原子吸收光谱ppt课件.ppt

第三章原子吸收光谱法Atomic Absorption SpectroscopyFor Short：AAS,主 要 内 容,3.1 原子吸收光谱法概述3.2 原子吸收光谱法的基本原理3.3 原子吸收分光光度计3.4 干扰效应及消除方法3.5 原子吸收光谱的分析方法3.6 原子吸收光谱法在环境中的应用,3.1 原子吸收光谱法概述,原子吸收现象：原子蒸气对其原子共振辐射吸收的现象,3.1 原子吸收光谱法概述,1859年，克希荷夫(G.Kirchhoff)与本生(R.Bunson)在研究碱金属和碱土金属的火焰光谱时，发现钠蒸汽发出的光通过温度较低的钠蒸汽时，会引起钠光的吸收，并且钠发射线与暗线在光谱中位置相同。,3.1 原子吸收光谱法概述,A. Walsh, “Application of atomic absorption spectrometry to analytical chemistry”, Spectrochim. Acta, 1955, 7, 108,原子吸收光谱作为一种实用的分析方法是从1955年开始的。澳大利亚的瓦尔西(A.Walsh)发表了他的著名论文“原子吸收光谱在化学分析中的应用”奠定了原子吸收光谱法的基础。,50年代末和60年代初，Hilger, Varian Techtron及Perkin-Elmer公司先后推出了原子吸收光谱商品仪器，发展了瓦尔西的设计思想。到了60年代中期，原子吸收光谱开始进入迅速发展的时期。,Alan Walsh(1916-1998)和他的原子吸收光谱仪在一起,3.1 原子吸收光谱法概述,主 要 内 容,3.1 原子吸收光谱法概述3.2 原子吸收光谱法的基本原理3.3 原子吸收分光光度计3.4 干扰效应及消除方法3.5 原子吸收光谱的分析方法3.6 原子吸收光谱法在环境中的应用,3.2.1 原子吸收光谱的产生3.2.2 基态原子与激发态原子的分配3.2.3 谱线轮廓与谱线变宽3.2.4 原子吸收光谱测量,3.2 原子吸收光谱法的基本原理,原子吸收光谱与原子发射光谱的关系,原子发射光谱称共振发射线,原子吸收光谱称为共振吸收线,3.2.1 原子吸收光谱的产生,原子吸收光谱,原子发射光谱,（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）利用原子蒸气对特征谱线的吸收可以进行定量 分析,3.2.1 原子吸收光谱的产生,元素的特征谱线,3.2.2 基态原子与激发态原子的分配,热力学平衡时，基态原子与激发态的原子分布遵循Boltzmann分布定律：,式中，Ni与N0分别为激发态和基态的原子数，gi与g0分别为激发态和基态能级的统计权重，k为波尔兹曼常数，T为热力学温度，Ei为激发能。,对于一定波长的谱线，其gi/g0、Ei为定值，可计算不同温度下的Ni/N0,3.2.2 基态原子与激发态原子的分配,在原子吸收光谱中，原子化温度一般小于3000K，因此Ni/N0值一般小于千分之一。可以近似认为基态原子数N0近似等于总原子数N。,3.2.3 谱线轮廓与谱线变宽,一、 原子吸收光谱线的轮廓：,原子光谱虽然理论上应该是一条几何直线，但是实际上原子谱线（包括吸收线和发射线）都有一定的宽度（轮廓）。,谱线轮廓是谱线强度随频率（或波长）的变化曲线。 吸收线轮廓一般习惯用吸收系数K随频率的变化来描述。,I 对作图,K 对作图,3.2.3 谱线轮廓与谱线变宽,原子吸收线的轮廓以吸收线的中心频率（或中心波长）和半宽度来表征。 中心波长由原子能级决定。半宽度是指在中心波长的地方，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。 半宽度受到很多实验因素的影响。,3.2.3 谱线轮廓与谱线变宽,二、 谱线变宽的原因：,1. 自然宽度N,与原子外层电子发生能级间跃迁时激发态原子的寿命有关，是客观存在。