素分析方法，主要用于测定样品中金属元素的浓度。
其基本原理是利用火焰将样品中的金属元素原子化，然后通过原子吸收光谱仪测量原子吸收光的强度，从而确定金属元素的浓度。
操作流程一般包括以下步骤：
1.样品预处理：将样品进行稀释或消解处理，以使金属元素的浓度达到分析要求。
2.火焰原子化：将经过稀释或消解处理的样品通过火焰原子化器，使金属元素原子化为离子态。
3.原子吸收光谱测量：将经过火焰原子化的样品通过原子吸收光谱仪测量其吸收光谱，并计算金属元素的浓度。
火焰原子吸收光度法有操作简单、分析速度快、灵敏度高等优点，适用于测定低至微克级别的金属元素浓度。
同时，该方法也存在一些缺点，如对样品的处理要求较高、对仪器的要求较高等。
在实际应用中，通常用于测定水质、土壤、食品、药品等样品中的金属元素浓度，以及工业生产中的金属元素分析等领域。
火焰原子吸收光谱法实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除火焰原子吸收光谱法实验报告篇一：火焰原子吸收光谱法测定污水中的铜实验报告中国xx:化学20xx年第xx卷第x期:1~《xxx科学》杂志社xxxxxxxxxxxpResssxxxxxxxxx论文火焰原子吸收光谱法测定污水中的铜*******学院广州510275*通讯作者,e-mail:***@摘要污水中的重金属含量是环境监测的重要指标之一。
本文采用火焰原子吸收光谱法（FAAs)测定了污水中的铜含量，当铜含量在0.01-1.20μg/mL范围内浓度与吸光度呈正比关系，工作曲线线性相关系数为0.9998，方法检出限为0.01μg/mL，R.s.D为3.8%。
实验结果表明：污水处理液样品中的铜含量为0.62±0.01μg/mL。
关键词火焰原子吸收污水铜含量引言由于工业化的发展，金属制品的制造与使用的广泛，使得各种金属元素普遍存在于各种污水（包括工业污水、生活污水和土壤液）之中。
随着工业的发展，对环境质量的损害也日益加大，因此国家对工业污水的排放制定了严密的检测要求，特别是其中的金属离子定性定量检测更是重要。
随着人口的快速增长和城市化进程的加快，生活污水的排放量剧增，若这些未经处理污水中含有过量的重金属元素，有可能与天然水体中的各种物质作用而被积聚，从而引起二次污染，甚至因被再次饮用而诱发癌症等疾病[2]。
土壤是生物生存的重要环境，土壤中各金属（特别是重金属）含量的高低可以从有益到带来麻烦甚至到受污染而产生剧毒，从而影响植物的生长和其周围的水质，最终直接或间接地影响人类的生活和健康，因此对土壤中重金属元素的监测至关重要[3]。
检测水中金属元素常用的方法有分光光度法、原子吸收法（AAs）、电感耦合等离子体原子发射光谱法（Icp-Aes）、离子色谱法等。
近半个世纪以来，原子吸收光谱法是广泛用于定量测定试样中[1]单独元素的分析方法。
其具有选择性级、灵敏度高、取样量少、简便快速等特点，目前也是测定水中金属元素常用的方法。
仪器分析 复习 重修 自学 预习5 原子吸收光谱分析法
原子吸收光谱分析法
原子吸收基本原理
第一节
一、共振线 二、基态原子数与原子化温度 三、定量基础
历史
原子吸收光谱法是一种基于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：
原子吸收现象的发现
1802年Wollaston发现太阳光谱的暗线； 1859年Kirchhoff和 Bunson解释了暗线产生的原因；
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。火焰原子化的方法就是使试样变成 原子蒸汽。 火焰温度的选择： （a）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；因为火焰温度越高，产生的热激发态原子 越多，则基态原子数量减少；但太低温就会使盐类无法解
离，降低灵敏度。
I
Ve
I 0V e KV L dv；当发射线宽《吸收线宽时，可以认为
0 Ve
KV 是常数，相当峰值吸收系数K 0：I e K 0 L 于是A lg 1 e
K0L
I
0
0V
dv
0.4343 K 0 L
K0=?
