仪器分析-第七章-原子吸收光谱-zcq-2课件

一、流程generalprocess二、光源＊lightsources

三、原子化装置＊deviceofatomization四、单色器＊Monochromators五、检测器

detector第三节

原子吸收

光谱仪器atomicabsorptionspectrometer2022/11/22一、流程第三节

原子吸收

光谱仪器atomicabsor1原子吸收光谱仪（1）2022/11/22原子吸收光谱仪（1）2022/11/21原子吸收光谱仪（2）2022/11/22原子吸收光谱仪（2）2022/11/21原子吸收光谱仪（3）2022/11/22原子吸收光谱仪（3）2022/11/21原子吸收光谱仪（4）2022/11/22原子吸收光谱仪（4）2022/11/21原子吸收光谱仪2022/11/22原子吸收光谱仪2022/11/21一、流程1.特点(1)采用锐线光源(2)样品(原子化系统)在单色器之前(3)原子化系统2022/11/22一、流程1.特点2022/11/212.原子吸收中的原子发射现象

在原子化过程中，基态原子对同频率辐射产生吸收,但也有激发态原子发射谱线,对测量将产生一定干扰。消除干扰措施：将发射光调制成一定频率；检测器只接受该频率的光信号；原子化过程发射的非调频光信号不被检测；2022/11/222.原子吸收中的原子发射现象在原子化过程中，基态原子二、光源作用：

提供待测元素的特征光谱。获得较高的灵敏度和准确度。要求：（1）发射待测元素的共振线,且为锐线;（2）辐射光强度大;（3）稳定性好、寿命长。（动画）1.空心阴极灯结构：2022/11/22二、光源作用：（动画）1.空心阴极灯结构：2022/112.空心阴极灯的原理正离子具有很大的能量,当动能>晶格能,使阴极表面金属原子溅射出来→No，溅射出来的金属原子再与电子、惰性气体原子及离子发生撞碰而被激发→

Nj；

施加适当电压时，阴极放出电子,电子将从空心阴极内壁流向阳极；电子被两极间所加电压加速,与充入的惰性气体碰撞而使之电离，产生正电荷，其在电场作用下，向阴极内壁猛烈轰击；于是阴极内辉光中便出现了阴极物质和内充惰性气体的光谱→特征光谱

。2022/11/222.空心阴极灯的原理正离子具有很大的能量,当动能>晶格缺点：<1>每测一种元素需更换相应的灯。<2>一般不做定性分析.影响谱线性质的因素:<1>

谱线波长:取决于

阴极材料，可制成相应空心阴极灯.<2>谱线宽度:取决于载气压力和灯电流<3>谱线强度:取决于载气种类、灯电流、供电方式<4>背景:取决于内充气体和杂质气体<5>稳定性:预热15―20min稳定<6>寿命:用久之后,灯内气体压强下降,阴极物质溅射减少,共振线强度下降,灵敏度降低.3.空心阴极灯的光谱特性和影响因素特性:辐射光强度大，谱线窄，光强稳定，背景小.2022/11/22缺点：影响谱线性质的因素:3.空心阴极灯的光谱特性和影响因素三、原子化系统1.作用

提供能量,使试液干燥、蒸发、原子化，将试样中待测组分转变成N0

。2022/11/22三、原子化系统1.作用提供能量,使试液干燥、蒸发、原子化，2.原子化方法火焰原子化器无火焰原子化器—电热高温石墨炉2022/11/222.原子化方法火焰原子化器无火焰原子化器—电热高温石墨炉203.火焰原子化装置结构：

雾化器、雾化室、燃烧器、火焰

（动画）（1）雾化器作用：引入试液并使之雾化2022/11/223.火焰原子化装置结构：（动画）（1）雾化器2022雾化室2022/11/22雾化室2022/11/21（2）雾化室作用:<1>使试样进一步细小、均匀。<2>使燃气、助燃气和细小的雾滴充分均匀→气溶胶<3>起“缓和”混合气压的作用，使火焰稳定。要求:<1>雾滴颗粒细小，粒径均匀；<2>雾化量大，雾化效率高；2022/11/22（2）雾化室要求:2022/11/21（3）燃烧器作用：产生火焰并使试样蒸发和原子化的装置。类型：燃烧器由不锈钢材料制成，耐腐蚀、耐高温。单缝燃烧器应用最广，燃烧器的高度可上下调节，以便选择适宜的火焰原子化区。2022/11/22（3）燃烧器类型：燃烧器由不锈钢材料制成，耐腐蚀、耐高温。2（4）火焰（a）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；（b）火焰温度越高，产生的Nj