一般情况下约相当于10-5nm ,通常可以忽略。,2. 温度变宽（Doppler 多普勒变宽） D,这是由原子在空间作无规热运动所引致的。故又称热变宽。,式中：M - 原子量； T - 绝对温度； 0 - 谱线中心频率,即使在较低的温度，也比自然宽度N来得严重，是谱线变宽的主要因素.一般情况: D=10-3nm .,3.2.3 谱线轮廓与谱线变宽,3. 压力变宽（碰撞变宽） L,原子与等离子体中的其他粒子（原子、离子、电子）相互碰撞而使谱线变宽。蒸气压力愈大，谱线愈宽。,同种粒子碰撞称赫鲁兹马克（Holtzmank）变宽。 异种粒子碰撞称劳伦兹（Lorentz）变宽。,压力变宽（碰撞变宽） 为10-3nm，也是谱线变宽的主要因素.,4. 自吸变宽、场致变宽,由于外界电场或带电粒子、离子形成的电场及磁场的作用，以及自吸现象引起的谱线变宽。这些变宽影响不大。,3.2.3 谱线轮廓与谱线变宽,原子发射光谱的谱线宽度,原子发射光谱的谱线也具有一定宽度，并且同样受这些谱线变宽的因素影响。,3.2.4 原子吸收光谱测量,一、积分吸收：,在积分线轮廓内，吸收系数的积分称为积分吸收系数，简称积分吸收，它表示吸收的全部能量。,式中：e -元电荷； m -电子质量； c -光速； N0 -单位体积基态原子数，基态原子密度； f - 振子强度；（被入射辐射激发的原子数与总原子数之比）,3.2.4 原子吸收光谱测量,若能测定积分吸收，则可求出原子浓度。但是，测定谱线宽度仅为10-3nm的积分吸收，需要分辨率非常高的色散仪器。,=10-3，若取600nm，单色器分辨率R=/= 6105 这是一种绝对测量方法，对仪器色散性能要求非常高。,这就是早在100多年前就已发现原子吸收的现象，但一直难以使用于分析科学的原因,3.2.4 原子吸收光谱测量,二、峰值吸收：,1955年澳大利亚学者瓦尔西(Walsh) 提出，在温度不太高的稳定火焰条件下，峰值吸收系数与火焰中被测元素的原子浓度也正比。,峰值吸收代替积分吸收:需要特殊的锐线光源,3.2.4 原子吸收光谱测量,何谓锐线光源：,光源的发射线与吸收线的0一致。发射线的1/2小于吸收线的 1/2。K随频率的变化很小，可以近似视为常数，等于峰值吸收系数K0。,三、 原子吸收光谱分析的基本关系式：,一束不同频率、强度为 I0 的平行光透过厚度为 l 的原子蒸汽，一部分光被吸收，透过光的强度 I 服从朗伯(Lambert)定律：,3.2.4 原子吸收光谱测量,实际使用中用吸光度A表示谱线强度。,3.2.4 原子吸收光谱测量,积分吸收与火焰中基态原子数的关系为：,把式(1)积分后，得到:,当仅考虑原子的热运动时(谱线轮廓取决于多普勒宽度)，吸收系数的关系为：,3.2.4 原子吸收光谱测量,简化为： A = k N0,当用锐线光源时，用K0 代替 K，吸光度公式为:,因为： N0c,所以： A = Kc,合并式（2）与（3）整理后，得到：,主 要 内 容,3.1 原子吸收光谱法概述3.2 原子吸收光谱法的基本原理3.3 原子吸收分光光度计3.4 干扰效应及消除方法3.5 原子吸收光谱的分析方法3.6 原子吸收光谱法在环境中的应用,3.3.1 光源3.3.2 原子化器3.3.3 单色器和检测器3.3.4 原子吸收分光光度计的新进展,3.3 原子吸收分光光度计,3.3 原子吸收分光光度计,流程图：,采用锐线光源原子化系统,1. 作用： 提供待测元素的特征光谱。获得较高的灵敏度和准确度。2. 对光源的要求：,锐线（发射线半宽吸收线半宽）高强度辐射光强稳定（30分钟漂移不超过1%）背景低（低于特征共振辐射强度的1%）使用寿命长,空心阴极灯（Hollow Cathode LampHCL）是符合上述要求的理想光源，应用最广。,3.3.1 光源,3. 空心阴极灯：结构如图所示,空心阴极: 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 133.3266.6Pa工作电压：150300伏启动电压：300500伏 要求稳流电源供电。