潤儀儀表淺談工作原理光譜儀器原子吸收

中間薄層區域比較大，溫度略低于化學計量火焰。對易形成單氧化物難離解元素的測定有利，但火焰發射和火焰吸收及背景較強，干擾較多，不如化學計量火焰穩定。

躍遷到高能態Eq因此， 原子吸收光譜是原子發射光譜的逆過程。基態原子只能吸收頻率為ν＝（Eq-E0/h光。原子吸收光譜的譜線也取決于元素的原子結構，每一種元素都有其特征的吸收光譜線。

稱為共振激發。當電子從共振激發態躍遷回基態時，原子的電子從基態激發到接近于基態的激發態。稱為共振躍遷。

與此過程相反的譜線稱為共振吸收線。這種躍遷所發射的譜線稱為共振發射線。>

其測定靈敏度也不同。測定時，元素的共振吸收線一般有好多條。一般選用靈敏線，但當被測元素含量較高時，也可采用次靈敏線。

1．2吸收強度與分析物質濃度的關系

因此，原子蒸氣對不同頻率的光具有不同的吸收率。原子蒸氣對光的吸收是頻率的函數。

原子蒸氣對它吸收是與單位體積中的原子的濃度成正比并符合朗格－比爾定律。但是對固定頻率的光。>

強度為I0單色光透過長度為ι的原子蒸氣層后，當一條頻率為ν。透射光的強度為Iν，令比例常數為Kν，則吸光度A與試樣中基態原子的濃度N0有如下關系：

原子池中激發態的原子和離子數很少，原子吸收光譜法中。因此蒸氣中的基態原子數目實際上接近于被測元素總的原子數目，與式樣中被測元素的濃度c成正比。

因此吸光度A與試樣中被測元素濃度c關系如下：

A =Kc

式中 K��吸收系數。

上式才能成立。由于原子吸收光的頻率范圍很窄（0.01nm以下〕，只有當入射光是單色光。只有銳線光源才干滿足要求。

由于存在多種譜線變寬的因素，原子吸收光譜分析中。例如自然變寬、多普勒

引起了發射線和吸收線變寬，熱）變寬、同位素效應、羅蘭茲（壓力）變寬、場變寬、自吸和自蝕變寬等。尤以發射線變寬影響大。譜線變寬能引起校正曲線彎曲，靈敏度下降。

減小校正曲線彎曲的幾點措施：

減少發射線變寬.1選擇性能好的空心陰極燈。>

減少自吸變寬。2燈電流不要過高。>

3分析元素的濃度不要過高。

使其從吸收層中央穿過。4對準發射光。>

防止光電倍增管和燈過熱。5工作時間不要太長。>

可減小壓力變寬。6助燃氣體壓力不要過高。

原子吸收光譜法采用的原子化方法主要有火焰法、石墨爐法和氫化物發生法。

2．1火焰原子化

大致分為兩個主要階段：1從溶液霧化至蒸發為分子蒸氣的過程。其過程如圖1所示。這過程中。>

主要依賴于霧化器的性能、霧滴大小、溶液性質、火焰溫度和溶液的濃度等。

同時還與火焰的溫度及氣氛相關。分子的離解能越低，2從分子蒸氣至解離成基態原子的過程。主要依賴于被測物形成分子的鍵能。對離解越有利。

解離能小于3.5eV分子，就原子吸收光譜分析而言。容易被解離；當大于5eV時，解離就比較困難。

2．2石墨爐原子化

用大電流通過石墨管，樣品置于石墨管內。發生以下的高溫，使樣品蒸發和原子化。為了防止石墨管在高溫氧化，石墨管內、外部用惰性氣體維護。石墨爐加溫階段一般可分為：

加熱的溫度控制在溶劑的沸點左右，1干燥。此階段是將溶劑蒸發掉。但應防止暴沸和發生濺射，否則會嚴重影響分析精度和靈敏度。

將樣品加熱到盡可能高的溫度，2灰化。這是比較重要的加熱階段。其目的保證被測元素沒有明顯損失的前提下。破壞或蒸發掉基體，減少原子化階段可能遇到元素間干擾，以及光散射或分子吸收引起的背景吸收，同時使被測元素變為氧化物或其他類型物。

把被測元素的氧化物或其他類型物熱解和還原（主要的成自由原子蒸氣。3原子化。高溫下。

2．3氫化物發生法

以硼氫化鉀（KBH4作為還原劑，酸性介質中。使鍺、錫、鉛、砷、銻、鉍、硒和碲還原生成共價分子型氫化物的氣體，然后將這種氣體引入火焰或加熱的石英管中，進行原子化。

A sCl3+4KBH4+HCl+8H2O=AsH3↑+4KC1+4HBO2+13H2↑

3．1火焰的種類

原子吸收光譜分析中常用的火焰有：空氣-乙炔、空氣-煤氣（丙烷）和一氧化二氮－乙炔等火焰。

構成強還原氣氛，1空氣-乙炔。這是常用的火焰。此焰溫度高（乙炔在燃燒過程中產生的半分解物C＊、CO＊、CH＊等活性基團。特別是富燃火焰，具有較好的原子化能力。用這種火焰可測定約35種元素。2空氣-煤氣（丙烷）

適用于易離解和干擾較少的元素，此焰燃燒速度慢、平安、溫度較低（18401925℃）火焰穩定透明。火焰背景低。但化學干擾多。3一氧化二氮－乙炔。由于在一氧化二氮（笑氣）中，含氧量比空氣高，所以這種火焰有更高的溫度（約

除了發生半分解物C＊、CO＊、CH＊外，富燃火焰中。還有更強還原性的成分CN＊及NH＊等，這些成分能更有效地搶奪金屬氧化物中氧，從而達到原子化的目的

一氧化二氮-乙炔火焰中就能測定的原因。一氧化二氮-乙炔火焰背景發射強、噪聲大，這就是為什么空氣乙炔火焰不能測定的硅、鋁、鈦、錸等特別難離解的元素。測定精密度比空氣-乙炔火焰差。

為了防止回火必需使用縫長燃燒器。笑氣是一種麻醉劑，一氧化二氮-乙炔火焰的燃燒速度快。使用時要注意安全。

火焰均指空氣-乙炔火焰。本講座除特指外。

3．2火焰的類型

這種火焰的燃氣及助燃氣，1化學計量火焰。又稱中性火焰。基本上是依照它之間的化學反應式提供的對空氣-乙炔火焰，空氣與乙炔之比為41火焰是藍色透明的具有溫度高，干擾少，背景發射低的特點。

但還原氣氛不突出，火焰中半分解產物比貧燃火焰高。對火焰中不特別易形成單氧化物的元素，除堿金屬外，采用化學計量火焰進行分析為好。

就發生貧燃火焰。其空氣與乙炔之比為41至61火焰清晰，2貧焰火焰。當燃氣與助燃氣之比小于化學反應所需量時。呈淡藍色。由于大量冷的助燃氣帶走火焰中的熱量，所以溫度較低。

火焰中半分解產物少，由于燃燒充沛。還原性氣氛低，有利于較難離解元素的原子化，不能用于易生成單氧化物元素的分析。但溫度低對易離解元素的測定有利。

就發生富燃火焰。空氣與乙炔之比為41.21.5或更大，3富燃火焰。燃氣與助燃氣之比大于化學反應量時。由于燃燒不充分，半分解物濃度大，具有較強的還原氣氛。