仪器分析原子吸收课件.ppt

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1、6 原子吸收分光光度法,6.1概述6.2基本理论6.3仪器构造6.4干扰及其抑制6.5测量条件的选择,6.1 概 述,一 发展简史,1.1802年Wollaston 和1817年Fraunhofer:太阳连续光谱中的暗线 2.1859年Kirchhoff和Bunson:碱金属和碱土金属的火焰光谱，发现暗线,沃尔西(Walsh)与原子吸收法:锐线光源和峰值吸收,3 分析应用:1955年Walsh原子吸收光谱在化学分析中的应用,1.60年左右：商品化仪器2.1959年苏联里沃夫:电热原子化技术 3.1965年Willis:N2O-C2H2火焰,扩大应用范围 4.60年代后期:间接原子吸收光谱,真空

2、紫外区的S,P,X素;难熔元素Ce,Pr.Nd,La,Zr,Hf,Nb,Ta,W,B;某些有机物,发展：,二 特点和应用1 灵敏度高：10-9g甚至10-10-10-14g2 精密度高：RSD(FAAS)为3%左右;自动进样RSD(GFAAS)为5%3 选择性好：谱线重叠引起的光谱干扰较小 4 分析速度快5 测定范围广：70多种元素6 多元素不能同时测定,还有相当一部分元素的测定灵敏度比较低,三 与紫外可见分光光度法的比较,6.2 基本理论,一 原子吸收线的产生,发射,激发态电子能级,基态电子能级,吸收线,h,E,共振吸收线,当辐射光通过原子蒸汽时，若入射辐射的能量等于原子中的电子由基态跃迁到

3、激发态的能量，就可能被基态原子所吸收,1共振发射线：电子从基态跃迁到激发态时要吸收一定频率的光，它再跃迁回基态时，则发射出同样频率的光(谱线)，这种谱线称为共振发射线 2共振吸收线：电子从基态跃迁至激发态所产生的吸收谱线称为共振吸收线 3共振线：共振发射线和共振吸收线都简称为共振线 各种元素的原子结构和外层电子排布不同，不同元素的原子从基态跃迁至激发态(或由激发态跃迁返回基态)时，吸收(或发射)的能量不同，因而各种元素的共振线不同而各有其特征性，是元素的特征谱线，利用谱线波长进行定性分析；利用谱线强度进行定量分析,光辐射h,原子吸收光谱原理：气态基态原子对同种原子发出辐射的吸收,二 原子谱线轮

4、廓,以频率为，强度为I0的光通过原子蒸汽，其中一部分光被吸收，使该入射光的光强降低为I：,跟据吸收定律，得,其中K为一定频率的光吸收系数,根据吸收定律的表达式，以I-和K-分别作图得透过光强度与频率的关系及谱线轮廓，可见谱线都是有宽度的,10-3nm,K-吸收系数；K0-最大吸收系数；0，0-中心频率或波长(由原子能级决定);，谱线轮廓半宽度(K0/2处的宽度),原子吸收谱线的轮廓:高斯曲线，以原子吸收谱线的中心波长和半宽 度来表征 中心波长（频率）：与吸收极大对应的波长（频率），由原子能级决定，不同的原子其原子结构和外层电子排布不同，发生能级跃迁时所需要的能量不一样，所以中心波长（频率）就不

5、一样 半宽度:是指在极大吸收系数一半处，吸收光谱线轮廓上两点之间的频率差或波长差,吸收线半宽度一般在0.01.；发射线半宽度一般在0.0050.02,三 谱线变宽因素,1自然变宽 在没有外界影响下，谱线仍有一定宽度，这种宽度称为自然宽度，它与原子发生能级间跃迁时激发态的寿命有关，不同谱线自然宽度不同，多数情况下数量级在10-5nm,2 多普勒变宽 由原子的无规则热运动产生，又称热变宽 Doppler 效应：从一个运动的原子发射的光，如果运动方向离开观察者，其发射频率较静止原子发射频率低，反之，如果向着观察者运动时，则其发射光的频率较静止原子发射光的频率高,在原子蒸气中，原子处于无规则的热运动中