,Hollow Cathode Lamp-HCL,3.3.1 光源,锐线光产生过程：,施加适当电压时，电子将从空心阴极内壁流向阳极;与充入的惰性气体碰撞而使之电离，产生正电荷，其在电场作用下，向阴极内壁猛烈轰击;使阴极表面的金属原子溅射出来，溅射出来的金属原子再与电子、惰性气体原子及离子发生撞碰而被激发，于是阴极内辉光中便出现了阴极物质和内充惰性气体的光谱。用不同待测元素作阴极材料，可制成相应空心阴极灯。,3.3.1 光源,优缺点： （1）辐射光强度大，稳定，谱线窄，灯容易更换。 （2）每测一种元素需更换相应的灯。 （3）要用被测元素做阴极材料 所以有些物质无法实现。,3.3.1 光源,空心阴极灯为什么是性能优良的锐线光源？,由于元素可以在空极阴极中多次溅射和被激发，气态原子平均停留时间较长，激发效率较高，因而发射的谱线强度较大；由于采用的工作电流一般只有几毫安或几十毫安，灯内温度较低，因此热变宽很小；由于灯内充气压力很低，激发原子与不同气体原子碰撞而引起的压力变宽可忽略不计；由于阴极附近的蒸气相金属原子密度较小，同种原子碰撞而引起的共振宽度也很小；因此由于蒸气相原子密度低、温度低，自吸变宽几乎不存在。,因此使用空心阴极灯可以得到强度大、谱线很窄的待测元素的特征共振线。,3.3.1 光源,3.3.1 光源,4. 无极放电灯：结构如图所示,将待测元素的卤化物封在真空石英管内。灯内没有电极，由高频电场作用激发出被测元素的原子发射光谱。称为无极放电灯。 适用于测量砷、硒、碲、镉、锡等低熔点、易挥发元素。,1. 原子化器的作用: 将试样干燥、蒸发并原子化。,气态、基态原子蒸气越多，测定的灵敏度、准确度越高。,下列的副反应越少，测定的灵敏度、准确度越高。,3.3.2 原子化器,1). 构造：四部分组成：雾化器，预混合室，燃烧器，火焰。,2. 火焰原子化器:,3.3.2 原子化器,2). 雾化器作用：将试样溶液雾化，供给细小雾滴。,3). 预混合室作用：使气溶胶雾粒更小、更均匀并与燃气，助燃气混合均匀后进入燃烧器。,3.3.2 原子化器,3.3.2 原子化器,4). 燃烧器作用：产生火焰，使进入火焰的试样气溶胶蒸发和原子化。,5). 火焰：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。,3.3.2 原子化器,3.3.2 原子化器,火焰种类、火焰温度、火焰类型,火焰温度的选择：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；火焰温度越高，产生的热激发态原子越多；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。,3.3.2 原子化器,火焰种类及对光的吸收：,选择火焰时，还应考虑火焰本身对光的吸收。根据待测元素的共振线，选择不同的火焰，可避开干扰。,例：As的共振线193.7nm 由图可见，采用空气-乙炔火焰时，火焰产生吸收，而选N2O-乙炔火焰则较好；空气-乙炔火焰：最常用；可测定30多种元素；N2O-乙炔火焰：火焰温度高，可测定的元素达70多种。,N2O-C2H2 焰Ar-H2 焰空气-H2 焰空气-C2H2 焰,3.3.2 原子化器,火焰类型：,A. 化学计量火焰：（中性火焰） 温度高，干扰少，稳定，背景低，常用。,B. 富燃火焰：（还原火焰） 还原性火焰，燃烧不完全，测定较易形成难熔氧化物的元素Mo、Cr稀土等。 C. 贫燃火焰：（氧化火焰） 火焰温度低，氧化性气氛，适用于碱金属测定。,按照火焰燃气与助燃气的比例不同，火焰可以分为三类。,3.3.2 原子化器,火焰原子化器缺点：雾化效率低； (1015%)火焰的原子化效率低；只能测定液体样品；大量气体的稀释作用，限制了检出限的降低；(10-10g)原子蒸汽在光程中的滞留时间短。