越多；（c）火焰温度取决于燃气与助燃气类型。试样雾滴在火焰中，经蒸发，干燥，解离等过程产生基态原子→No火焰温度如何选择？2022/11/22（4）火焰（a）保证待测元素充分离解为基态原子的前提下，尽量

火焰类型：化学计量火焰：（正常焰、中性焰）温度高、干扰少、稳定、背景低；富燃火焰：（还原性火焰）助燃气少、燃气增多，燃烧不完全，适合易形成难熔氧化物的元素Mo、Cr、稀土等。贫燃火焰（氧化性气氛）助燃气过量、燃烧完全，火焰温度低适用于易解离元素。如：碱金属测定2022/11/22火焰类型：化学计量火焰：（正常焰、中性焰）富燃火焰：（还原试液经过雾化、干燥、气化、解离，成为基态原子蒸气，即MX(1)脱溶

MX(s)气化MX(g)原子化

Mo(g)

+Xo

(g)Mo

(g)可能进一步被激发和电离，即M＊(g)

Mo

(g)M﹢(g)+e在乙炔—空气焰燃烧中，存在着OH、C、CO、CH等气态分解产物，某些金属元素的No易形成难解离的氧化物(MO)或氢氧化物(MOH)，使No减少，并且这些MO和MOH分子可能被激发，形成分子光谱干扰，即

Mo(g)十OMO(g)MO＊(g)Mo(g)+OHMOH(g)MOH＊(g)小结：试液在火焰原子化过程中，往往伴随着一系列反应。No被激发、电离或者形成氧化物、氢氧化物等副反应，不仅使No减少，方法灵敏度降低，而且会产生各种干扰。火焰原子化过程2022/11/22试液经过雾化、干燥、气化、解离，成为基态原子蒸气，即在乙炔—常用空气—乙炔最高温度2600K能测35种元素。2022/11/22常用空气—乙炔最高温度2600K能测35种元素。2022火焰种类及对光的吸收：

选择火焰时，还应考虑火焰本身对光的吸收。根据待测元素的共振线，选择不同的火焰，可避开干扰：

例：Zn的共振线218.9nm由图可见，采用空气-乙炔火焰时，火焰产生吸收，而选氢-空气火焰则较好；空气-乙炔火焰：最常用；可测定30多种元素；N2O-乙炔火焰：火焰温度高，

可测定的增加到70多种。2022/11/22火焰种类及对光的吸收：选择火焰时，还应考虑火焰本身对光4.石墨炉原子化装置（1）结构:（加热电源、石墨管、炉体）外气路中Ar气沿石墨管外壁流动，冷却保护石墨管；内气路中Ar气由管两端流向管中心并流出，用来保护No不被氧化，同时排除干燥和灰化过程中产生的蒸汽及残渣。（动画）2022/11/224.石墨炉原子化装置（1）结构:（加热电源、石墨管、（2）原子化过程原子化过程干燥、灰化、原子化、除残四个阶段，待测元素在高温下生成No

。2022/11/22（2）原子化过程原子化过程干燥、灰化、原子化、除残四个阶段，〈1〉干燥：通小电流升至100℃，进行干燥,除去溶剂和水分

〈2〉灰化:

100~800℃，除去基体和有机物，时间10~20s

〈3〉原子化:1800~3000℃，时间5~10s,试样解离为

No

〈4〉除残:2500~3200℃，5~10s，除基体残留物,除记忆效应。优点：原子化程度高，试样用量少（1-100μL），可测固体及粘稠试样，灵敏度高，检测限10-12g/L。