6、，对检测器而言，有的基态原子向着检测器运动，有的基态原子背离检测器运动，检测器接受到的频率是和之间的各种频率，相对于中心吸收频率，既有升高，又有降低，频率分布具有近似的高斯分布曲线。因此，原子的无规则运动就使该吸收谱线变宽 与谱线波长、相对原子质量和温度有关，多在10-3nm 数量级，M小，T高，就大,3 压力变宽 在一定的蒸气压力下，吸光原子与蒸气中的原子或分子相互碰撞导致原子的能级发生轻微的变化，使吸收光的频率发生改变，因而导致吸收线变宽 a)Lorentz(洛伦兹)变宽：待测原子与其它原子之间的碰撞，变宽在10-3nm，外加压力越大，浓度越大，碰撞机会越多，变宽越显著 b)Holtzma

7、rk（霍尔兹马克）变宽：待测原子之间的碰撞，又称共振变宽，当蒸气压力达到0.1mmHg，共振变宽才显现，一般待测元素的原子蒸气很少超过0.001mmHg，可不加考虑,4 场致变宽 包括 Stark变宽(电场)和 Zeeman 变宽(磁场)在场致(外加场、带电粒子形成)作用下，电子能级进一步发生分裂(谱线的超精细结构)而导致的变宽效应，在原子吸收分析中，场变宽不是主要变宽 5 自吸变宽,火焰原子化Lorentz变宽是主要因素；共存原子浓度很低或用无火焰原子化测定时Doppler变宽是主要因素,1 原子吸收现象发现很早，应用很晚的原因（1）当时的光源为连续光源，分光后光谱通带为0.2nm，吸收线半

8、宽度为0.001nm，吸收很弱，灵敏度极差（2）另外，不管哪种因素引起谱线变宽，原子吸收线的宽度都是很窄的（103nm），使得原子吸收的测量产生困难，为了解决原子吸收的测量问题沃尔什提出采用锐线光源，用峰值吸收代替积分吸收来解决,四 积分吸收与峰值吸收,原子吸收是原子外层电子能级之间的跃迁，原子吸收线轮廓是同种基态原子吸收共振辐射时被变宽了的吸收带，吸收线上的任意一点都与相同的能级跃迁相对应，因此与基态原子浓度成正比的是吸收线轮廓所包围的面积，即积分吸收,而吸收轮廓中的最大吸收系数称为峰值吸收 分子吸收是伴随着振动和转动能级跃迁的分子外层电子能级跃迁，是由许多密集谱线聚集而成的谱带，吸收带上任

9、意一点对应于不同的能级跃迁，任意一点的吸收系数都与分子浓度成正比，因此可以用任意一点的吸光值进行定量分析,2 积分吸收,积分吸收：原子吸收线轮廓所包围的面积 由于任何谱线都具有一定的宽度，所以可将一条原子吸收线看成是由若干极为精细的，频率相差很小的光波组成。按吸收定律求得各相应的吸收系数，可绘出相应的吸收曲线，将曲线积分结果便是曲线轮廓内的总面积代表整个原子线的吸收称为根据经典色散理论，谱线的积分吸收与基态原子数目的关系为：,式中，e为电子电荷；m为电子质量；f为振子强度，为受到激发的每个原子的平均电子数，与吸收几率成正比“积分吸收”只与基态原子数成正比，而与频率及产生吸收线的轮廓无关。因此A

10、AS 法是一种不需要标准比较的绝对分析方法！但积分吸收的测定非常困难，因为原子吸收线的半宽度很小，只有，需要精确扫描吸收线的轮廓，必须采用非常高的仪器分辨率,Problem通常光栅可分开0.1nm，要分开0.01 nm 的两束光需要很昂贵的光栅；要分开两束波长相差0.001nm 的光，目前技术上仍难以实现此外，即使光栅满足了要求，分出的光也太弱，难以用于实际测量,3 锐线光源与峰值吸收 1955 年，Walsh指出，在温度不太高时，当发射线和吸收线满足以下两个条件，即：1)发射线半宽很小，可以看作一个很窄的矩形 2)二者中心频率相同，且发射线宽度被吸收线完全“包含”，即在可吸收的范围之内,为了

