原子吸收光谱法PPT资料.pptx

1、1976年日本日立公司推出了第一台塞曼效应校正背景的原子吸收光谱仪。1987年美国Analyte公司推出第一台带有阴极溅射原子化器的商品仪器，1997年Leeman Labs公司在上海多国仪器展览会上展出了用阴极溅射原子化器的A30型原子吸收光谱仪，可快速程序分析30个元素。（一）（一）原子吸收光谱法的发展原子吸收光谱法的发展（一）（一）原子吸收光谱法的发展原子吸收光谱法的发展1989年日立公司推出了Z9000型原子吸收光谱仪，采用四通道系统，能同时测定4个元素。1990年美国Perkin-Elmer公司又生产了世界上第一台PE 4100ZL型横向加热纵向磁场调制石墨炉原子吸收光谱仪。1994

2、年Perkin-Elmer公司推出SIMAA6000型多元素同时测定原子吸收光谱仪，使用中阶梯光栅和固体检测器，获得了二维色散的光谱图。（一）（一）原子吸收光谱法的发展原子吸收光谱法的发展2004年德国Analytik jena AG公司首先推出ContrAA300型顺序扫描连续光源原子吸收光谱仪。高聚焦短弧氙灯连续光源，波长覆盖原子吸收全部波长范围；采用石英棱镜高分辨率的大面积中阶梯光栅双单色器，带宽0.003 nm；高灵敏度CCD检测器增大量子效率；同时测量样品光束和参考光束，获得分析信号和背景信号，扣除背景效果好。（一）（一）原子吸收光谱法的发展原子吸收光谱法的发展（二）（二）原子吸收光

3、谱分析在我国的发展原子吸收光谱分析在我国的发展 1963年首先是黄本立和张展霞分别著文，向国内同行介绍了原子吸收光谱法。1964年，黄本立等将蔡司型滤光片式火焰光度计改装为一台简易原子吸收光谱装置，测定了溶液中的钠，发表了最早的原子吸收光谱分析的研究论文。（二）（二）原子吸收光谱分析在我国的发展原子吸收光谱分析在我国的发展 吴庭照等1965年利用自制的同心型气动玻璃雾化器、预混合金属层流燃烧器、镁空心阴极灯，英国HilgerH700火焰分光光度计的单色器，10 cm长不锈钢平头水冷燃烧器的预混合型火焰原子化器组装了原子吸收光谱仪器。完成了锂中微量镁的测定。1965年上海复旦大学陈树乔等组装成功

4、了实验室型原子吸收光谱仪器，用于教学实验。（二）（二）原子吸收光谱分析在我国的发展原子吸收光谱分析在我国的发展 1969年北京矿冶研究院、北京有色研究院与北京科学仪器厂合作研制了WFD-Y1型单光束火焰原子吸收分光光度计。1970年WFD-Y1仪器全体设计装调人员转入北京第二光学仪器厂（今北京瑞利仪器公司的前身），并于当年实现了我国第一台火焰原子吸收分光光度计上市。1971年地质部地矿局南京仪器室与地质部地矿所8室合作生产了单光束火焰原子吸收分光光度计。北京第二光学仪器厂与中国科学院环境化学研究所马怡载、北京矿冶研究院陶继华和于家翘等合作，研制WFD-Y3型仪器。配上马怡载等研制出的石墨原子化

5、器及其控制电源，于1975年开发了WFD-Y3型单光束数字式火焰石墨炉两用原子吸收分光光度计。该仪器荣获了1978年全国科技大会奖。（二）（二）原子吸收光谱分析在我国的发展原子吸收光谱分析在我国的发展（二）（二）原子吸收光谱分析在我国的发展原子吸收光谱分析在我国的发展 1972年吴廷照等研制完成管式石墨炉原子吸收装置，并用该装置测定了核纯锆中的镉，绝对灵敏度达到10-11 g数量级，相对灵敏度达到10-6 数量级。1984年，马怡载等研制成了我国第一台ZM-型塞曼效应原子吸收光谱仪。1986年何华焜等研制了交流塞曼原子吸收光谱仪。（日本日立公司推出世界上第一台塞曼效应校正背景的原子吸收光谱仪器

6、是1980年）。（三）（三）原子吸收光谱分析的优点原子吸收光谱分析的优点（1）检出限低：火焰原子吸收法的检出限可达到ng/mL量级，石墨炉原子吸收光谱法的检出限可达到10-1310-14 g。（2）选择性好。（3）精密度高：原子吸收光谱法的相对标准偏差一般达到1%没有困难，最好时可以达到0.3%或更好。（三）（三）原子吸收光谱分析的优点原子吸收光谱分析的优点（4）抗干扰能力强：原子吸收线数目少，一般不存在共存元素的光谱重叠干扰。干扰主要来自化学干扰。（5）应用范围广：适用分析的元素范围广，可分析周期表中绝大多数的金属与非金属元素。（三）（三）原子吸收光谱分析的优点原子吸收光谱分析的优点（6）仪

7、器设备相对比较简单，操作简便，易于掌握。（7）主要用于单元素的定量分析。（四）（四）原子吸收光谱分析的局限性原子吸收光谱分析的局限性（1）不能进行多元素分析：原吸法测定一个元素得换一个空心阴极灯作为锐线光源，虽然，目前已研制成新的光源多元素灯，但多元素灯的稳定性、光源强度受到一定的限制，应用不是很广。（四）（四）原子吸收光谱分析的局限性原子吸收光谱分析的局限性（2）不能作结构分析：和原子发射一样它只能作组份分析，不能作结构分析。二、原子吸收光谱的基本原理简介二、原子吸收光谱的基本原理简介原子吸收光谱工作原理：是根据被测元素基态原子对共振辐射的吸收程度，来确定试样中被测元素的浓度。原子吸收光谱仪