缺点：精密度差，速度慢，装置复杂（动画）2022/11/22〈1〉干燥：通小电流升至100℃，进行干燥,除去溶剂和水分5.其他原子化方法（1）低温原子化方法

主要是氢化物原子化方法，原子化温度700~900゜C

；主要应用于：As、Sb、Bi、Sn、Ge、Se、Pb、Ti等元素

原理：在酸性介质中，与强还原剂NaBH4生成气态氢化物

AsCl3+4NaBH4+HCl+8H2O=AsH3+4NaCl+4HBO2+13H2送入原子化器中检测。

特点：原子化温度低；灵敏度高（对砷、硒可达10-9g/L

）；

基体干扰和化学干扰小；2022/11/225.其他原子化方法（1）低温原子化方法2022/11/21（2）冷原子化法主要应用于：各种试样中Hg元素的测量；

原理：将试样中的汞离子用SnCl2或盐酸羟胺完全还原为金属汞后，用气流将汞蒸气带入具有石英窗的气体测量管中进行吸光度测量。

特点：常温测量；灵敏度、准确度较高（可达10-8

g/L汞）；2022/11/22（2）冷原子化法主要应用于：各种试样中Hg元素的测量；202四、分光系统（3）光谱通带（W）：

指单色器出射光束波长区间的宽度。当倒色散率（D）一定时，可通过选择狭缝宽度（S）来确定1.作用

将待测元素的共振线与邻近线分开。2.组件

入射狭缝、色散元件（光栅）、凹面镜、出射狭缝（1）倒线色散率（D）：（2）分辨率（R）：仪器分开相邻两条谱线的能力。3.单色器性能参数W=DS2022/11/22四、分光系统（3）光谱通带（W）：指单色器出射光束波长区间五、检测系统主要由检测器、放大器、对数变换器、显示记录装置组成。1.检测器：将单色器分出的光信号转变成电信号。如：光电池、光电倍增管、光敏晶体管等。2.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。3.对数变换器：光强度与吸光度之间的转换。4.显示、记录：新仪器配置：原子吸收计算机工作站六、仪器类型1.按光束：单光束、双光束2.按光束的调制方式：直流、交流3.按波道数：单波道、多波道2022/11/22五、检测系统主要由检测器、放大器、对数变换器、显示记录装置组一、流程generalprocess二、光源＊lightsources

三、原子化装置＊deviceofatomization四、单色器＊Monochromators五、检测器

detector第三节

原子吸收

光谱仪器atomicabsorptionspectrometer2022/11/22一、流程第三节

原子吸收

光谱仪器atomicabsor30原子吸收光谱仪（1）2022/11/22原子吸收光谱仪（1）2022/11/21原子吸收光谱仪（2）2022/11/22原子吸收光谱仪（2）2022/11/21原子吸收光谱仪（3）2022/11/22原子吸收光谱仪（3）2022/11/21原子吸收光谱仪（4）2022/11/22原子吸收光谱仪（4）2022/11/21原子吸收光谱仪2022/11/22原子吸收光谱仪2022/11/21一、流程1.特点(1)采用锐线光源(2)样品(原子化系统)在单色器之前(3)原子化系统2022/11/22一、流程1.特点2022/11/212.原子吸收中的原子发射现象

在原子化过程中，基态原子对同频率辐射产生吸收,但也有激发态原子发射谱线,对测量将产生一定干扰。消除干扰措施：将发射光调制成一定频率；检测器只接受该频率的光信号；原子化过程发射的非调频光信号不被检测；2022/11/222.原子吸收中的原子发射现象在原子化过程中，基态原子二、光源作用：

提供待测元素的特征光谱。获得较高的灵敏度和准确度。要求：（1）发射待测元素的共振线,且为锐线;（2）辐射光强度大;（3）稳定性好、寿命长。（动画）1.空心阴极灯结构：2022/11/22二、光源作用：（动画）1.空心阴极灯结构：2022/112.空心阴极灯的原理正离子具有很大的能量,当动能>晶格能,使阴极表面金属原子溅射出来→No，溅射出来的金属原子再与电子、惰性气体原子及离子发生撞碰而被激发→

Nj；

施加适当电压时，阴极放出电子,电子将从空心阴极内壁流向阳极；电子被两极间所加电压加速,与充入的惰性气体碰撞而使之电离，产生正电荷，其在电场作用下，向阴极内壁猛烈轰击；于是阴极内辉光中便出现了阴极物质和内充惰性气体的光谱→特征光谱

。2022/11/222.空心阴极灯的原理正离子具有很大的能量,当动能>晶格缺点：<1>每测一种元素需更换相应的灯。<2>一般不做定性分析.影响谱线性质的因素:<1>

谱线波长:取决于

阴极材料，可制成相应空心阴极灯.<2>谱线宽度:取决于载气压力和灯电流<3>谱线强度:取决于载气种类、灯电流、供电方式<4>背景:取决于内充气体和杂质气体<5>稳定性:预热15―20min稳定<6>寿命:用久之后,灯内气体压强下降,阴极物质溅射减少,共振线强度下降,灵敏度降低.3.空心阴极灯的光谱特性和影响因素特性:辐射光强度大，谱线窄，光强稳定，背景小.2022/11/22缺点：影响谱线性质的因素:3.空心阴极灯的光谱特性和影响因素三、原子化系统1.作用

提供能量,使试液干燥、蒸发、原子化，将试样中待测组分转变成N0

。2022/11/22三、原子化系统1.作用提供能量,使试液干燥、蒸发、原子化，2.原子化方法火焰原子化器无火焰原子化器—电热高温石墨炉2022/11/222.原子化方法火焰原子化器无火焰原子化器—电热高温石墨炉203.火焰原子化装置结构：

