第7章 原子吸收光谱法

第7章原子吸收光谱法

一、基本要求：

了解原子吸收光谱分析法的特点，学会原子吸收光谱仪的使用，掌握原子吸收光谱的定量分析方法。

二、讲授内容：

原子吸收光谱分析法的特点、基本原理、定量分析基础，原子吸收分光光度计的使用，原子吸收光谱法的实验技术。

§7.1 概述

1. 概述

原子吸收光谱法与可见、紫外分光光度法的基本原理相同，都是基于物质对光选择吸收而建立起来的一种光学分析法。区别在于吸光物质的状态不同：在可见、紫外分光光度法中，吸光物质是溶液中被测物质的分子或离子对光的选择吸收，在原子吸收光谱法中，吸光物质是待测元素的基态原子对光的选择吸收，这种光是由待测元素制成的空心阴极灯作为光源。

2. 特点

灵敏度高，选择性好，准确度高，分析速度快，应用范围广，测不同的元素需用不同的元素灯，而每种元素的操作条件也不相同。

§7.2 基本原理

1. 共振线和吸收线

从基态跃迁到最低激发态时的吸收线称为共振吸收线，再跃迁回基态时，则发射同样波长的光谱线，此谱线称为共振发射线。共振吸收线和共振发射线统称为共振线。

2.原子吸收光谱分析原理

空心阴极灯作为光源发射的特征谱线通过被测物质的原子蒸气时，原子中的外层电子将选择性地吸收该元素所发射的特征波长的谱线。这时透过原子蒸气的入射光将减弱，其减弱的程度与蒸气中该元素的浓度成正比，吸光度符合吸收定律：

A=lg I0/I

根据这一关系可以用工作曲线法或标准加入法来测定未知溶液中某元素的含量。

§7.3 原子吸收分光光度计

原子吸收光谱仪的组成：由光源、原子化器、单色器和检测器组成。

空心阴极灯具有发射谱线窄、强度大、稳定等光谱特性，是原子吸收常用的光源。 原子化器是将试样中的待测元素转变成基态原子蒸气。常用原子化器分为火焰和无火焰两类，无火焰原子化装转置使用最多的是石墨炉，试样在石墨炉管中加热。使其原子化。

单色器一般使用光栅分光元件，单色器的操作参数主要是光谱通带(指单色器出射光束波长的范围)。

检测系统包括检测器、放大器和读数装置。检测器常用光电倍增管。

§7.4 原子吸收法的实验技术

1. 实验条件的选择

① 吸收波长的选择；② 灯电流的选择；③ 火焰的选择，取决于待测元素的性质；④ 燃烧器的高度可通过实验确定；⑤ 光谱通带宽度的选择，以排除光谱干扰和具有一定的透光强度为原则。

2. 灵敏度和检出限

原子吸收分析的灵敏度指产生1%吸收(或吸光度为0.0044)时水溶液中某元素的浓度，其表达式为 S=/1%ml μg 0044

.01??×A c

式中：A 为试液的吸光度；c 为试液的浓度()。

1ml μg ??在非火焰法(石墨炉)中，常用绝对灵敏度表示。即在一定的实验条件下，某元素能产生1%吸收时和重量，以g·(1%)-1表示。其表达式为： S=

11%)(g 0044.0??×?A V c

式中V 为试液的体积(ml)。

原子吸收中检测限表达式为 )μg/ml (2m A c D σ

?=

精密度用相对标准偏差表示：RSD/%=

%100×A σ

二、 重点与难点 1. 原子发射光谱的产生过程，原子发射光谱定量分析基础。

2. 原子发射光谱分析仪器装置，基本实验方法及实验条件。

3. 原子吸收分析法的应用。

二、作业：7.1，7.2，7.4，7.5

第四章原子吸收题解

习题 1 试述原子吸收光谱法分析的基本原理，并从原理、仪器基本结构和方法特点上比较原子发射光谱与原子吸收光谱的异同点。 2 试述原子吸收光谱法比原子发射光谱灵敏度高、准确度好的原因。 3 原子吸收光谱法中为什么要用锐线光源？试从空心阴极灯的结构及工作原理方面，简要说明使用空心阴极灯可以得到强度较大、谱线很窄的待测元素共振线的道理。 4 阐述下列术语的含义：灵敏度，检出线，特征浓度和特征质量。它们之间有什么关系，影响它们的因素是什么？ 5 通常为何不用原子吸收光谱法进行定性分析？应用原子吸收光谱法进行定量分析的依据是什么？ 6 简述光源调制的目的及其方法。 7 解释原子吸收光谱分析工作曲线弯曲的原因。并比较标准曲线法和标准加入法的特点。 8 解释下列名词： （1）原子吸收； （2）吸收线的半宽度； （3）自然宽度； （4）多普勒变宽； （5）压力变宽； （6）积分吸收； （7）峰值吸收； （8）光谱通带。 9 原子吸收光谱分析中存在哪些干扰？如何消除干扰？ 10 比较火焰法与石墨炉原子化法的优缺点。 11 原子荧光产生的类型有哪些？各自的特点是什么？ 12 比较原子荧光分析仪、原子发射光谱分析仪和原子吸收光谱分析仪三者之间的异同点。 13 已知钠的3p 和3s 间跃迁的两条发射线的平均波长为589.2 nm, 计算在原子化温度为2500K 时，处于 3p 激发态的钠原子数与基态原子数之比。 提示：在3s 和3p 能级分别有2个和6个量子状态，故 32 60 == p p j 解：处于 3p 激发态的钠原子数与基态原子数之比，由玻耳兹曼方程计算： kT E j j e p p N N ?-= kT c h j e p p λ-= 2500 1038.11058921000.31063.623710 343 6??????- ---=e 41069.1-?= 14 原子吸收光谱法测定某元素的灵敏度为0.01g mL -1 /1%A ，为使测量误差最小，需要得到0.436的吸收值，在此情况下待测溶液的浓度应为多少？ 解：灵敏度表达式为： %1/0044.01-= gmL A c S μ 100.10044 .0436 .001.00044.0-=?=?= gmL A S c μ 15 原子吸收分光光度计三档狭缝调节，以光谱通带0.19, 0.38和1.9 nm 为标度，其所对应的狭缝宽度分别为0.1， 0.2和1.0 mm ，求该仪器色散元件的线色散率倒数；若单色仪