(10-4s),火焰原子化器优点：结构简单，操作方便，应用较广；火焰稳定，重现性及精密度较好;进样量较大，相对标准偏差1%。,3.3.2 原子化器,1). 工作原理:,3. 石墨炉原子化器（非火焰、电热原子化器）:,3.3.2 原子化器,利用大电流（常高达数百安）通过高阻值的石墨器皿（石墨管）时所产生的高温使试样原子化。,2). 构造:,外气路中氩气沿石墨管外壁流动，冷却保护石墨管；内气路中氩气由管两端流向管中心，从中心孔流出，用来保护原子不被氧化，同时排除干燥和灰化过程中产生的蒸汽。整个炉体有水冷却装置，使炉体表面温度不能超过80 。,3.3.2 原子化器,长约28mm，内径8mm,3.3.2 原子化器,3). 原子化过程:,原子化过程分为干燥、灰化（去除基体）、原子化、净化（去除残渣） 四个阶段，待测元素在高温下生成基态原子。,3.3.2 原子化器,室温,干燥升温斜率,干燥保持温度与时间,灰化升温斜率,灰化保持温度与时间,净化温度与时间,3.3.2 原子化器,工作程序:,a) 进样程序 0100L 10 L,b) 干燥程序 （溶剂的沸点） 105 1.5s/ L 2060s 20s,c) 灰化程序 (分离干扰元素，不损失被测元素前提下尽可能高的温度) 1002000 650 0.55min 90s,原子化升温斜率,原子化保持温度与时间,原子化程序（达到原子吸收最大吸光度值的最低温度） 20003000 2000 520s 20s,e) 高温除残程序（比原子化温度高200） 2200 35 s 3s,硝酸铅水溶液：,4). 石墨炉原子化器特点:,优点：具有较高的可控温度。 3000 （可分析较难挥发和原子化的元素）原子化效率高（90%），原子蒸气在光程中的滞留时间长 （10-110-2s）；灵敏度高，检测限低（ 10-1210-14g）。样品消耗量少。抗干扰能力强-灰化分离。（排除火焰与组分相互作用，减少化学干扰）可测固体及黏稠试样。,3.3.2 原子化器,缺点：石墨炉原子化器中的自由原子浓度高，停留时间长，同时基体成分的浓度也高，但产生的总能量比火焰小，因此石墨炉法的基体干扰严重。杂散光引起的背景干扰较严重，需要校正。取样均匀性对结果影响大，重现性低，测量的精密度比火焰原子化法差。RSD为 25%。,相对标准偏差RSD：火焰：1%;石墨炉：25%,只有在火焰AAS或ICP-AES的检测限都达不到要求时，才用石墨炉AAS。,3.3.2 原子化器,火焰原子化法(FAAS)和电热石墨炉原子化法(ETAAS)比较,3.3.2 原子化器,4. 其它原子化法：,（1）氢化物原子化方法 原子化温度700900 主要应用于：As、Sb、Bi、Sn、Ge、Se、Pb、Ti等元素。 灵敏度高，对砷、硒灵敏度可达10-9g。,（2）冷原子化法 主要应用于各种试样中Hg元素的测量。 灵敏度和准确度较高，可检测出10-8g Hg，是测量痕量Hg的好方法。,3.3.2 原子化器,3.3.3 单色器和检测器,在原子吸收光谱中，由于使用了锐线光源，对单色器的要求不高，多采用平面光栅。仅需将共振线与邻近线分开即可。单色器置于原子化器后，防止原子化器内发射辐射干扰进入检测器，也可避免光电倍增管疲劳。原子吸收光谱仪的检测器多采用光电倍增管。,3.3.4 原子吸收分光光度计的新进展,原子吸收使用的光源主要是空心阴极灯，即锐线光源原子吸收。锐线光源有着众所周知的诸多优点，但因每分析一个元素就要更换一个元素灯，再加上灯工作电流、波长等参数的选择和调节，使原子吸收分析的速度、信息量和使用的方便性等方面受到了限制。分析速度慢和依赖空心阴极灯的固有特性成了原吸收光谱的致命弱点。克服这些缺点的最有效的方法，就是采用连续光源进行多元素测定。连续光源原子吸收成为分析工作者的一个长期梦想。 2004年4月，德国耶拿分析仪器股份公司（Analytik Jena AG）成功地设计和生产出了连续光源原子吸收光谱仪contrAA ，世界第一台商品化连续光源原子吸收诞生了！