吸收线轮廓仅取决于多普勒变宽时 1 KV dv 2 ln 2 K 0v，结合积分吸收式 KV dv的值 2 ln 2 e 2 解得：K 0 fN 0 v mc
太阳光
暗 线
第一激发态
E
热能
基态
E = h = h
C
发现钠蒸汽发出的光线通过温度比较低的钠蒸汽,会引起 钠光的吸收，并且钠发射线和暗线在光谱中位置相同,由此 判断太阳连续光谱中的暗线是太阳外层中的钠原子对太阳光 谱中钠辐射吸收的结果
原子吸收光谱基本原理:
原子吸收分光光度计(火焰法)使用分析
18畳爱龛ZHILIANG ANQUAN原子吸收分光光度计（火焰法）使用分斬平顶山市农产品质量监测中心崔娟原子吸收分光光度计即原子吸收光谱仪，是目前应用较广泛的一种光谱仪器，可应用于食品、农产品、医药卫生、环保、化工、地质等各个领域相关元素的微量分析和痕量分析，其主要原理为朗伯-比尔定律。
即利用高温火焰或高温石墨炉，将样品中的元素加热原子化，利用基态原子对该元素的特征谱线的选择性吸收，对该元素进行定量测定，定量关系在一定浓度范围内符合朗伯-比尔定律，其吸收强度A与原子化程度成正比，而原子化程度与试液中被测元素的含量C成正比。
即A=-\曲o=-\gT=KCL。
原子吸收分光光度计型号不同，结构也有区别，但大致都由4个部分组成，即光源（提供待测元素的共振吸收光）、原子化器（将样品待测元素原子化，形成基态自由原子）、光学系统（形成稳定精细的单色光）和检测器（将检测到的光信号转换为电信号）O 光源一般有锐线光源和连续光源，最常用为空心阴极灯（锐线光源）。
原子化器最常用的原子化技术为火焰法和石墨炉法。
光学系统由单色器和一系列透镜、反射镜及狭缝组成。
检测器使用最成熟、最具代表性的则是光电倍增管。
—、光源使用前确认待测元素，选择对应元素的空心阴极灯，进行灯的安装（更换），最好是在关机条件下进行,避免带电操作，保障仪器及人员安全。
开机运行程序后在软件中点击光谱仪器图标，点击灯座进入界面确认灯的位置、灯元素类型等信息。
原子吸收分光光度计灯架为8只灯旋转灯架，使用时可根据需要在软件中设置各灯位置。
建立分析方法后，选择光谱仪器图标，在数据来源中选择载入方法元素，并在预热灯位置选择所需要预热的灯（可不选），然后点设置点亮灯,在能量菜单下进行灯位置及自动增益控制的调节，然后点击转移到方法，点击关闭。
如需对灯的性能进行查看，可点击能量扫描，进行能量扫描看灯能量是否稳定等。
二、波长校正波长校正是指对整台仪器的波长进行校正，理论上仪器应每6个月进行1次波长校正。
火焰分光光度法
仪器
仪器
原始的火焰光度计由雾化器、火焰燃烧嘴、滤光片和光电池检测器组成。现代的火焰分光光度计的基本框图 （见图）示意出：试样溶液经雾化后喷入火焰，溶剂在火焰中蒸发，盐粒熔融，转化为蒸气，离解成原子（部分 电离），再由火焰高温激发发光,发射的光经切光器调制,并由单色器（通常是光栅）分光，选择待测波长谱线， 经光电转换和电信号放大后检出。反射镜起聚光作用。
火焰分光光度法
1859年R.W.本生发明的原子发射光谱法Βιβλιοθήκη 01 释义03 仪器
目录
02 简史 04 应用
基本信息
1859年R.W.本生利用本生灯进行焰色反应，就是火焰分光光度法的起源，用此法发现了许多新元素。1928年 瑞典植物生理学家H.G.龙德加德用火焰光谱法研究植物新陈代谢作用中微量元素的定量变化，并使用了参考元素 技术。由于当时使用照相方法记录谱线，致使准确定量分析工作较为繁琐。1935年制成第一台火焰光谱光电直读 光度计，以及后来W.吉尔伯特制作的直接注入式燃烧器的使用，使得火焰光度法应用范围进一步扩大。
谢谢观看
原理
选择适当的方法把分析试样引入火焰时，依靠火焰（通常1800～2500℃）的热效应和化学作用将试样蒸发、 离解、原子化和激发发光。根据特征谱线的发射强度I与样品中该元素浓度C之间的关系式I= aC(a，b为常数)， 将未知试样待测元素分析
释义
释义
用火焰作为激发光源的原子发射光谱法。
简史
简史