11、满足条件2，锐线光源通常用待测元素制成，如测铜用铜制成的灯作光源,通常K0与谱线的宽度有关，即,在发射线的范围内各波长的吸收系数近似相等且都等于最大吸光系数，即KK0，因此可以“峰值吸收”代替“积分吸收”,A=kN0L,五 基态原子数与原子吸收定量基础,1.基态原子数与蒸气中原子总数的关系 在原子吸收光谱分析中，待测试样必须在原子化器中离解并变成原子状态，在原子化过程中除了生成基态原子外，也有部分原子被激发处于激发态，即原子蒸气中既有基态原子也有激发态原子，两种状态的原子数之间符合玻尔兹曼方程式：,其中Nj和N0分别为单位体积内激发态和基态的原子数，Pj和P0分别为激发态和基态能级的统计权重，

12、即能级的简并度，k为玻尔兹曼常数，T为温度,对共振线（E0=0），有Nj/N0=Pj/P0e-Ej/kT在原子光谱中，一定波长谱线的Pj/P0和Ej都已知，不同T时，Nj/N0可用上式求出。可见，T越高，Nj/N0越大。当T3000K时，Nj/N0都很小，不超过1%，即基态原子数N0比Nj大的多，占总原子数的99%以上，通常情况下可忽略不计，则N0=N,2 定量基础,由于原子被激发时,基态原子占绝大多数，所以可以用基态原子数N0表示吸收辐射的原子总数。因此在一定浓度范围和一定火焰宽度的情况下 通过测定A，就可求得试样中待测元素的浓度（c），此即为原子吸收分光光度法定量基础,6.3 仪器及其组成

13、,与紫外光谱仪器不同之处有以下几点（1）用锐线光源作为原子吸收的光源（2）分光系统在原子化器后、检测器前，以避免来自火焰的辐射直接照射在光电检测器上，造成检测器损坏或使准确度降低（3）为了区分光源和火焰发射的辐射，把光源信号调制成交流信号，可以避免火焰直流信号的干扰,一 光 源,1 光源的作用发射待测元素的特征共振辐射2 对AAS光源的要求：1)发射稳定的共振线，且为锐线，210-3nm2)强度大，没有或只有很小的连续背景 3)操作方便，寿命长,3 空心阴极灯,空心阴极灯的构造 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-

14、300伏要求稳流电源供电。,4 无极放电灯,工作过程：由于没有电极提供能量，该灯依靠射频(RF)或微波作用于低压惰性气体并使之电离，高速带电离子撞击金属原子产生锐线特点：无电极；发射的光强度高(是HCL的 12个数量级)；但可靠性及寿命比HCL 低，只有约15种元素可制得该灯,二 原子化系统,原子化器的基本要求：足够高的原子化效率；良好的稳定性和重现性；操作简单及低的干扰水平原子化器的功能：提供能量使试样干燥，蒸发和原子化火焰原子化：简单，快速，对大多数元素有比较高的灵敏度，使用最广泛无火焰原子化：原子化效率高，灵敏度和检测限好于火焰法，基体效应大，重现性差,(一)火焰原子化器,火焰原子化法中

15、，常用的是预混合型原子化器，由雾化器、雾化室和燃烧器三部分组成。它是将液体试样经雾化器形成雾粒，这些雾粒在雾化室中与气体(燃气与助燃气)均匀混合，除去大液滴后，再进入燃烧器形成火焰。此时，试液在火焰中产生原子蒸气,图7.15 燃烧器,1 雾化器作用：将试液变成细雾；雾粒越细、越多,在火焰中生成的基态自由原子就越多应用：气动同心型喷雾器材质：不锈钢、聚四氟乙烯或玻璃特点：一般的喷雾装置的雾化效率为5-15%影响雾化的因素：如溶液的表面张力、粘度等物理性质，毛细管孔径、助燃气流速等，在分析时应根据具体情况选择条件,2 燃烧器,机理：试液的细雾滴进入燃烧器,在火焰中经过干燥、熔化、蒸发和离解等过程产

