原子吸收光谱仪原理.ppt

Draft 光谱早期发现 ? 1600年牛顿发现太阳光经过棱镜后分成了彩色光带，他称其为光谱。 Fraunhofer 线 ? 1802年 Wollaston利用狭缝和‘棱镜，第一次发现太阳光谱中的暗线，这是原子吸收光谱的最初观测。 ? 1814年Fraunhofer在棱镜后放置了一个望远镜来观察太阳光谱，对那些暗线作了粗略的测量，并列成谱图，暗线条数超过700条，后来这些线称为Fraunhofer线。 ? 这些线是由于太阳外层的大气吸收了太阳发射的光线所致 Kirchhoff 和 Bunsen的实验（1） Kirchhoff 和 Bunsen的实验 （2） 吸收和发射 Varian AA 发展简介 1952-53 Sir Alan Walsh 研制、发展了 AAS CSIRO 1962 Techtron 推出世界上第一台商品化AAS仪器 1966 John Willis 采用氧化亚氮/乙炔作为AAS的工作气 Phil Thomas 1967 Varian-Techtron Varian与Techtron合作 1971 Varian-Techtron Zeeman 专利, 开发出GFAAS 1987 Varian-Techtron 引入石墨炉Zeeman 1991-92 Varian-OSI 通过ISO-9001质量论证 Alan Walsh 基态原子 原子能量的吸收和发射 能级图 原子吸收过程 基态原子吸收共振线 Pb 的能级跃迁图 吸收能量图(每个元素的吸收线较少) 发射能量图（每个元素有较多的发射线) 比耳－朗伯定律（Beer-Lambert）  吸收计算 A = log ( ) = abc 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 比耳－朗伯定律 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 原子化 原子化即产生自由基态原子以便进行吸收测量的过程。原子吸收分析，必须要产生被分 析元素的自由基态原子，并将之置于该元素的特征谱线中。原子吸收用于检测元素的浓 度，通常是以液态形式。原子吸收最适合于分析溶解或吸收后呈水溶液状态样品中元素 的分析，或者用其它溶剂如有机溶剂稀释处理的样品。自原子吸收建立以来，已有数种 原子化器问世。主要有三类：火焰、石墨炉和氢化物发生器。 火焰原子化 最常用的原子化器是化学火焰。其反应机理是其他燃料（如乙炔）和氧化剂（如空气和氧化亚氮）燃烧，样品中的被测物在这种火焰下，分解产生出原子。测定的是平衡时通过光路吸收区平均基态原子数，其特征是原子蒸发特性不世界变化，即是科研连续重复测定结果，是已知简便、快速、稳定的装置，适用与广泛元素的常规分析 通过大量 实践经验，我们能够知道那种元素的分析采用那种火焰比较合适，因火焰的类型可决定 那些元素能够产生更多的自由基态原子。从该目的出发，我们可将元素按其分解的难易 程度分为三大类。 通常溶液制备成1％的盐酸溶液，因盐酸盐较易挥发。 采用空气－乙炔火焰进行分析的元素 对那些容易原子化的元素（如铜、铅、钾和钠），空气－乙炔火焰是最为常用的火焰。 对这些元素来说，在空气－乙炔火焰中已有较高比例的成分被转化成原子基态（温度大 约在2300oC）。 干扰可忽略，火焰中的化学环境（如氧化、燃烧比等）不是主要因素。 然而，空气乙炔火焰却不足以将难熔元素分解。 采用乙炔－氧化亚氮火焰进行分析的元素 第二类元素是那些用空气－乙炔火焰不能分解，而需要更热的氧化亚氮－乙炔火焰的难 熔元素，火焰温度大约在 3000oC。如Al、Si、W等。 然而，火焰温度并不是所要考虑的唯一元素－燃烧比也同样重要。 ‘贫焰’中含乙炔量 较少，且均被氧化。这类火焰对那些受氧化作用影响较强的元素来说，将不能产生足够 的自由基态原子。 但如果火焰中含乙炔量较多，即在‘富焰’中，因其中含较多的炭、 氢，因而可打破被分析元素较强的氧化链，形成自由原子。 一个较好的例子是铬元素的 测量，在空气－乙炔火焰中，贫焰状态下没有吸光度，但富焰状态下确有吸光度。 这些 元素的测量需综合考虑