火焰光度法常用的火焰是在大气恒压下经化学反应而燃烧的。不同的燃料气体和助燃气组分,及其配比,称助 /燃比，决定该化学火焰能达到的最高温度和化学作用性质（见表）。这是火焰光度法应用中要选择的关键条件。
原子吸收光谱
优点：
4.测定范围广，可测70种元素 5.精度高，石墨炉原子吸收法的分析精度一般约为 3-5%
❖空芯阴极灯辐射出的特征谱线仅被其特定元素 所吸收
❖火焰原子吸收分析的相对误差一般为0.1/>0.5。 6. 分析速度快,35分钟内，能连续测定50个试样中 的6种元素 ICP－AES检出限介于火焰和石墨炉原子吸收之间
N=aC
当实验条件一定时，各有关参数为常数， 上式可以简写为
A=kC k为与实验条件有关的常数
某些元素共振线的Ni/N0值
共振线 （nm）
gi/g0
激发能 （eV）
Ni/N0 T = 2000K T = 3000K
Na 589.0
2
2.104
0.99 10-5 5.83 10-4
Sr 460.7
3
ν为频率；吸收最大处所对应的频率叫中 心频率；
最大吸收值叫峰值吸收；
最大吸收值的一半处所对应的宽度叫谱线 宽度，用△ ν表示；
I = I0 exp(-kl) k是基态原子对频率为的光的吸收系数
不同元素原子吸收不同频率的光 透过光强度对吸收光频率作图
透过光
I
0 吸收光 I 与 0 的关系
频率为V0处透过光强度最小，即吸收最大。 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 表示。中心频 率由原子能级决定。
T — 透光率 I — 透过光强度 I0 — 入射光强度 A — 吸光度 K —吸光系数 b —吸收池内溶液的光路 长度(溶液的厚度(cm)) c —溶液中吸光物质的浓度
上式表示吸光度(A)与蒸气中基态数(C)呈 线性关系。
常用火焰温度低于3000K，火焰中基态原 子占绝大多数，因此可以用基态原子数No 代表吸收辐射的原子总数。
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第五章火焰发射和原子吸收光谱分析法
5.1.1干扰和消干扰
1.火焰光谱法中的干扰
可分为光谱干扰和非光谱干扰两类
光谱干扰：在仪器检出分析质辐射的发射或吸收的同时，也检出了未被分离的其它物质的相应信号，则产生光谱干扰，对比不含分析质的空白溶液和溶剂空白液的信号，可确定是否存在光谱干扰。
从分析线的一侧向另一侧作波长扫描连续测量被研究的试液，也能确认光谱干扰，光谱干扰的程度，主要取决于使用的通带宽度。
用火焰发射法测量时，共存质发射的各种辐射（包括连续光谱，分子带，原子线及离子线），杂散光，光栅鬼线，只要被检出器检出，均引起光谱干扰。
火焰背景发射虽在空白溶剂调零位时可以清除掉，但共存杂质也会对火焰背景发射产生影响，它难以从共存杂质光谱干扰中区分出来。
用原子吸收光谱测量时，光谱干扰既来自火焰，又来自空心阴极灯。
比起发射法，火焰中共存杂质的基态原子产生吸收光谱干扰的机会要少得多，但分子吸收光谱干扰仍然存在；共存质未挥发微粒的光散射，造成表观吸光的光谱干扰在短波区尤其显著；此外，共存质有时对火焰背景吸收也产生影响。
劣质的原子光谱灯，可能发射波长临近分析线的辐射。
它可能和试样共存质吸收线一致，也可能是别的非吸收线，如果分光系统不能分辨开，分别会产生直接光谱干扰及使定标曲线严重弯向浓度轴。
非光谱干扰的种类如下：
输送干扰：由共存质改变传（送分析）质引起。
涉及改变吸喷速率F1，雾化效率εn及脱溶剂分数βs,从而改变单位内穿过火焰观察高度横断面的试样量，这属于非专一（物理）干扰。
溶质挥发干扰：由共存质改变干燥气溶胶中微粒的气化速率引起，可加速或减缓这一速率。
共存质使分析质挥发不完全，无共存质时分析质挥发不完全，或共存质存在与否分析质挥发均不完全，都会产生这种干扰。
有时是专一性干扰，有时为非专一性干扰，常难区分。
气相干扰：发生在分析质化合物解离分散，电离分数或激发分数遭到改变之时。
分别称解离干扰，电离干扰和激发干扰。
共存质一旦改变火焰温度，就会产生激发干扰。
即使用孪雾化器分别吸喷分析质和干扰质的溶液，气相干扰仍然存在。
这类干扰由专一性。