16、生大量的基态自由原子及少量的激发态原子、离子和分子燃烧器要求：原子化程度高、火焰稳定、吸收光程长、噪声小等燃烧器的喷头：一般用不锈钢制成，有孔形和长缝形两种，常用的是吸收光程较长的长缝形，一般仪器配有两种以上不同规格的单缝式喷头，一种是缝长1011cm、缝宽0.50.6mm，适用于空气乙炔火焰，另一种是缝长5cm、缝宽0.46mm，适用于氧化亚氮乙炔火焰,此外还有三缝燃烧器，多用于空气乙炔火焰中，其优点是增加了火焰宽度，易于对光，避免了光源光束没有全部通过火焰而引起工作曲线弯曲现象，降低火焰噪声提高了一些元素的灵敏度，减少了缝口堵塞等，但因气体耗量较大、装置也比较复杂，因此不常用,影响火焰作用

17、的因素有：（1）燃烧速度（2）火焰温度（3）火焰的燃气与助燃气比例（1）燃烧速度：是指火焰由着火点向可燃混合气其他点传播的速度，它影响火焰的安全性和稳定性。要使火焰稳定，可燃混合气体的供气速度应适当大于燃烧速度，也不能过大，如供气速度过大，则导致吹灭，供气速度不足将会引起回火,3.火 焰,（2）火焰温度1）空气-乙炔 2300oC 能够测定35种以上元素 贫燃空气-乙炔火焰能够测定Ag，Cu，Ni，Co，Pd 富燃空气-乙炔火焰能够测定容易形成难熔氧化物的Mo，Cr，稀土等元素2）氧化亚氮-乙炔火焰 3000oC 用于测定难离解的金属氧化物，如Al，B，Be，Ti，V，W，Ta，Zr等 操作条

18、件要求严格，否则影响灵敏度。火焰容易爆炸，操作要小心3）氧屏蔽空气-乙炔火焰 2900oC，还原性比较强 测定容易形成难离解氧化物的元素Al，Mo，Cr等,表7.1 火焰的温度,选择火焰时，只要其温度能使待测元素离解成基态原子即可，不是越高越好。因此选择火焰的原则是：在确保待测元素充分离解为原子蒸气的前提下，尽可能选择低温火焰。如火焰温度过高，则激发态原子增加，电离度增大，基态原子减少，灵敏度降低；火焰温度也不能过低，否则试样不能完全离解，原子化率降低，灵敏度也降低,火焰区域划分图,（3）火焰的燃气与助燃气比例化学计量火焰: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,

19、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（还原性）: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，背景高贫燃火焰（氧化性）:指助燃气小于化学计量的火焰，它的温度较低，有较强的氧化性，有利于测定易离解，易电离元素,如碱金属,火焰原子化器特点 优点：简单，火焰稳定，重现性好，精密度高，应用范围广 缺点：原子化效率低只能液体进样,(二)非火焰原子化器,非火焰原子化器：利用电热，阴极溅射，等离子体，激光或冷原子发生器等方法使待测元素形成基态的自由原子；下面介绍常用的几种方法，即高温石墨炉、氢化物原子化和冷

20、原子化 1 高温石墨炉原子化器：提供低电压10V，大电流(500A)的供电设备，当其与石墨管接通时，通过电阻发热能使石墨管迅速加热到200030000C的可调控高温，以使试样蒸发、原子化和激发,(1)组成加热电源、炉体和石墨管,管长约2850mm,外径89mm，内径56mm,1）电源：1025V，500A，用于产生高温2）炉体：石墨管座，电源插座，水冷却外套，石英窗，保护气路管外气防止空气进入，保护石墨管不被氧化、烧蚀 管内气从石墨管两端流向管中心，排除干燥和灰化阶段的基体蒸气，保护已原子化的原子不再被氧化冷却水保护炉体确保断电后2030s炉温降至室温3）石墨管：致密石墨制成，沟纹型用于有机溶