8、的结构示意图：原子吸收光谱分析是基于原子外层电子的跃迁。原子由原子核和绕核运动的核外电子组成，不同的元素其核外电子的数目各不相同，通常情况下，原子的核外电子都是在一些特定的轨道上运动，这种稳定状态下的原子称为基态原子。基态原子吸收一定能量之后跃迁到较高的能量状态，这种状态被称为激发态。激发态原子是不稳定的，原子最终将会返回到基态，同时放出能量。原子吸收基态原子中子中子中子中子质子质子质子质子电子电子电子电子OrbitalsOrbitalsOrbitalsOrbitals原子能量的吸收和发射基态基态激发态激发态h h吸收能量吸收能量外层外层电子电子h h放出能量放出能量能级图电子能级跃迁电子能级

9、跃迁电子能级跃迁电子能级跃迁E Eo oE E2 2E E3 3E E1 1l l1 1 1 1l l2 2 2 2l l3 3 3 3l l4 4 4 4E E4 4l l5 5 5 5l l6 6 6 6l共振线来自共振线来自于于基态原子基态原子（E Eo o）原子吸收过程基态原子吸收共振线能量跃迁能量跃迁E Eo oE E2 2E E3 3E E1 1太阳外层大气压太阳外层大气压太阳外层大气压太阳外层大气压阳光阳光阳光阳光l1 1l2 2l3 3l4 4l l1 1 1 1l l2 2 2 2l l3 3 3 3l l4 4 4 4Pb 的能级跃迁图电子能量跃迁电子能量跃迁电子能量跃迁电

10、子能量跃迁E E E Eo o o oE E2 2E E E E3 3 3 3E E1 1202.2202.2E E4 4217.0217.0261.4261.4283.3283.3波长波长 /nmnm吸收能量图（每个元素的吸收线较少）a a b b c c d dE Eo o 基态基态激发态激发态激发激发能量能量b ba ac cE E3 3E E2 2E E1 1E E 离子化离子化发射能量图（每个元素有较多的发射线）a a b b c c d dE Eo o 基态基态激发态激发态发射发射能量能量b ba ac cE E3 3E E2 2E E1 1E E 离子化离子化吸收与浓度的关系吸收

11、与浓度的关系 在原子的吸收和发射过程中，所放出的能量和所接收到的能量与辐射或吸收的电磁波（光是特殊波长范围内的电磁波）的波长有着严格的一一对应的关系，即：E=h式中 E 两状态的能量差；h普朗克常量；辐射的电磁波频率。定量依据：通过测量辐射光源的吸收程度，可以定量确定分析物的含量。朗伯-比尔吸收定律：透光率T（）与吸光度（ABS）的关系 透光率/T 吸光度/A 100%0 10%1 1%2 0.1%3朗伯比耳定律实际实际实际实际理论曲线理论曲线理论曲线理论曲线吸吸收收值值（A AB BS S）浓度浓度A=abcA=abcA=abcA=abc abcabcabcabcA A A A火焰原子化分析

12、曲线线性可达2个数量级而石墨炉则较窄，通常只有一个数量级吸收定律，假设：基态原子对光的吸收，只存在鉴定的电子跃迁，而无复杂的次级过程；在整个吸收层中吸收系数不变；激发处理关系式进行了近似简化。校正曲线弯曲的原因光吸收的最简式A=KC，只适用于均匀稀薄的蒸汽原子，随着吸收层中原子浓度的增加，上述简化关系不成立；在高浓度下，分子不成比例地分解。结果，相对于稳定的原子温度，较高浓度下给出的自由原子比率较低。校正曲线弯曲的原因（1）由于有不被吸收的辐射、杂散光。因为必须全部光被吸收到同一程度才能保持线性；（2）由于光源的老化或使用高的灯电流引起的空心灯谱线扩宽；（3）由于单色器狭缝太宽，则传送到检测器

13、去的谱线会超过一条，校正曲线表现出更大的弯曲。定量分析方法原子吸收光谱是一种相对分析方法，用校正曲线进行定量。常用的定量方法有标准曲线法和标准加入法。标准曲线法是最基本的定量方法，是其他定量方法的基础。标准曲线法成功应用的基本条件在于：标准系列与被分析样品组成的精确匹配、标样浓度的准确标定、吸光度值的准确测定与校正曲线的正确绘制和使用。标准曲线法：用标准溶液配制标准系列，分别测定其吸光度。以测得的吸光度为纵坐标，元素浓度为横坐标，建立校正曲线A=f（c）。在相同的实验条件下，测定样品试样溶液的吸光度A x，根据测得的吸光度A x 从校正曲线上求出样品中待测元素的含量c x。优点：简单、快速缺点

14、：仅适用于组成简单、干扰较少的样品。标准加入法分析结果的准确性直接依赖与标准系列与被分析样品组成的精确匹配，在实际分析过程中所遇到的样品的基体、组成和浓度千变万化，要找到完全与被分析样品组成相匹配的标准物质是不容易的。标准加入法是在几份等量的被分析试样中分别加入0、c 1、c 2、c 3、c 4 等不同量的被测定元素的标准溶液，依次测定其吸光度值A 0、A 1、A 2、A 3、A 4，建立吸光度值A i 对加入量c i 的校正曲线，其延长线与横坐标轴的交点到原点的距离相应的浓度为原始试样中待测元素的浓度c x。因为基体组成是相同的，可以自动补偿样品基体的物理和化学干扰，提高测定的准确度。三、三、PEPE原子吸收光谱仪的组成原子吸收光谱仪的组成原子吸收光谱仪由以下五大部分组成：1.光源：能够发射待测元素的特征光谱；2.原子化器：将样品中待测元素转化为原子蒸气（如：火焰、石墨炉