原子吸收光谱法

原子吸收光谱（Atomic Absorption Spectroscopy，AAS)，又称原子分光光度法，是基于待测元素的基态原子蒸汽对其特征谱线的吸收，由特征谱线的特征性和谱线被减弱的程度对待测元素进行定性定量分析的一种仪器分析的方法。

原子吸收光谱法

• 概述
  • 特点
    • 优点
      • 高灵敏度
      • 高精度
      • 应用广泛
      • 选择性高
    • 缺点
      • 需要特殊光源
      • 多元素同时测定有困难
  • 方法评价
    • 灵敏度
      • 特征浓度Cc
        • 产生1%的吸收或能产生0.0044吸光度时所对应的待测元素的质量浓度( μg.mL-1 或μg.mL-1/1%)
        • ρs：试液质量浓度，A试液吸光度
      • 特征质量mc
        • 产生1%的吸收或能产生0.0044吸光度时所对应的待测元素的质量( g或g/1%)
        • ρs表示试液的质量浓度(g.mL-1 );A为试液的吸光度 V为试液进样体积(mL)
    • 检出限D
      • 被测定元素能产生的吸收信号为空白值的标准偏差3倍时元素的质量浓度或质量( μg.mL-1 或g)。
      • 相对检出限: D(Cmin) = ρs × 3σ / A (μg 绝对检出限: D(mmin)=ρsV×3σ/ A (g) ρs:试液质量浓度 σ:空白值的标准偏差(10-20次) A :试液吸光度 V: 为试液进样体积(mL)
• 产生及谱线轮廓
  • 产生
    • 不同元素有不同共振线，是元素的特征谱线(定性)
    • 吸收程度与基态原子数成正比(定量)
  • 轮廓
    • 中心频率
    • 中心波长
    • 吸收线的半宽度
  • 谱线宽度及变宽的因素
    • 自然宽度△λN
    • 多普勒变宽△λD
      • 谱线变宽的主要原因之一
    • 碰撞变宽
      • 赫尔兹马克变宽
      • 洛伦茲变宽
        • 谱线变宽的主要原因之一
    • 自吸变宽
      • 发射线变宽的主要原因
    • 场致变宽
  • 定量公式
• 原力吸收光谱仪器
  • 锐线光源
    • 发射待测元素的共振线
    • 空心阴极灯
      • 阴极
        • 待测元素
      • 阳极
        • 装有钛、钽的钨棒
      • 管内充有低压惰性气体
  • 原子化器
    • 使试样蒸发并使待测定元素转变成气态基态原子。
    • 分类
      • 火焰原子化法-火焰原子化器
        • 空气-乙炔能测35种元素
        • 火焰种类
          • 贫燃火焰
            • 碱金属和不易氧化的元素
          • 富燃火焰
            • 易氧化而形成、难解离氧化物的元素
          • 化学计量火焰
            • 大多数元素
        • 特点
          • 优点
            • 精密度高
          • 缺点
            • 雾化效率低、原子化效率低、灵敏度相对低
      • 非火焰原子化法-石墨炉原子化器
        • 过程
          • 干燥-灰化-原子化-除残
        • 特点
          • 优点
            • 原子化效率高、灵敏度较高、样品消耗少、抗干扰能力强
          • 缺点
            • 精密度差
      • 低温原子化法
        • 特点
          • 原子化温度低、原子化效率高、灵敏度高、基体和化学干扰小
  • 分光系统
    • 将空心阴极灯阴极材料的杂质发出的谱线、惰性气体发出的谱线以及分析线的邻近线等与共振吸收线分开。
    • 组件
      • 色散元件(棱镜、光栅)+反射+狭缝
  • 检测器
    • 光信号转变成电信号。
• 原子吸收光谱法的干扰和抑制
  • 物理干扰
    • 原因
      • 试液与标准溶液物理性质的差异而产生的干扰(结 果偏低)
    • 抑制
      • 配制与待测试样具有相似组成的标准溶液，或采用标准加入法。
  • 化学干扰
    • 原因
      • 待测元素与共存组分发生了化学反应，生成难挥发或难解离的化合物，使基态原子数目减少
    • 抑制
      • 提高火焰温度(N2O-C2H2) ； 加入释放剂；加入保护剂；加入基体改进剂；分离
  • 电离干扰
    • 原因
      • 某些易电离的元素(碱金属、碱土金属)在火焰中电离，使基态原子数减少，吸光度下降。
    • 抑制
      • 采用低温火焰或加入消电离剂(比被测元素电离电位低的元素)
  • 光谱干扰
    • 谱线干扰
      • 其他吸收线干扰（光谱重叠）（A偏高）
        • 原因
          • 共存元素的吸收线与被测元素的分析线波⻓很接近
        • 抑制
          • 换分析线或者分离干扰离子
      • 非吸收线干扰
        • 原因
          • 待测元素的其他共振线或非共振线(多谱线元素Ni、Co、Fe )、光源所含杂质的发射线与待测元素分析线的重叠干扰。
        • 抑制
          • 减小狭缝宽度与灯电流；选择纯度较高的单元素灯；另选分析线
      • 原子化器内的直流发射
        • 原因
          • 激发态原子跃迁至基态产生的共振辐射和分子产生的带状辐射，即背景发射
        • 抑制
          • 对光源采用脉冲供电；对光源和检波放大器的电源进行同步调制
    • 背景干扰
      • 原子化过程中产生光谱干扰
        • 分子吸收
          • 原子化过程中生成的分子对辐射的吸收。
        • 固体微粒的光散射
          • 原子化过程生成的微粒使光发生 散射，造成透射光减弱，使吸光度增加。
• 测定条件的选择
  • 分析线
    • 通常选用灵敏度最高的共振线作为分析线
    • 测量高含量元素或共振线有干扰，选择其他谱线
  • 光谱通带
    • 排除光谱干扰和具有一定透光强度
    • 谱线简单的元素，选较大的通带;富线元素，宜选较小通带
  • 灯电流
    • 在保证有稳定和足够的辐射光强的情况下，尽量选较低的电流(一般为额定电流的40 % -60%)