空间分布干扰：发生在共存质改变分析质的质量流动速率或质量流动模型之时，有时影响燃烧生成气体的体积及其上升速度。
在极端场合，可明显见到火焰的形状，大小有改变，称发生火焰几何学干扰，无专一性。
有时会改变扩散过程，如共存质推迟了雾滴或固体微粒的气化，缩短了到观察区前可用于横向扩散的时间，产生横向扩散的时间，产生横向扩散干扰，有专一性。
2.消除干扰技术和光谱化学缓冲剂
基线扫描法：校正发射背景光谱干扰。
从分析线一侧扫描向其另侧，在记录器上获得完整的信息谱，把两侧背景内推到分析线峰位，得应扣除分析线峰位处的背景值。
参考元素法：按IUPAC建议，不再称内标法，用以极缩非专一性干扰。
借助于参考元素与分析质两者测量值之比，补偿测量条件波动引起的偶然误差。
分析质增量法：用以极缩光谱以外的干扰，主要是非专一性干扰。
在增量法的定标系列中与共存质完全匹配。
模拟技术：要求配制组成与分析试液匹配的定标用标准系列，以补偿干扰。
光谱缓冲剂加入法：用以钝化干扰效应。
光谱化学缓冲剂有以下几种。
抑制剂：减弱干扰质的发射、吸收或光散射效应，从而消除或减弱光谱干扰。
稀释剂：优先于干扰质生成稳定化合物，防止分析质生成热稳定的化合物，减小解离干
扰。
保护剂：与分析质或干扰质化合，利于分析质原子化，减小发生于凝相中的非光谱干扰。
电离缓冲剂：增加火焰气体中自由电子的浓度，抑制或稳定分析质原子的电离度。
挥发剂：使分析质生成更易挥发的化合物，或增加所有分析质微粒的总表面积。
如生成爆炸崩解性含分析质的化合物。
饱和剂：本身是干扰剂。
浓度足够高的饱和剂引入测量液时，使干扰曲线达饱和平台区，从而钝化共存质干扰。
无干扰区技术：利用三位表的无干扰区的条件进行无干扰的直接测量，适用于产品分析，操作简单且无需任一光谱缓冲剂。
后一优点可免除缓冲剂空白对测量的危害。
5.2 火焰发射光谱增量法测定锂
5.2.1 原理
增量法的原理及注意事项已在上节叙述，欲测盐或卤水中的锂首先要考虑光谱干扰，然后才是解离干扰和电离干扰的对策。
用波长扫描法发现光谱干扰时，要选用足够窄的光谱通带，以获高特性因素的测量。
特性因素Fs 由下式计算：
Fs=E a C i/E i C a
这里E为发射值，C 为测量试液的浓度；角标i为有光谱干扰的某一元素，a为分析质元素。
特性元素越大光谱干扰越小。
因SrOH发射带头恰重叠在锂670.8nm分析线上，故测量液中锶量应受严格限制，高灵敏的原子化条件+使用前提是必须确保高特性因素。
增量法的使用，大大减弱多数非光谱干扰。
5.2.2仪器和试剂
1.仪器及测量条件
氯化锂标准溶液：称5.323g优级纯碳酸锂，置小烧杯里；加入约30mL重蒸馏水，以玻璃棒搅成乳状，搅拌下滴加优级纯配制的1:1盐酸，直至全溶；煮沸除去二氧化碳；冷后转入1000mL容量瓶，定容摇匀。
此液含Li+1.0000mg/mL。
用前稀释至标准操作溶液。
5.2.3测定步骤
1.取样
为控制光谱干扰，应按表5.5取样。
表5.5 各种试样取样限制
2．测量液的制备
取Vx mL 试样，置250mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。
取其部分，以定标曲线法粗测其中锂浓度，定标溶液含锂0.00-5.00µg/mL。
从容量瓶中取同体积溶液3份，V1mL，分置于3个容量瓶中。
第一个容量瓶中用重蒸馏水直接稀释至刻度；第二和第三个容量瓶分别加入m1和m2（=2m1）µg的锂标液溶液后稀释至刻度，摇匀待测量。
3、测量及结果计算
按表5.4 条件测量，待发射读数：Ex，E1和E2。
将其对增量0，m1，m2作图，得直线，如图5.6.延长交于负浓度轴，截距mx，即第一容量瓶的Li+µg数。
发射值
m x m1 m2
试液中Li+（µg）增量Li+（µg）
图5.6 增量法测定锂
分析结果为，
Li+（µg/mL）=250 m x /Vx*V1
5.2.4 讨论
1 共存阳离子的影响
表5.6列示常见离子的允许浓度
2 盐和人工合成卤水的分析
表5.6 常见阳离子的允许浓度
表5.8 合成卤水分析
显示本法误差在±10%以内。