,连 续 光 源 原 子 吸 收 光 谱 仪,3.3.4 原子吸收分光光度计的新进展,连续光源原子吸收仪(ContrAA，德国),3.3.4 原子吸收分光光度计的新进展,高聚焦短弧氙灯：,可满足全波长(189900 nm)所有元素的原子吸收测定需求，并可以选择任何一条谱线进行分析。可测量元素周期表中七十余个元素。,3.3.4 原子吸收分光光度计的新进展,连续光源原子吸收光路原理图：(德国耶拿公司技术资料),主 要 内 容,3.1 原子吸收光谱法概述3.2 原子吸收光谱法的基本原理3.3 原子吸收分光光度计3.4 干扰效应及消除方法3.5 原子吸收光谱的分析方法及特点3.6 原子吸收光谱法在环境中的应用,3.4.1 光谱干扰及其消除方法3.4.2 物理干扰及其消除方法3.4.3 化学干扰及其消除方法3.4.4 电离干扰及其消除方法3.4.5 背景干扰及其消除方法,3.4 干扰效应及消除方法,3.4.1 光谱干扰及其消除方法,吸收线重叠： e.g. Cu 2165 与 2178。狭缝较宽时出现同时吸收 待测元素分析线与共存元素的吸收线重叠 e.g. Fe 2719.025 Pt 2719.038 e.g. Cu 2165 与2178 Pb 2170 空心阴极灯的发射干扰（灯内材料杂质及气体） e.g. Cr灯 3579 Ar气 3577 ,1. 产生的原因:,2. 消除方法:,减小狭缝、降低灯电流、更换其它分析线。,3.4.2 物理干扰及其消除方法,1. 产生的原因:,2. 消除方法:,指试液与标准溶液物理性质的差别而产生的干扰。溶液的粘度、表面张力或溶液密度等变化，影响样品的喷入速度、雾化效率和雾滴大小，进而会引起的原子化效率与吸光度的改变。物理干扰属于非选择性干扰，对各元素的影响基本一致。,配制被测试样组成相近溶液。用标准加入法进行定量分析。浓度高的溶液可用稀释法。,3.4.3 化学干扰及其消除方法,1. 产生的原因:,化学干扰是指被测原子与共存元素发生化学反应生成稳定的化合物，影响被测元素原子化效率，统称化学干扰。,e.g.1 PO3-4 、Ca2+的反应，干扰Ca的测定。相似F-和SO42-也影响Ca的原子化e.g.2 Al的存在会与Ca、Mg生成热稳定化合物MgOAl2O3，3CaO5Al2O3，影响Ca、Mg的原子化。e.g.3 W、B、La、Zr、Mo在石墨炉形成的碳化物。,这些是选择性干扰，根据不同情况采取不同方法。 如：磷酸盐干扰Ca，当加入La或 Sr时，可释放出Ca来。 如：EDTA与Ca、Mg形成螯合物，从而抑制磷酸根的干扰。,3.4.3 化学干扰及其消除方法,2. 消除方法:,(1) 选择合适的原子化方法 提高原子化温度，化学干扰会减小，在高温火焰中P043- 不干扰钙的测定。,(2) 加入释放剂(广泛应用) 如：磷酸盐干扰Ca，当加入La或 Sr时，可释放出Ca。,(3) 加入保护剂 如：EDTA、8羟基喹啉等，即有强的络合作用，又易于被破坏掉。,(4) 加入缓冲剂如：磷酸盐干扰Ca的测定，但当磷酸盐达到一定浓度时，所产生的干扰恒定。但灵敏度会降低。如：Al干扰Ti的测定，但当Al大于200g/ml时，测定Ti的吸光度稳定。,(5) 分离法：沉淀分离、萃取分离、离子交换等。,原子吸收光谱分析中化学干扰及消除方法的研究. 上海计量测试, 2001, 1, 33-35.原子吸收光谱分析中化学干扰及其消除方法综述. 菏泽师范专科学校学报, 2004, 2, 30-32.原子吸收光谱分析中化学干扰的消除方法.中国卫生检验杂志, 2007, 4, 744-745.,3.4.4 电离干扰及其消除方法,1. 产生的原因:,在高温下原子的电离使基态原子数减少, 吸收下降, 称电离干扰。,加入过量消电离剂 所谓的消电离剂, 是电离电位较低的元素, 加入时，产生大量电子, 抑制被测元素电离。