润仪仪表浅谈工作原理光谱仪器原子吸收

中间薄层区域比较大，温度略低于化学计量火焰。对易形成单氧化物难离解元素的测定有利，但火焰发射和火焰吸收及背景较强，干扰较多，不如化学计量火焰稳定。

跃迁到高能态Eq因此， 原子吸收光谱是原子发射光谱的逆过程。基态原子只能吸收频率为ν＝（Eq-E0/h光。原子吸收光谱的谱线也取决于元素的原子结构，每一种元素都有其特征的吸收光谱线。

称为共振激发。当电子从共振激发态跃迁回基态时，原子的电子从基态激发到接近于基态的激发态。称为共振跃迁。

与此过程相反的谱线称为共振吸收线。这种跃迁所发射的谱线称为共振发射线。>

其测定灵敏度也不同。测定时，元素的共振吸收线一般有好多条。一般选用灵敏线，但当被测元素含量较高时，也可采用次灵敏线。

1．2吸收强度与分析物质浓度的关系

因此，原子蒸气对不同频率的光具有不同的吸收率。原子蒸气对光的吸收是频率的函数。

原子蒸气对它吸收是与单位体积中的原子的浓度成正比并符合朗格－比尔定律。但是对固定频率的光。>

强度为I0单色光透过长度为ι的原子蒸气层后，当一条频率为ν。透射光的强度为Iν，令比例常数为Kν，则吸光度A与试样中基态原子的浓度N0有如下关系：

原子池中激发态的原子和离子数很少，原子吸收光谱法中。因此蒸气中的基态原子数目实际上接近于被测元素总的原子数目，与式样中被测元素的浓度c成正比。

因此吸光度A与试样中被测元素浓度c关系如下：

A =Kc

式中 K��吸收系数。

上式才能成立。由于原子吸收光的频率范围很窄（0.01nm以下〕，只有当入射光是单色光。只有锐线光源才干满足要求。

由于存在多种谱线变宽的因素，原子吸收光谱分析中。例如自然变宽、多普勒

引起了发射线和吸收线变宽，热）变宽、同位素效应、罗兰兹（压力）变宽、场变宽、自吸和自蚀变宽等。尤以发射线变宽影响大。谱线变宽能引起校正曲线弯曲，灵敏度下降。

减小校正曲线弯曲的几点措施：

减少发射线变宽.1选择性能好的空心阴极灯。>

减少自吸变宽。2灯电流不要过高。>

3分析元素的浓度不要过高。

使其从吸收层中央穿过。4对准发射光。>

防止光电倍增管和灯过热。5工作时间不要太长。>

可减小压力变宽。6助燃气体压力不要过高。

原子吸收光谱法采用的原子化方法主要有火焰法、石墨炉法和氢化物发生法。

2．1火焰原子化

大致分为两个主要阶段：1从溶液雾化至蒸发为分子蒸气的过程。其过程如图1所示。这过程中。>

主要依赖于雾化器的性能、雾滴大小、溶液性质、火焰温度和溶液的浓度等。

同时还与火焰的温度及气氛相关。分子的离解能越低，2从分子蒸气至解离成基态原子的过程。主要依赖于被测物形成分子的键能。对离解越有利。

解离能小于3.5eV分子，就原子吸收光谱分析而言。容易被解离；当大于5eV时，解离就比较困难。

2．2石墨炉原子化

用大电流通过石墨管，样品置于石墨管内。发生以下的高温，使样品蒸发和原子化。为了防止石墨管在高温氧化，石墨管内、外部用惰性气体维护。石墨炉加温阶段一般可分为：

加热的温度控制在溶剂的沸点左右，1干燥。此阶段是将溶剂蒸发掉。但应防止暴沸和发生溅射，否则会严重影响分析精度和灵敏度。

将样品加热到尽可能高的温度，2灰化。这是比较重要的加热阶段。其目的保证被测元素没有明显损失的前提下。破坏或蒸发掉基体，减少原子化阶段可能遇到元素间干扰，以及光散射或分子吸收引起的背景吸收，同时使被测元素变为氧化物或其他类型物。

把被测元素的氧化物或其他类型物热解和还原（主要的成自由原子蒸气。3原子化。高温下。

2．3氢化物发生法

以硼氢化钾（KBH4作为还原剂，酸性介质中。使锗、锡、铅、砷、锑、铋、硒和碲还原生成共价分子型氢化物的气体，然后将这种气体引入火焰或加热的石英管中，进行原子化。

A sCl3+4KBH4+HCl+8H2O=AsH3↑+4KC1+4HBO2+13H2↑

3．1火焰的种类

原子吸收光谱分析中常用的火焰有：空气-乙炔、空气-煤气（丙烷）和一氧化二氮－乙炔等火焰。

构成强还原气氛，1空气-乙炔。这是常用的火焰。此焰温度高（乙炔在燃烧过程中产生的半分解物C＊、CO＊、CH＊等活性基团。特别是富燃火焰，具有较好的原子化能力。用这种火焰可测定约35种元素。2空气-煤气（丙烷）

适用于易离解和干扰较少的元素，此焰燃烧速度慢、平安、温度较低（18401925℃）火焰稳定透明。火焰背景低。但化学干扰多。3一氧化二氮－乙炔。由于在一氧化二氮（笑气）中，含氧量比空气高，所以这种火焰有更高的温度（约

除了发生半分解物C＊、CO＊、CH＊外，富燃火焰中。还有更强还原性的成分CN＊及NH＊等，这些成分能更有效地抢夺金属氧化物中氧，从而达到原子化的目的

一氧化二氮-乙炔火焰中就能测定的原因。一氧化二氮-乙炔火焰背景发射强、噪声大，这就是为什么空气乙炔火焰不能测定的硅、铝、钛、铼等特别难离解的元素。测定精密度比空气-乙炔火焰差。

为了防止回火必需使用缝长燃烧器。笑气是一种麻醉剂，一氧化二氮-乙炔火焰的燃烧速度快。使用时要注意安全。

火焰均指空气-乙炔火焰。本讲座除特指外。

3．2火焰的类型

这种火焰的燃气及助燃气，1化学计量火焰。又称中性火焰。基本上是依照它之间的化学反应式提供的对空气-乙炔火焰，空气与乙炔之比为41火焰是蓝色透明的具有温度高，干扰少，背景发射低的特点。

但还原气氛不突出，火焰中半分解产物比贫燃火焰高。对火焰中不特别易形成单氧化物的元素，除碱金属外，采用化学计量火焰进行分析为好。

就发生贫燃火焰。其空气与乙炔之比为41至61火焰清晰，2贫焰火焰。当燃气与助燃气之比小于化学反应所需量时。呈淡蓝色。由于大量冷的助燃气带走火焰中的热量，所以温度较低。

火焰中半分解产物少，由于燃烧充沛。还原性气氛低，有利于较难离解元素的原子化，不能用于易生成单氧化物元素的分析。但温度低对易离解元素的测定有利。

就发生富燃火焰。空气与乙炔之比为41.21.5或更大，3富燃火焰。燃气与助燃气之比大于化学反应量时。由于燃烧不充分，半分解物浓度大，具有较强的还原气氛。