原子吸收分光光度法

一、原子吸收分光光度法的基本原理

原子吸收光谱法：气相基态原子——对特征谱线吸收——外层电子发生跃迁——形成锐线光谱（原子光谱）——定性、定量（尤其是金属元素）的分析方法。

原子吸收分光光度法的优点：准确度高；灵敏度高；选择性好；适用范围广。

（一）、原子的量子能级和能级图

原子的量子能级：用光谱项（n^2S+1L_J）描述

n^2S+1L_J

n—主量子数，1，2，3，…

L—总角量子数，0，1，2，3，…

S—总自旋量子数，0，±1/2，1，±3/2…

J—内量子数，L+S，L+S-1，…，IL-SI

在热平衡状态，激发态原子数N_j与基态原子数N_o的关系符合玻尔兹曼方程：

g_j、g_o—激发态、基态的统计权重

E_j—激发能

T—绝对温度

K—玻尔兹曼常数（=1.38´10^-23J/K）

由方程可知： 

g_i/g₀、E_j已知（谱线一定），可计算一定T的N_j/N_o

（三）、原子吸收线

1、原子吸收线的产生

         辐射——原子蒸气——吸收——原子吸收光谱

        原子基态——激发态——共振吸收线——原子结构、电子排布不同——原子的特征谱线

2、原子吸收线的轮廓和变宽

I_n—透过光强度                            k_n—吸光系数

半宽度Dn ：中心频率n_O的吸光系数一半处谱线轮

                      廓上两点之间的频率差。

影响半宽度的因素

Ø 自然变宽：谱线固有宽度

Ø 多普勒变宽：热运动引起

Ø 压力变宽：原子间碰撞

                     赫鲁兹马克变宽

                     劳伦茨变宽

（四）、原子吸收值与原子浓度的关系

l 积分吸收：峰面积与浓度成正比

l 峰值吸收：峰高（A）与浓度（c）成正比

                     A=Kc

必要条件：

      1、锐线光源的发射线与原子吸收的中心频率完全一致；

      2、锐线光源发射线的半宽度比吸收线的半宽度更窄，中心频率完全一致；

二、原子吸收分光光度计

（一）、原子吸收分光光度计的主要部件

1、锐线光源：发射被测元素基态原子所吸收的特征共振线。

        空心阴极灯

2、原子化器：提供能量，使试样干燥、蒸发并转化为所需的基态原子蒸气。

ü 火焰原子化法：火焰原子化器

ü 非火焰原子化法：石墨管原子化器

3、单色器：将所需的共振吸收线与邻近干扰线分离。

4、检测器：光电倍增管。

（二）、原子吸收分光光度计的类型  

l 单光束原子吸收分光光度计

l 双光束原子吸收分光光度计

三、实验方法

1、测定条件的选择

Ø 试样取量及处理：适量、无污染；

Ø 分析线：一般选共振吸收线；

Ø 狭缝宽度：允许较宽的狭缝宽度；

Ø 空心阴极灯的工作电流：小电流；

Ø 原子化条件的选择

2、干扰及其抑制

1）电离干扰：原子的电离引起，测定结果偏低。

       解决办法：加入消电离剂；

2）物理干扰：试样在转移、蒸发、原子化的过程中，由于试 样物理特性的变化而引起吸光度下降的效应。

      解决办法：标准加入法；

3）化学干扰：在原子化的过程中，发生化学反应而生成难挥发或难离解的化合物而产生的干扰。

      解决办法：加保护剂、释放剂。

3、灵敏度和检出限

1）灵敏度

        特征浓度：能产生1%光吸收（A=0.0044）时所对应的被测元素的浓度（mg/ml）。                             

        特征质量：能产生1%光吸收（A=0.0044）时所对应的被测元素的质量（mg）。                            

2）检出限

在一定置信度下被检出的最小浓度或质量。      

4、定量方法

标准加入法：当试样基体较大，又无基体空白，或测量纯物质中极微量的元素时，可采用此法。                     

内标法：在对照品溶液和样品溶液中分别加入一定量试样不存在的第二元素作为内标元素，同时测定吸光度比值，A_s/A_内、A_x/A_内，绘制 A_s/A_内~C校准曲线，求C_x