如：测量Ca和Ba时，加入KCl溶液消除电离干扰 K - K+ + e Ca2+ e - Ca,2. 消除方法:,3.4.5 背景干扰及其消除方法,1. 产生的原因:,背景干扰主要是指原子化过程中所产生的光谱干扰，主要有分子吸收干扰和光散射干扰，干扰严重时，不能进行测定。,分子吸收：是指在原子化过程中分子对辐射吸收，分子吸收是带状光谱。,光 散 射：是指原子化过程中产生的微小的固体颗粒使光产生散射，造成透过光减小，吸收值增加。,背景吸收为带状吸收背景干扰，一般使吸收值增加，产生正误差。,1). 用连续光源校正背景:（氘灯背景扣除法）,先用锐线光源测定分析线的原子吸收和背景吸收的总和。再用氘灯(紫外光区)、碘钨灯(可见光区)、氙灯(紫外、可见光区)在同一波长测定背景吸收 (这时原子吸收可忽略不计)，计算两次测定吸光度之差，即为原子吸收光度。,3.4.5 背景干扰及其消除方法,2. 消除方法:,A,氘灯-背景吸收,空心阴极灯原子吸收+背景吸收,空心阴极灯原子吸收,1). 用连续光源校正背景:（氘灯背景扣除法）,3.4.5 背景干扰及其消除方法,2. 消除方法:,3.4.5 背景干扰及其消除方法,氘灯背景校正器光路示意图：,同一区域：旋转斩光器光谱通带大于0.2nm背景吸光度小于1,3.4.5 背景干扰及其消除方法,2).用Zeaman（塞曼）效应校正背景:,Zeeman效应：在磁场作用下简并的谱线发生裂分的现象；,校正原理：,光源发射线通过起偏器后变为平行于磁场方向偏振光，通过原子化器时，组分吸收+背景吸收。,光源发射线通过起偏器后变为垂直于磁场方向的偏振光，通过原子化器时，只有背景吸收，没有原子吸收。,吸收线分裂为和两个，组分平行于磁场方向波长不变，组分垂直于磁场方向，波长分别向长波和短波方向移动。,3.4.5 背景干扰及其消除方法,优点：校正能力强（可校正吸光度达1.52.0的背景）；可校正波长范围宽：190 900nm ；,恒定磁场塞曼与可变磁场塞曼：,主 要 内 容,3.1 原子吸收光谱法概述3.2 原子吸收光谱法的基本原理3.3 原子吸收分光光度计3.4 干扰效应及消除方法3.5 原子吸收光谱的分析方法3.6 原子吸收光谱法在环境中的应用,3.5.1 分析条件的选择3.5.2 定量分析的方法3.5.3 灵敏度与检出限,3.5 原子吸收光谱的分析方法,3.5.1 分析条件的选择,1. 分析线的选择：（查手册）,一般选待测元素的共振线作为分析线，测量高浓度时，也可选灵敏度较低的非共振线。,3.5.1 分析条件的选择,2. 狭缝宽度（光谱通带）的选择：,无邻近干扰线（如测碱及碱土金属）时，选较大的通带。反之（如测过渡及稀土金属），宜选较小通带。W = DS，没有干扰情况下，尽量增加W，增强辐射能。,3. 灯电流的选择：（按灯制造说明书要求使用）,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，应保持稳定和适合的光强输出情况下，尽量选择较低的工作电流。,3.5.1 分析条件的选择,4. 原子化条件的选择：火焰原子化器、石墨炉原子化器, 依据不同试样元素选择不同火焰类型。 对于低温、中温火焰，适合的元素可使用乙炔-空气火焰；在火焰中易生成难解离化合物及难溶氧化物的元素，宜用乙炔-氧化亚氮高温火焰； 石墨炉原子化法要合理选择干燥、灰化、原子化及净化等阶段的温度和时间。 干燥一般在105125下进行；灰化要选择能除去试样中基体与其它组分而被测元素不损失的情况下，尽可能高的温度；原子化温度选择可达到原子吸收最大吸光度值的最低温度。净化温度应高于原子化温度200 ，时间35s，消除试样残留物的记忆效应。,3.5.1 分析条件的选择,4. 进样量与测试液浓度的选择：,火焰原子化器-测试液浓度石墨炉原子化器-测试液浓度与进样量,进样量过小，信号太弱；过大，在火焰原子化法中，对火焰会产生冷却效应；在石墨炉原子化法中，会使净化过程产生困难。 