雾化器、雾化室、燃烧器、火焰

（动画）（1）雾化器作用：引入试液并使之雾化2022/11/223.火焰原子化装置结构：（动画）（1）雾化器2022雾化室2022/11/22雾化室2022/11/21（2）雾化室作用:<1>使试样进一步细小、均匀。<2>使燃气、助燃气和细小的雾滴充分均匀→气溶胶<3>起“缓和”混合气压的作用，使火焰稳定。要求:<1>雾滴颗粒细小，粒径均匀；<2>雾化量大，雾化效率高；2022/11/22（2）雾化室要求:2022/11/21（3）燃烧器作用：产生火焰并使试样蒸发和原子化的装置。类型：燃烧器由不锈钢材料制成，耐腐蚀、耐高温。单缝燃烧器应用最广，燃烧器的高度可上下调节，以便选择适宜的火焰原子化区。2022/11/22（3）燃烧器类型：燃烧器由不锈钢材料制成，耐腐蚀、耐高温。2（4）火焰（a）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；（b）火焰温度越高，产生的Nj

越多；（c）火焰温度取决于燃气与助燃气类型。试样雾滴在火焰中，经蒸发，干燥，解离等过程产生基态原子→No火焰温度如何选择？2022/11/22（4）火焰（a）保证待测元素充分离解为基态原子的前提下，尽量

火焰类型：化学计量火焰：（正常焰、中性焰）温度高、干扰少、稳定、背景低；富燃火焰：（还原性火焰）助燃气少、燃气增多，燃烧不完全，适合易形成难熔氧化物的元素Mo、Cr、稀土等。贫燃火焰（氧化性气氛）助燃气过量、燃烧完全，火焰温度低适用于易解离元素。如：碱金属测定2022/11/22火焰类型：化学计量火焰：（正常焰、中性焰）富燃火焰：（还原试液经过雾化、干燥、气化、解离，成为基态原子蒸气，即MX(1)脱溶

MX(s)气化MX(g)原子化

Mo(g)

+Xo

(g)Mo

(g)可能进一步被激发和电离，即M＊(g)

Mo

(g)M﹢(g)+e在乙炔—空气焰燃烧中，存在着OH、C、CO、CH等气态分解产物，某些金属元素的No易形成难解离的氧化物(MO)或氢氧化物(MOH)，使No减少，并且这些MO和MOH分子可能被激发，形成分子光谱干扰，即

Mo(g)十OMO(g)MO＊(g)Mo(g)+OHMOH(g)MOH＊(g)小结：试液在火焰原子化过程中，往往伴随着一系列反应。No被激发、电离或者形成氧化物、氢氧化物等副反应，不仅使No减少，方法灵敏度降低，而且会产生各种干扰。火焰原子化过程2022/11/22试液经过雾化、干燥、气化、解离，成为基态原子蒸气，即在乙炔—常用空气—乙炔最高温度2600K能测35种元素。2022/11/22常用空气—乙炔最高温度2600K能测35种元素。2022火焰种类及对光的吸收：

选择火焰时，还应考虑火焰本身对光的吸收。根据待测元素的共振线，选择不同的火焰，可避开干扰：

例：Zn的共振线218.9nm由图可见，采用空气-乙炔火焰时，火焰产生吸收，而选氢-空气火焰则较好；空气-乙炔火焰：最常用；可测定30多种元素；N2O-乙炔火焰：火焰温度高，

可测定的增加到70多种。2022/11/22火焰种类及对光的吸收：选择火焰时，还应考虑火焰本身对光4.石墨炉原子化装置（1）结构:（加热电源、石墨管、炉体）外气路中Ar气沿石墨管外壁流动，冷却保护石墨管；内气路中Ar气由管两端流向管中心并流出，用来保护No不被氧化，同时排除干燥和灰化过程中产生的蒸汽及残渣。（动画）2022/11/224.石墨炉原子化装置（1）结构:（加热电源、石墨管、（2）原子化过程原子化过程干燥、灰化、原子化、除残四个阶段，待测元素在高温下生成No

。2022/11/22（2）原子化过程原子化过程干燥、灰化、原子化、除残四个阶段，〈1〉干燥：通小电流升至100℃，进行干燥,除去溶剂和水分

〈2〉灰化:

100~800℃，除去基体和有机物，时间10~20s

〈3〉原子化:1800~3000℃，时间5~10s,试样解离为

No

〈4〉除残:2500~3200℃，5~10s，除基体残留物,除记忆效应。优点：原子化程度高，试样用量少（1-100μL），可测固体及粘稠试样，灵敏度高，检测限10-12g/L。

缺点：精密度差，速度慢，装置复杂（动画）2022/11/22〈1〉干燥：通小电流升至100℃，进行干燥,除去溶剂和水分5.其他原子化方法（1）低温原子化方法

主要是氢化物原子化方法，原子化温度70