21、剂，取样可达50L，最高温度较低，不适合测定高温原子化元素如V等；标准型，28mm长，内径8，管中央开一小孔用于进样,(2)原子化过程 1)干燥：温度较低，通常在110左右，目的是蒸发除去试样的溶剂 2)灰化：温度根据被测元素及其化合物的性质选择,通常在3501200之间，而且保持时间较长(几十秒),作用是相当于化学预处理,使基体组分破坏和蒸发，减少基体组分对待测元素的干扰,3)原子化：温度随待测元素而定，一般在15003000，在保证元素完全原子化的前提下，时间越短越好，一般510秒4)净化：目的是除去管内的残留物，消除记忆效应，以便下次试样分析，通常将温度升至最大允许值，保持一段时间（几十

22、秒）,(3)石墨炉原子化法的特点优点：a.试样原子化是在惰性气体保护下，有利于形成难熔氧化物的元素的原子化 b.取样量少 c.试样全部蒸发，原子在测定区的平均滞留时间长，几乎全部样品参与光吸收，绝对灵敏度高，10-910-13g d.化学干扰小缺点：a.精密度较火焰法差（记忆效应），相对偏差约为412%（加样量少）b.有背景吸收（共存化合物分子吸收），往往需要扣背景,原理：在酸性介质中用强还原剂硼氢化钠(或钾)与待测物反应，生成气态氢化物,然后将氢化物送入原子化系统进行测定范围：HG是一种低温原子化法，主要测定As,Sb,Bi,Ge,Se,Te等易挥发元素,2 氢化物原子化法（hydride

23、atomization,HG),特点：还原为氢化物的效率高；氢化物可在较低温度（700900）下原子化；生成氢化物的过程本身就是一个分离过程；灵敏度很高，干扰较少,3 汞蒸汽原子化(测汞仪；冷原子化；CVAAS）将试样中汞离子以还原剂(如 SnCl2)还原为汞蒸汽，并通过Ar或N2将其带入吸收池进行测定,1空心阴极灯 2石英吸收管 3单色器 4光电倍增管 5汞蒸气入口 6出气口,三 分光系统 组成：入射狭缝、光栅、凹面反射镜和出射狭缝作用：将光源发射的被测元素共振线与其它发射线分开位置：在原子化器后边防止原子化时产生的辐射干扰进入检测器，避免强烈辐射引起光电倍增管的疲劳；原子吸收光谱法应用的波

24、长范围,一般是紫外、可见光区,即从铯852.1nm至砷193.7nm。常用的单色器为光栅,在原子吸收分析中，当光源强度一定时，出射光的强度和波长宽度取决于色散元件的色散率与出射狭缝的宽度，通常把色散元件的倒数线色散率（D）与狭缝宽度(S)的乘积称为光谱通带宽，即,其中：W单色器的光谱带宽(nm)，S狭缝宽度(m)，D光栅的倒数线色散率(nm/mm)，即D=d/dl，指光栅板上1mm所含波长数,对于一定的仪器来说，单色器的色散率是一定的，出射狭缝越窄，则所得谱线宽度就越小，单色器分辨率越高，但是出射光强度也降低；相反，若将出射狭缝调宽，出射光强度增加，但同时谱线宽度增加，单色器的分辨率降低，因此

25、在实际中应根据元素的性质和试样的组成来选择合适的光谱带宽,四 检测系统1,检测器 使用光电倍增管放大光电流方法,可以放大1000000倍,最大电流10A2,放大器 经过光电倍增管后信号还不够强,需要再放大3,对数变换器 4,显示装置,6.4 干扰及消除方法,物理干扰化学干扰光谱干扰,一 物理干扰,物理干扰：试样在转移、蒸发过程中任何物理因素变化（如粘度、表面张力或溶液的密度等的变化）而引起的干扰效应对火焰原子化法而言，影响试样喷入火焰的速度（粘度）、雾化效率、雾滴的大小及其分布（表面张力）、溶剂和固体微粒的蒸发（溶剂的蒸气压）等。最终都影响进入火焰的待测原子数目，因而影响A的测量。显然，物理干

