原子化过程： MeX 脱水 MeX 蒸发 MeX 分解 （溶液）（固体微粒） （气态分子） Me ＋X (基态原子)
火焰的组成： 空气-乙炔火焰：温度在2500K左右； N2O-乙炔火焰：温度可达到3000K左右； 空气-氢气火焰：最高温度2300K左右。
火焰的类型： 贪燃：燃气较少，（燃助比小于化学计量，约为1比6），燃烧完全，温度较高
原子吸收光谱分析的特点
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2020/11/26
原子吸收光谱分析的特点： (1) 检出限低，10-10～10-14 g； (2) 准确度高，1%～5%； (3) 选择性高，一般情况下共存元素不干扰,无须分离； (4) 应用广，可测定70多个元素（各种样品中）； 局限性：难熔元素（如W)、非金属元素测定困难、不能同时进行多元素分析。
原子吸收光谱分析的基本过程： （1）用该元素的锐线光源发射出特征辐射；
（2）试样在原子化器中被蒸发、解离为气态基态原子；
（3）当元素的特征辐射通过该元素的气态基态原子区时，部分光被蒸气中基态原子吸收而减弱， 通过单色器和检测器测得特征谱线被减弱的程度，即吸光度，根据吸光度与被测元素的浓度 成线性关系，从而进行元素的定量分析。
第一节原子吸收光谱法基本原理
一、基态原子数与原子化程度关系 原子化温度下大多数化合物解离成原子状态，被测元素有基态原子和激发态原子。热力学平衡时：
Nj gj eE0k TEj gj ek TEgj e kh T
N0 g0
g0
g0
上式中gj和gO分别为激发态和基态的统计权重，激发态原子数Nj与基态原子数No之比较小，<0.1%。 可以用基态原子数代表待测元素的原子总数。公式右边除温度T外，都是常数。T 一定，比值一定。
电源：10~25V，500A。用于产生高温。 保护系统： 保护气（Ar）分成两路
– 管外气——防止空气进入，保护石墨管不被氧化、烧蚀。 – 管内气——流经石墨管两端及加样口，可排出空气并驱 除加热初始阶段样品产生的蒸汽 – 冷却水——金属炉体周围通水，以保护炉体。 石墨管：多采用石墨炉平台技术。
空心阴极灯 (动画） 空心阴极灯是一种气体放电管，其结构如图：
工作过程： 高压直流电（300V）---阴极电子---撞击隋性原子---电离(二次电子维持放电)---正离子--轰击阴极---待测原子溅射----聚集空心阴极内被激发----待测元素特征共振发射线。
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。
流程
一．光源： 光源应满足的条件： 1）能辐射出半宽度比吸收线半宽度还窄的谱线，并且发射线的中心频率应与吸收线的中心频率相同。 2）辐射的强度应足够大。 3）辐射光的强度要稳定，且背景小。
锐线光源
在原子吸收分析中需要使用锐线光源。 （1）光源的发射线与吸收线的V0一致。 （2）发射线的ΔV1/2小于吸收线的 ΔV1/2。 即可用发射线强度的变化，便可求出被测元素的含量 空心阴极灯:可发射锐线光源。
二、原子化系统 • 作用
将试样中离子转变成原子蒸气。 • 原子化方法
火焰法 无火焰法—电热高温石墨管，激光。 （1）火焰原子化装置—雾化器和燃烧器。
主要缺点：雾化效率低。
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• a）喷雾器：将试样溶液转为雾状。 • b）雾化室：内装撞击球和扰流器（去除大雾滴并使气溶胶均匀）。 • c）燃烧器：产生火焰并使试样蒸发和原子化的装置。
K0
K0/2
K
0
K~ （谱线轮廓）
谱线变宽——导致测定的灵敏度下降 原子的性质决定的自然宽度，与激发态原子的寿命有关 外界因素： 多普勒变宽：热 压力变宽：碰撞展宽 自吸变宽：被灯内同种基态原子所吸收，灯电流越大，自吸现象越严重 场致变宽：影响较小
四 原子吸收的测量 1 积分吸收测量法 吸收线轮廓内（右）的总面积积分，它表示原子蒸气吸收的全部能量。是一种绝对测量方法，现在的分光 装置无法实现。
火焰原子化法的优缺点
优点： 重现性好 火焰稳定性高 背景噪声低 易于操作
缺点 灵敏度低 雾化效率低（10%) 基态原子在光路中停留时间短（10-4— 10-3） 基态原子易被氧化
（2）非火焰原子化法： 电热高温石墨管原子化法和化学原子化法。 ①石墨炉原子化装置
包括电源、保护系统和石墨管三部分。
钨丝灯光源和氘灯，经分光后，光谱通带 0.2nm。而原子吸收线的半宽度：10-3nm。如图所 示：
2 峰值吸收测量法 吸收线中心频率处的吸收系数K0为峰值吸收系数，简称峰值吸收。峰值吸收与火焰中被测元素的原子浓 度也成正比。
由图可见，在辐射线宽度范围内，可用峰值 吸收代替积分吸收。
第二节 原子分光光度计 原子吸收分光光度计与紫外可见分光光度计在仪器结构上的不同点： （1）采用锐线光源。 （2）分光系统在火焰与检测器之间。
二 共振线与特征谱线
1 共振线：基态第一激发态：吸收一定频率的辐射能量。产生共振吸收线（简称共振线） 激发态基态：发射出一定频率的辐射。
产生共振吸收线（也简称共振线） 2 特征谱线：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
三 原子吸收线的形状（或轮廓）与变宽 将吸收系数对频率作图，得曲线为吸收线轮廓，表征吸收线轮廓(峰)的参数： K：吸收系数，表示单位体积内原子对光的吸收值； γ：频率，吸收最大处所对应的频率叫中心频率； 峰值吸收：最大吸收值 谱线宽度：最大吸收值的 一半处所对应的宽度 用△ν表示；10-3~10-2nm
但冷的助燃气带走热量，用于易离解、易电离的元素。 富燃焰：燃气较多。燃烧不完全，温度较低。但具有还原性 。
适用于易形成难解离氧化物的元素 化学计量焰：温度高、稳定、干扰小
火焰温度的选择： （a）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； （b）火焰温度越高，产生的热激发态原子越多； （c）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。
（2）原子化过程
原子化过程可分为四个阶段，即干燥、灰化、原子化和净化。 干 燥：去除溶剂，防样品溅射； 灰 化：使基体和有机物尽量挥发除去； 原子化：待测物化合物分解为基态原子，此时停止通 Ar，延长原子停留时间，提高灵敏度； 净 化：样品测定完成，高温去残渣，净化石墨管。 •（动画）