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原子吸收光譜法基礎知識
閱讀：1623 發(fā)布時間：2020-7-14
原子吸收光譜法的知識我們做過原子吸收光譜全解，今天再為各位整理一期，愿有助益！
今天推送的主要內(nèi)容包括：
一概述
二基本理論
三原子吸收分光光度計
四原子吸收分析方法
五實驗技術
下面，讓我們逐一學習。
一概述
絕大多數(shù)的化合物在加熱到足夠高的溫度時可解離成氣態(tài)原子或離子。其中，氣態(tài)自由原子在外界作用下，即能發(fā)射也能吸收具有特征的譜線而形成譜線很窄的銳線光譜。測量自由原子對特征譜線的吸收程度或發(fā)射強度可以推斷試樣的元素組成和含量，這就是20世紀70年代起得到迅速發(fā)展和廣泛應用的原子光譜法。
原子光譜法包括三種：(1)原子發(fā)射光譜(AES)；(2)原子吸收光譜(AAS)；(3)原子熒光光譜(AFS)
(一)基本知識
原子吸收光譜法，又稱為原子吸收分光光度法、原子吸收法：是基于物質(zhì)的原子蒸氣對同種原子發(fā)射的特征輻射(譜線)的吸收作用而建立起來的分析方法。
分析過程：用(銳線光源)同種原子發(fā)射的特征輻射照射試樣溶液被霧化和原子化的原子蒸氣層，測量(特征輻射)透過的光強或吸光度，根據(jù)吸光度對濃度的關系計算試樣中被測元素的含量。
原子吸收分光光度計，物質(zhì)產(chǎn)生原子蒸氣對特定譜線的吸收作用進行定量分析的裝置。
(二)原子吸收光譜的發(fā)展歷史
在上，其經(jīng)歷了原子吸收現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)——空心陰極燈的發(fā)現(xiàn)——電熱原子化技術的提出三個發(fā)展階段。
在國內(nèi)，AAS的發(fā)展巳成為化學實驗室元素定量分析常規(guī)儀器。
(三)AAS的特點
1優(yōu)點
2局限性
二基本理論
(一)原子吸收光譜的產(chǎn)生
當有輻射通過自由原子蒸氣，且入射輻射的頻率等于原子中的電子由基態(tài)躍遷到較高能態(tài)所需要的能量頻率時，原子就要從輻射場中吸收能量，電子由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，同時伴隨著原子吸收光譜的產(chǎn)生。
(二)共振線與吸收線
當氣態(tài)基態(tài)原子受特征輻射的照射后，基態(tài)原子被激發(fā)，伴隨著對光的吸收；基態(tài)原子從輻射場中吸收能量躍遷到激發(fā)態(tài)，這一過程稱為吸收，由這一過程產(chǎn)生的吸收譜線稱為吸收線。其中，由基態(tài)躍遷到第1激發(fā)態(tài)所產(chǎn)生的吸收稱為共振吸收，所產(chǎn)生的吸收線稱為共振線。它是元素靈敏的吸收線，常選作分析線。
(三)原子吸收譜線的形狀
原子吸收線是指強度隨頻率變化的曲線。
理論上講，原子吸收線應是一條單色幾何線(幾何線無寬度)。但實際上，它有一定的寬度。
三原子吸收分光光度計
AAS儀器由光源、原子化系統(tǒng)(類似樣品容器)、分光系統(tǒng)及檢測系統(tǒng)。
下面，我們就重要的幾個部件簡單介紹一下。
(一)光源
(二)原子化系統(tǒng)
(三)分光系統(tǒng)
(四)檢測系統(tǒng)
四定量分析方法
(一)標準曲線法
?具體步驟
(1)配制一組濃度合適的標準溶液；
(2)由低到高分別測定吸光度；
(3)以濃度為橫坐標，吸光度為縱作標作圖；
(4)在相同條件下，測定試樣溶液吸光度；
(5)由標準曲線查出試樣溶液中待測元素濃度。
(二)標準加入法
若試樣基體組成復雜，且基體成分對測定又有明顯干擾時采用。
?具體步驟
(1)取若干份體積相同的試液(cx)，依次按比例加入不同量的待測物的標準溶液(cO)；
(2)定容后濃度依次為：cx,cx+cO,cx+2cO,……；
(3)分別測得吸光度為：AX，A1，A2，……；
(4)以A對濃度c做圖，圖中cx點即待測溶液濃度。
?使用標準加入法時的注意點
(1)此法可消除基體效應帶來的影響，但不能消除分子吸收、背景吸收的影響；
(2)應保證標準曲線的線性，否則曲線外推易造成較大的誤差。
五實驗技術
實驗技術包括分析方法的選擇、樣品處理、測量條件的選擇和實驗結(jié)果的評價等方面。
(一)樣品處理
1試樣的分解與預處理
2試劑的配制
試樣的配制一方面要根據(jù)所選的分析方法和原子化法的要求，另一方面又要根據(jù)待測元素的性質(zhì)和消除各種可能的干擾因素來配制。
原子吸收光譜法中的干擾——四種：電離干擾、化學干擾、物理干擾和光譜干擾
(二)測定條件的選擇
1吸收波長(分析線)的選擇
通常選擇待測元素的共振線作為分析線。但測量濃度較高或穩(wěn)定性差時，可選用次靈敏線。
2狹縫寬度的選擇
不引起吸光度減少的大狹縫寬度，即為應選取得適合狹縫寬度。無鄰近干擾線時，可選擇較寬的狹縫，否則選擇較小的狹縫。
3空心陰極燈工作條件的選擇
(1)預熱時間
燈點燃后，由于陰極受熱蒸發(fā)產(chǎn)生原子蒸汽，其輻射的銳線光經(jīng)過燈內(nèi)原子蒸汽再由石英窗射出。使用時為使發(fā)射的共振線穩(wěn)定，必須對燈進行預熱。
空心陰極燈使用前，若在施加1/3工作電流的情況下預熱0.5-1.0h，并定期活化，可增加使用壽命。
(2)工作電流
空心陰極燈上都標有大使用電流(額定電流，約為5-10mA)，對大多數(shù)元素，日常分析的工作電流應保持額定電流的40%-60%較為合適，可保證穩(wěn)定、合適的銳線光強輸出。通常對于高熔點的鎳、鈷、鈦、鋯等的空心陰極燈使用電流可大些，對于低熔點易濺射的鉍、鉀、鈉、銣、鍺、鎵等的空心陰極燈，使用電流以小為宜。
4原子化條件的選擇
(1)火焰原子化法
在火焰原子化法中，火焰類型和性質(zhì)是影響原子化效率的主要因素。
(2)石墨爐原子化法
在石墨爐原子化法中，合理選擇干燥、灰化、原子化及凈化溫度與時間是十分重要的。
5進樣量的選擇
進樣量小，吸收信號弱，不便于測量；進樣量過大，在火焰原子化法中，對火焰產(chǎn)生冷卻效應，在石墨爐原子化法中，會增加除殘的困難。
在實際工作中，應測定吸光度隨進樣量的變化，達到滿意的吸光度的進樣量，即為應選擇的進樣量。
6觀測高度的選擇
觀測高度:燃燒器高度。
調(diào)節(jié)燃燒器高度，控制光束通過自由原子濃度大的火焰區(qū)，提高靈敏度和測量穩(wěn)定性。
旋轉(zhuǎn)燃燒器的角度(改變吸收光程)，降低靈敏度，如測定高濃度試樣溶液。