26、扰与试样的基体组成有关消除办法：配制与被测试样组成相近的标准溶液或采用标准加入法。若试样溶液的浓度高，还可采用稀释法；加入表面活性剂或有机溶剂,二 化学干扰,化学干扰：是由于被测元素原子与共存组分发生化学反应而引起的干扰 a待测元素与干扰组分形成更稳定的化合物（主要来源）如磷酸根干扰钙的测定。又如，例：a、钴、硅、硼、钛、铍在火焰中易生成难熔化合物；b、硫酸盐、硅酸盐与铝生成难挥发物b待测元素在火焰中形成稳定的氧化物、氮化物、氢氧化物、碳化物等。如，用空气乙炔火焰测定Al，Si等时，由于形成稳定的氧化物，原子化效率低，测定的灵敏度很低；在石墨炉原子化器中，W,B,La,Zr,Mo等易形成稳定的

27、碳化物，使测定的灵敏度降低C 待测元素在高温原子化过程中因电离作用而引起基态原子数减少的干扰（主要存在于火焰原子化中）电离作用大小与：待测元素电离电位大小有关一般：电离电位 6 eV，易发生电离 火焰温度有关火焰温度越高，越易发生电离如碱及碱土元素,消除化学干扰的方法,.加入消电离剂，如NaCl、KCl、CsCl等,消电离剂是比被测元素电离电位低的元素，相同条件下消电离剂首先电离，产生大量的电子，抑制被测元素的电离,或控制原子化温度。例：加入足量的铯盐，抑制K、Na的电离.加入释放剂，释放剂的作用是释放剂与干扰物质能生成比被测元素更稳定的化合物，使被测元素释放出来。例如，磷酸根干扰钙的测定，可

28、在试液中加入镧、锶盐，镧、锶与磷酸根首先生成比钙更稳定的磷酸盐，就相当于把钙释放出来,.加入保护剂：保护剂作用是它可与被测元素生成易分解的或更稳定的配合物，防止被测元素与干扰组份生成难离解的化合物。保护剂一般是有机配合剂。例如，EDTA、8-羟基喹啉。如，磷酸根干扰钙的测定，可在试液中加入EDTA，此时Ca转化为Ca-EDTA络合物，它在火焰中容易原子化，就消除了磷酸根的干扰.加入缓冲剂：即在试样和标准溶液中均加入大量的干扰元素，使干扰达到饱和并趋于稳定。如用乙炔-N2O火焰测定Ti时，Al抑制Ti的吸收有干扰，但如果在试样和标准溶液中均加入200g/g的Al盐，Al对Ti的干扰趋于稳定，从而

29、消除其干扰 除了加上述试剂消除干扰外，还可以采用标准加入法来消除干扰。当上述方法均无效时，则必须分离,三 光谱干扰及其抑制,光谱干扰是指各种光谱线对分析线的干扰，可分为原子光谱干扰和背景吸收两种：（一）原子光谱干扰1.吸收线重叠 共存元素吸收线与被测元素分析线波长很接近时，两谱线重叠或部分重叠，会使结果偏高,2.非吸收线 来自自身其它谱线或光源中杂质的谱线。一般通过减小狭缝宽度与灯电流或另选谱线消除非吸收线干扰3.原子化器内直流发射干扰 火焰会发出一定的谱线；通过光源调制消除，只有来自光源的具有调制频率的光才能被接受和放大，从原子化器重发射的未经调制的光不被放大，可以消除直流发射线的影响,（二

