原子吸收法

环境监测，大学课程第五版，介绍了原子吸收法的基本概念、特点、工作原理、仪器构成、分析条件及定量方法。首先，强调了原子吸收法是基于待测元素的基态原子对其特征谱线的吸收程度进行定量分析的一种方法，也称为原子吸收光谱分析法。其特点包括精度高、应用广泛，可测定70多个元素在各种样品中。然而，原子吸收法也具有一定的局限性，如难以测量某些特定元素（如非金属元素）和无法同时进行多组元素的测定。为了克服这些局限性，需要合理选择原子化条件和优化测定条件，如火焰类型、温度、时间等。

原子吸收分光光度法

• 原子吸收仪
  • 特点
  • 局限性
• 分析原理
  • 原子吸收
    • 基态原子
    • 共振线
    • 特征谱线
  • 原子吸收光谱的产生
    • 基态原子能级跃迁
• 定量依据
  • 一定条件下元素的基态原子对于其特征谱线的吸收程度(吸光度A)，与试样中该元素的浓度(C)呈正比(A与C服从比耳定律)，测定A就可求得待测元素的浓度：A=K·C
    • “一定条件”：采用锐源光线测定特征谱线的峰值吸收
• 仪器基本构成和各部件功能
  • 光源
    • 提供待测元素的特征光谱。获得较高的灵敏度和准确度。
    • 光源应满足如下要求； 1)能发射待测元素的共振线； 2)能发射锐线； 3)辐射光强度大，稳定性好
    • 空心阴极灯
      • 用不同待测元素作阴极材料，可制成相应空心阴极灯 空心阴极灯的辐射强度与灯的工作电流有关。
      • 优点
        • 辐射光强度大，稳定，谱线窄，灯容易更换
      • 缺点
        • 每测一种元素需要更换相应的灯
  • 原子化系统
    • 将试样中各价态金属元素转变成气态的基态原子 的装置
    • 原子化方法
      • 火焰原子化装置
        • 雾化器
          • 作用：试样雾化，变成小液滴 雾粒越细越多，在火焰中生成的基 态自由原子就越多。
        • 火焰
          • 试样雾滴在火焰中，经蒸发，干燥，离解(还原)等过程产生大量基态原子。
          • 根据合适情况选择温度
            • 温度过高，会使试样原子激发或电离，基态原子数减少，吸光度下降。
            • 温度过低，不能使试样中盐类解离或解离太小。测定的灵敏度会受影响。
          • 温度的选择
            • 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；
            • 火焰温度越高，产生的热激发态原子越多
            • 火焰温度取决于燃气与助燃气类型，常用空气一乙炔最高温度2600K能测35种元素。 一氧化二氮一乙炔火焰也常用于原子吸收光谱分析。它比空气一乙炔火焰温度高，适用于难原子化元素的测定。
          • 火焰类型
            • 化学计量火焰
            • 富燃火焰
            • 贫燃火焰
        • 优点
          • 火焰原子吸收法装置不太复杂，操作方便快速，测定精度好，已经成为完善和定型的方法，广泛用于常规分析。
        • 缺点
          • 雾化效率低，到达火焰的试样仅为提升量(4~6mL/min)的10%，大部分试液排泄掉了。
          • 火焰气氛的稀释作用和高速燃烧限制了灵敏度的提高。这些作用不但使原子化效率低而且使基态原子在吸收区内留的时间很短(约10s)
          • 消耗试液一般为0.5—1mL。对于数量很少的试样(如血液、活体组织等)的分析，受到限制。
          • 不能直接分析固体试样
      • 石墨炉原子化装置
        • 过程
          • 加样
          • 溶剂蒸干
          • 灰化
          • 原子化
          • 除残
          • 冷却
        • 优点
          • 原子化程度高(几乎达100%)，试样用量少(1-00μL)，可测固体及粘稠试样，灵敏度高，适用于低含量样品的分析
        • 缺点
          • 精密度差(相对偏差约等于3%)；测定速度慢，操作够简便，装置复杂；由于干扰大，必须有扣除背景装置，设备火焰法复杂、昂贵。
      • 低温原子化
      • 冷原子化
  • 单色器
    • 将待测元素的共振线与邻近线分开
  • 检测系统
    • 检测器
      • 将单色器分出的光信号转变成电信号。如：光电倍增管、光敏晶体管等。
    • 放大器
      • 将光电倍增管输出的较弱信号，经电子线路进一步放大
    • 对数变换器
      • 光强度与吸光度之间的转换
    • 显示，记录
      • 新仪器配置：原子吸收计算机工作站
• 测定条件的确定和优化
  • 分析线
    • 一般选待测元素的共振线作为分析线，有干扰可另选
  • 原子化条件选择
    • a.火焰类型和组成，控制火焰温度和性质
    • b.合理选干燥、灰化和原子化温度与时间
  • 燃烧器高度
  • 狭缝宽度
• 定量方法
  • 标准曲线法
    • 适于样品基质简单干扰少的样品
    • 操作简单
  • 标准加入法
    • 不同类型的样品需分别绘制标准加入曲线
    • 适于样品基质复杂干扰大的样品