在实际工作中，通过实验测定吸光度值与进样量的变化，选择合适的进样量。,1. 标准曲线法: 配制一系列不同浓度的标准试样，由低到高依次分析，将获得的吸光度A数据对应于浓度作标准曲线，在相同条件下测定试样的吸光度A数据，在标准曲线上查出对应的浓度值；,或由标准试样数据获得线性方程，将测定试样的吸光度A数据带入计算。 注意在高浓度时，标准曲线易发生弯曲，压力变宽影响所致；,3.5.2 定量分析的方法,3.5.2 定量分析的方法,2. 标准加入法:,取若干份体积相同的试液（cX），依次按比例加入不同量的待测物的标准溶液（cO），定容后浓度依次为： cX ， cX +cO ， cX +2cO ， cX +3cO ， cX +4 cO 分别测得吸光度为：AX，A1，A2，A3，A4。 以A对浓度c做图得一直线，图中cX点即待测溶液浓度。,该法可消除基体干扰；不能消除背景干扰；,3.5.3 灵敏度与检出限,1. 灵敏度:(1)灵敏度(S)指在一定浓度时，测定值（吸光度）的增量（A）与相应的待测元素浓度（或质量）的增量（c或m）的比值：（标准曲线的斜率）Sc=A/c 或 Sm=A/m(2)特征浓度（特征质量）能产生1%吸收（即吸光度为0.0044）信号时所对应的被测元素的浓度（c0）或质量（m0）。 c0=0.0044cx/A=0.0044/Sc 单位： gmL-11% m0=0.0044mx/A=0.0044/Sm 单位： ng1%,3.5.3 灵敏度与检出限,在适当置信度下，能检测出的待测元素的最小浓度或最小量。用接近于空白的溶液，经若干次（10-20次）重复测定所得吸光度的标准偏差的3倍求得。 DL=3s0/Sc DL=3s0/Sm s0：空白溶液的标准偏差 Sc（Sm）：待测元素的灵敏度，即工作曲线的斜率。,2. 检出限（DL）:,主 要 内 容,3.1 原子吸收光谱法概述3.2 原子吸收光谱法的基本原理3.3 原子吸收分光光度计3.4 干扰效应及消除方法3.5 原子吸收光谱的分析方法3.6 原子吸收光谱法在环境中的应用,优点：(1) 检出限低，10-1010-14 g；(2) 精密度高，1%5%；(3) 选择性高，一般情况下共存元素不干扰；(4) 应用范围广，易于普及。局限性：不能同时多元素测定。,3.6 原子吸收光谱法在环境中的应用,原子吸收光谱法的特点,3.6 原子吸收光谱法在环境中的应用,金属污染物的测定：可测定的元素有60-70种，目前测定水和废水中的主要金属元素有：Ag, Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, Sb, Zn, Be, Hg, K, Na, Ca, Mg 等。,3.6 原子吸收光谱法在环境中的应用,(1) Cu,Pb,Zn,Cd的测定(GB7475-87)；(2) 土壤质量 铅、镉的测定，石墨炉原子吸收分光光度法，(GB/T 17141-1997)；(3) 水质、硫酸盐的测定(GB13196-91)； (4) 大气降水中Na、K的测定，原子吸收分光光度法, (GB13580.12-92)；(5) 大气降水中Ca、Mg的测定，原子吸收分光光度法， (GB13580.13-93);(6) 环境空气中铅的测定，火焰原子吸收分光光度法，(GB/T15263-94);,学 习 要 求,掌握原子吸收光谱法的特点，以及产生的基本原理。掌握谱线变宽的主要影响因素。掌握选择锐线光源的原因。掌握火焰原子化器和石墨炉原子化器的特点及应用范围。掌握火焰的选择因素（火焰种类、火焰吸收、燃气与助燃气比例）石墨炉四个步骤（干燥、灰化、原子化、净化）实验条件的选择确定的基本规律。掌握几种常见干扰效应的原理及消除方法。掌握检出限、灵敏度等概念。,课 后 习 题,一、选择题： 1、2、4、5、6、7、8、9、10、11、14、15、17 二、填空题： 1、3三、简答题： 2、5、7、8,