30、）背景吸收：是一种非原子性吸收，包括分子吸收、光的散射及折射和火焰气体吸收等1背景吸收的种类（1）分子吸收：这种吸收是指原子化过程中各种分子如金属卤化物、氧化物、氢氧化物和部分硫酸盐、磷酸盐等分子对光的吸收 在低温火焰中这种吸收影响较明显，但在高温火焰中，因分子分解影响不太明显。由于盐酸和硝酸的吸收较小，因此在原子吸收光谱法中常用盐酸和硝酸及其混合液作为试样预处理的主要试剂,（2）光的散射和折射：这种干扰是由于原子化过程中产生的固体微粒与光子发生碰撞导致散射和折射，使部分光不能进入单色器而形成假吸收。波长越短，物质浓度越大，影响就越大（3）火焰气体的吸收：火焰气体中含有许多未燃烧完全的分子或分

31、子碎片（特别是在富燃火焰中），这些粒子对光也有吸收，波长越短，吸收越严重。这种干扰可以通过改变火焰种类和燃助比减小，也可通过零点调节加以消除，对分析结果影响不大,（三）背景吸收的校正方法：1 用邻近非分析线校正背景因为分析线的总吸光度AT包括基态原子的吸收A和背景吸收AB，即 AT=A+AB 通过测量共振线旁的“邻近线”的吸收，得到AB 此时得到净吸收度 A=AT-AB,由于很难找到符合上述条件的“邻近线”，故此法应用较少,2 连续光源背景校正（氘灯法）切光器使锐线源和氘灯源交替进入原子化器。然后分别测定吸光值：A锐=AS+AB A氘=AS+AB=AB（此时，原子吸收可忽略不计）则 A=A锐-

32、AB=A锐-A氘,3 塞曼效应背景校正1)Zeeman效应：原子蒸汽在强磁场作用下，简并的谱线发生分裂的现象;背景吸收不会发生塞曼分裂效应,线：波长不变线：波长变长或短,2)校正原理：Zeeman 背景校正是根据磁场将(简并的)谱线分裂成具有不同偏振特性的成份。对单重线而言，分裂成偏振方向平行于磁场的线(波长不变)和垂直于磁场的线(波长增加或降低，并呈对称分布)，由谱线的磁特性和偏振特性来区别被测元素吸收和背景吸收3)分类：光源调制磁场加在光源上。因应用较少，此处不作讨论 吸收线调制磁场加在原子化器上。可分为恒定磁场和可变磁场,平行于磁场方向(波长不变)垂直于磁场方向(波长不变),线:平行磁场

33、,波长不变线:垂直磁场,波长变化,A平行=A背景吸收+A原子吸收（线和背景都吸收）A垂直=A背景吸收（只有背景吸收，线方向不一致，线波长变化，都不吸收）,P垂直,B=0,B=H,P垂直,无塞曼分裂,线:平行磁场,波长不变线:垂直磁场,波长变化,可变磁场调制：原子化器所加磁场的强度可变，即零磁和激磁。但偏振器不旋转，只固定“产生”垂直于磁场方向偏振光 i)零磁原子化器中吸收线不分裂，测得 AS+AB ii)激磁原子化器中吸收线分裂，线振动方向垂直于偏振光振动方向，只产生背景吸收AB iii)净吸光度上述两次测定的差，即为扣除背景后的净吸光度 AS,Zeeman 背景校正的特点 波长范围宽(190

34、900nm)校正准确度较高，可用于强背景校正(AB 可高达 1.52.0)与非Zeeman效应扣背景相比，灵敏度略有下降(因为入射线分裂，使其光强下降)仪器价格昂贵,6.5 测量条件和定量分析方法,一 测量条件1分析线的选择 通常选共振线(最灵敏线)，但不是绝对的。此外当待测原子浓度较高时，为避免过度稀释和向试样中引入杂质，可选取次灵敏线2 宽度选择 调节Slit宽度，可改变光谱带宽，也可改变照射在检测器上的光强。一般狭缝宽度选择在通带为0.42.6nm 的范围内，对谱线复杂的元素如 Fe、Co和Ni，需在通带相当于1或更小的狭缝宽度下测定,3 灯电流选择 灯电流过小，光强低且不稳定；灯电流过

