第六章 原子吸收分光光度法

Atomic Absorption Spectrophotometry (AAS)危丽俊 卫生化学教研室

原子吸收仪器(1)

原子吸收仪器(2)

原子吸收仪器(3)

原子吸收仪器(4)

主要内容：

概述 第一节 基本原理

第二节 原子吸收分光光度计第三节 定量分析方法 第四节 原子吸收分光光度法的干扰及抑制方法 第五节 原子吸收分光光度法的实验技术及应用 实例

概述

原子吸收分光光度法又称为原子吸收光谱法是一种基于光源辐射出待测元素的特征谱线通过

样品的原子蒸汽，被蒸汽中的待测元素的基态原子所吸收，通过测量基态原子对特征谱线吸

收程度进行定量的分析方法。

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；

太阳光

暗 线

发现太阳光谱的暗线

解释太阳光谱的暗线第一激发态

E

热能

基态

E h h

c

暗线是由于大气层中的钠原子对太阳光选择性吸收的结果

1955年Walsh发表了一篇论文*,解决了原子吸收光谱的光源问题， 50年代末 PE 和 Varian公司推出了原子吸收商品仪器。*A. Walsh, “Application of atomic absorption spectrometry to analytical chemistry”, Spectrochim. Acta, 1955, 7, 108火焰

空心阴极灯棱镜

光电倍增管

1959年里沃夫提出电热原子化技术，大大提高 了原子吸收的灵敏度

电热石墨管原子蒸汽封闭， 无稀释

原子吸收光谱分析的特点优点：1、灵敏度高(火焰法：1 ng/ml,石墨炉100-0.01 pg);2、准确度高(火焰法：RSD <1%,石墨炉 3-5%)

3、选择性高(可测元素达70个，相互干扰很小)4、操作简便、分析速度快、易于实现自动化

缺点:(1)不能多元素同时分析需要换不同的元素灯 (2)对于复杂样品干扰严重，需预处理

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第一节 基本原理原子吸收光谱：

当原子吸收一定频率辐射时，其外层电子从基态 跃迁到较高的能级状态，原子对辐射能选择性吸 收而产生的光谱：基态 第一激发态

原子发射光谱：

激发态原子不稳定，可发射出相同频率的辐射跃 迁回基态而产生的光谱：激发态 基态

1.原子吸收光谱的特点

① 原子光谱是分布于紫外可见光区、结构简单、不连续的线光谱

② 通常吸收线比发射线少，谱线重叠的几率也少

2.元素的特征谱线-共振线1)各种元素的原子结构和外层电子排布不同， 基态 第一激发态:

跃迁吸收能量不同——具有特征性。2)各种元素的基态 第一激发态

最易发生，吸收最强，最灵敏线，特征谱线。3)利用特征谱线可以进行定量分析。

二、原子吸收\原子吸收光谱 的轮廓.swf原子吸收线指强度随频率变化的曲 线，从理论上讲原子吸收线应是

一条无 限窄的线，但实际上它有一定宽度。

I

o I

K ----吸收系数

o

Ko----峰值吸收系数、极大吸收系数 o----中心频率或特征频率 Δ ----半宽度 以中心频率和半宽度表示原子吸 收线的轮廓

吸收线Δ :10-3~10-2nm 发射线Δ :5×10-4~2×10-3nm表征吸收线轮廓(峰)的参数： 中心频率 O(峰值频率) : 最大吸收系数K0对应的频率； 中心波长：λ0(nm) 半 宽 度：Δ

谱线变宽原因：(1)自然宽度 (2)多普勒变宽(热变宽) ΔVD (3)压力变宽(碰撞变宽)ΔVL (4)自吸变宽 (5)场致变宽

(1)自然变宽

在无外界影响下，谱线仍有一定宽度，这种宽度

称为自然宽度。

以ΔvN表示10-5nm数量级 根据量子力学的Heisenberg测不准原理，能级的能 量有不确定性，ΔE=h/2πτ τ-激发态原子的寿命；τ越小，宽度越宽。

(2)多普勒变宽Dopple(热变宽) ΔVD这是由于原子在空间作无规则热运动所导致的，

故又称热变宽。 D= 7.16 10-7 o T M

T—热力学温度 M—吸光原子的相对原子量 ν0--为谱线的中心频率。T D Dopple 变宽可达10-3 nm 数量级

(3)压力变宽(碰撞展宽)ΔVL由于吸光原子与蒸气中原子或分子相互碰撞而引起的能级发 生稍微变化，使发射或吸收频率改变而导致的谱线变。 (1)劳伦兹(Lorentz)变宽ΔVL :10-4~10-3nm 待测原子和其他粒子碰撞。随原子区压力和温度的增加而 增大。 (2)霍尔兹马克(Holtsmark)变宽(共振展宽) ΔVR : 同种待测原子间碰撞。浓度高时起作用，但在原子吸收中 可忽略 在一般分析条件下ΔVD 为主。谱线的变宽将导致原子吸收 分析灵敏度的下降。

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