原子吸收光谱法
Atomic Absorption Spectrometry (AAS)
第一节 概述
原子吸收光谱（AAS)，即原子吸收光谱法，是基于气态的基 态原子外层电子对紫外光和可见光范围的相对应原子共振辐 射线的吸收强度来定量被测元素含量为基础的分析方法，是 一种测量特定气态原子对光辐射的吸收的方法。
原子吸收光谱法干扰及总结
二、原子吸收光谱法的特点
1、灵敏度高（火焰法：1 ng/ml，石墨炉100-0.01 pg)； 2、准确度好（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） 缺点：不能多元素同时分析 4、应用广泛
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第二节 原子吸收光谱的原理
KT
教材170页列出某些元素共振线的Ni/No值
Ni,, N0 gi， g0 K
激发态和基态原子数 激发态和基态统计权重
Boltzman常数
T
热力学温度

激发能
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由此表可以看出：
E2
T
Ni/No
E1
Ei
Ni/No
T 3000 Ni/No < 10-3 可以忽略 EO
I 二、原子吸收线的轮廓
火焰
空心阴极灯
棱镜
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光电管
3、第三阶段——电热原子吸收光谱仪器的产生
1959年,苏联里沃夫发表了电热原子化技术的第一篇论文。电热原子吸收光谱 法的绝对灵敏度可达到10-12-10-14g,使原子吸收光谱法向前发展了一步。近 年来,塞曼效应和自吸效应扣除背景技术的发展,使在很高的的背景下亦可顺利 地实现原子吸收测定。基体改进技术的应用、平台及探针技术的应用以及在 此基础上发展起来的稳定温度平台石墨炉技术(STPF)的应用,可以对许多复杂组 成的试样有效地实现原子吸收测定。
• 早在1802年，伍朗斯顿（W.H.Wollaston）在研究太阳连 续光谱时，就发现了太阳连续光谱中出现的暗线。1817 年，弗劳霍费（J.Fraunhofer）在研究太阳连续光谱时， 再次发现了这些暗线，由于当时尚不了解产生这些暗线的 原因，于是就将这些暗线称为弗劳霍费线；
• 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，发现钠蒸气发出的 光通过温度较低的钠蒸气时，会引起钠光的吸收，并且根 据钠发射线与暗线在光谱中位置相同这一事实，断定太阳 连续光谱中的暗线，正是太阳外围大气圈中的钠原子对太 阳光谱中的钠辐射吸收的结果。
此法是本世纪50年代中期出现并在以后逐渐发展起来的一种新 型的仪器分析方法，它在地质、冶金、机械、化工、农业、食 品、轻工、生物医药、环境保护、材料科学等各个领域有广泛 的应用。该法主要适用样品中微量及痕量组分分析。
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一、发展历史
原子吸收光谱法的发展经历了3个发展阶段：
1、第一阶段——原子吸收现象的发现与科学解释
K Ko
K1 K2 K3 K4 K5 K6
一、原子吸收光谱的产生
当辐射光通过原子蒸汽时，若入射辐射的频 率等于原子中的电子由基态跃迁到激发态的能
h
量，就可能被基态原子所吸收。
原子吸收光的波长通常在紫外和可见区。
共振吸收
当在一定条件下达到热平衡后，处在激发态和基态的原子数的比值遵 循Boltzman分布：
Ni = gi Exp(-
E)i
N0
g0
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太阳光
暗线
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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：
第一激发态
E
热能
基态
E = h = hC
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2、第二阶段——原子吸收光谱仪器的产生
原子吸收光谱作为一种实用的分析方法是从1955年开始的。这一年澳大利亚的 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PerkinElmer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。
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。 1、自然宽度
由于激发寿命原因，原子吸收线有一定自 I 然宽度，约为10-5 nm
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o
o
2. Dopple 变宽
由于原子的热运动而引起的变宽
D=
2 o C
2(ln2)KT m
K
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第四阶段——原子吸收分析仪器的发展
• 随着原子吸收技术的发展，推动了原子吸收仪器的不断 更新和发展，而其它科学技术进步，为原子吸收仪器的不断 更新和发展提供了技术和物质基础。近年来，使用连续光源 和中阶梯光栅，结合使用光导摄象管、二极管阵列多元素分 析检测器，设计出了微机控制的原子吸收分光光度计，为解 决多元素同时测定开辟了新的前景。微机控制的原子吸收光 谱系统简化了仪器结构，提高了仪器的自动化程度，改善了 测定准确度，使原子吸收光谱法的面貌发生了重大的变化。 联用技术(色谱-原子吸收联用、流动注射-原子吸收联用)日 益受到人们的重视。色谱-原子吸收联用，不仅在解决元素 的化学形态分析方面，而且在测定有机化合物的复杂混合物 方面，都有着重要的用途，是一个很有前途的发展方向。
Boltzmann常数
C
光速 m
若用M（原子量）代替m, 则:
m=1.660510-24M
D= 7.16 10-7 o
T M
T
D
Dopple 变宽可达10-3 nm 数量级
原子质量
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3、压力变宽
压力变宽指压力增大后，原子之间相互碰撞引起的变宽。 分为：
Lorentz 变宽：指被测元素原子和其它粒子碰撞引起的变宽 （ <10-3 nm )；
Holtsmart 变宽：指同种原子碰撞引起的变宽。在原子吸收 法中可忽略。
4、原子吸收线的轮廓 综合上述因素，实际原子吸收线的宽度约为10-3 nm 数量级
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三、原子吸收光谱的测量
1、积分吸收
吸光原子数 No 越多，吸光曲线面积越大（峰越高），因此，理论 上积分吸收与 No 呈正比：