35、大，发射线变宽，灵敏度下降，且影响光源寿命。选择原则：在保证光源稳定且有足够光输出时，选用最小灯电流(通常是最大灯电流的 1/22/3)，最佳灯电流通过实验确定 4 原子化条件（1）火焰原子化：A 火焰类型(温度-背景-氧还环境)对于溶沸点适中的元素可使用低温、中温的乙炔-空气火焰 在火焰中易生成难离解的化合物及难熔氧化物的元素，宜用乙炔-氧化亚氮高温火焰 分析线在220nm以下的元素，可选用氢气-空气火焰,B 燃助比(温度-氧还环境)易生成难离解氧化物的元素，用富燃火焰；氧化物不稳定的元素，宜用化学计量火焰或贫燃火焰，合适的燃助比应通过实验确定C 燃烧器高度(火焰部位-温度)燃烧器高度是控制

36、光源光束通过火焰区域的。由于在火焰区内，自由原子浓度随火焰高度的分布是不同的，随火焰条件而变化。因此必须调节燃烧器的高度，使测量光束从自由原子浓度大的区域内通过，可以得到较高的灵敏度,(2)石墨炉原子化 升温程序的优化，具体温度及时间通过实验确定干燥 105oC 除溶剂，主要是水灰化除基体，尤其是有机质的去除。在不损失待测原子时，使用尽可能高的温度和长的时间 原子化通过实验确定何时基态原子浓度达最大值净化短时间(3-5s)内去除试样残留物，温度应高于原子化温度,二 定量方法与分析性能,1 标准曲线法AAS法的标准曲线与分光光度法中的标准曲线法一样。即首先配制与试样溶液相同或相近基体的含有不同浓

37、度的待测元素的标准溶液，分别测定A值，作 A-c 曲线，测定试样溶液的Ax，从标准曲线上查得 cx样 A值在0.10.8之间，测量误差最小,所配标准溶液的浓度，应在A与c成线性关系的范围内标准溶液与试样溶液应用相同的试剂处理.应扣除空白值.整个分析过程中，操作条件应保持不变.由于喷雾效率和火焰状态经常变动，标准曲线的斜率也随之变动，因此，每次测定前，应用标准溶液对吸光度进行检查和校正适用于组成简单、干扰较少的试样,2 标准加入法,1)单点标准加入法,2）多点标准加入法 实际测定通常采用作图外推法：在4份或5份相同体积试样中，分别按比例加入不同量待测元素的标准溶液，并稀释至相同体积，然后分别测定

38、吸光度AC：cx cx+c0 cx+2c0 cx+3c0 cx+4c0A：Ax A1 A2 A3 A4 以加入待测元素的标准量为横坐标，相应的吸光度为纵坐标作图可得一直线，外延直线使之与横轴相交，则交点与原点之间的距离所表示的浓度就是试样中待测元素的浓度cx,使用标准加入法，应注意以下几点：1）溶液中所有待测元素的浓度都在线性范围内2）标准溶液第一次加入后吸光度比原试样溶液大50%左右，至少取4个点作直线3）本方法可以消除基体效应不能消除背景吸收4）灵敏度差的试样（曲线斜率太小）不宜用本法，否则误差较大,3 灵敏度与检出限（1）灵敏度 定义：校正曲线的斜率 灵敏度为：S=dA/dC（2）特征浓

39、度c0 定义:产生1%吸收或0.0044吸光度时，水溶液中某元素的浓度C0=0.0044Cx/A（g/mL/1%）CX为试液浓度（g/mL），A为其吸光度，0.0044即为1%时的吸光度,（3）特征质量m0 m0=0.0044CxV/A CX为试液浓度（g/ml），A为其吸光度，0.0044即为1%时的吸光度，V为进样体积 石墨炉法常用绝对量表示m0（pg or ng）,（4）检出限D.L 通常以产生空白溶液信号的标准偏差3倍时（按IUPAC）规定的测量信号的浓度来表示:D.L=3C/Am(g/ml)Am 为平均吸光度,空白溶液连续测定至少十次的吸光度标准偏差,C为浓度 检出限比特征浓度具有更明确的意义，不仅表示了各元素的测定特性，也表示仪器噪声大小,