第3章_原子吸收光谱法(练习题)-2008级

第三章原子吸收光谱法 单选题： 1.原子吸收光谱是由下列哪种粒子产生的？ （1）固体物质中原子的外层电子；（2）气态物质中基态原子的外层电子；（3）气态物质中激发态原子的外层电子；（4）气态物质中基态原子的内层电子。 2. 原子吸收光谱线的多普勒变宽是由下列哪种原因产生的？ （1）原子在激发态的停留时间；（2）原子的热运动；（3）原子与其他粒子的碰撞；（4）原子与同类原子的碰撞。 3. 原子吸收光谱线的洛仑兹变宽是由下列哪种原因产生的？ （1）原子在激发态的停留时间；（2）原子的热运动；（3）原子与其他粒子的碰撞；（4）原子与同类原子的碰撞。 4. 用原子吸收光度法测定钙时，加入EDTA是为了消除下述哪种物质的干扰？（1）磷酸；（2）硫酸；（3）钠；（4）镁。 5. 为了提高石墨炉原子吸收光谱法的灵敏度，原子化阶段测量信号时，保护气体的流速应： （1）减小；（2）增大；（3）不变；（4）为零。 6. 原子吸收光谱测定食品中微量砷，最好采用下列哪种原子化方法? （1）冷原子吸收；（2）空气-乙炔火烟；（3）石墨炉法；（4）气态氢化物发生法。 7. 原子吸收光谱测定污水中微量汞，最好采用下列哪种原子化方法? （1）化学还原冷原子化法；（2）空气-乙炔火烟；（3）石墨炉法；（4）气态氢化物发生法。 8. 与原子吸收光谱法相比，原子荧光光谱法： （1）要求光源发射强度高；（2）要求光源发射线窄；（3）要求单色仪分辨能力更强；（4）更适宜测高浓度样品。 9. 消除原子吸收光谱分析中的物理干扰一般用： （1）背景校正；（2）光源调制；（3）标准加入法；（4）加入缓冲剂。 10. 石墨炉法原子吸收分析，应该在下列哪一步记录吸光度信号： （1）干燥；（2）灰化；（3）原子化；（4）除残。 11. 作为原子吸收光谱分析的消电离剂，最有效的是： （1）Na；（2）K；（3）Rb；（4）Cs。 12. 空心阴极灯中对发射谱线宽度影响最大的因素是： （1）阴极材料；（2）填充气体；（3）灯电流；（4）阳极材料。 13. 原子吸收分析中，吸光度最佳的测量范围是：

2014 第三章 原子吸收光谱法 作业答案

第三章原子吸收光谱法作业答案 一、选择题(每题只有1个正确答案)（2分?10=20分） 1. 由温度引起的原子吸收线变宽称为（）。[ B ] A. 自然宽度 B. 多普勒变宽 C. 压力变宽 D. 场致变宽 2. 最早对原子吸收现象给予科学解释的是（）。[ B ] A. 英国化学物理学家渥拉斯通(W.H.Wollaston) B. 德国光谱物理学家基尔霍夫(G.Kirchhoff) C. 澳大利亚物理学家沃尔什(A.Walsh) D. 瑞典物理学家西格(K.M.Siegbahn) 3. 空心阴极灯外壳一般根据其工作波长范围选用不同材料制作，若工作波长在350nm以上，应选用的材 料为（）。[ A ] A. 玻璃 B. 石英 C. NaCl晶体 D. KBr晶体 4. 当吸收线半宽度一定时，积分吸收系数Kν与峰值吸收系数K0 ( )。[ A ] A. 成正比 B. 成反比 C. 无关 D. 无法判断 5 . Mg、Mo、W是易生成氧化物、氧化物又难解离、易电离元素，用AAS法测其含量时，最佳火焰为（）。 [ B ] A. 中性火焰 B. 富燃火焰 C. 贫燃火焰 D. 高温贫燃火焰 6. 下图为实验测得的原子吸收光谱的灰化曲线①和原子化曲线②，根据此图，请选择最佳的原子化温度范 围（）。[ D ] A.1600～2000℃ B.2000～2300℃ C. 2300～2500℃ D. 2500～2800℃ 7. 用AAS测量铝锭中Zn含量时，其吸收线波长为213.96nm，应选择（）溶解试样。[ B ] A. 硫酸(H2SO4) B. 盐酸(HCl) C. 磷酸(H3PO4) D. 氟化氢(HF) 8. 使用一台具有预混合缝形燃烧器的原子吸收分光光度计，采用普通的燃气和助燃气，发生下列情况，你 建议采取的补救办法是（），分析灵敏度低，怀疑在火焰中形成氧化物粒子。[ B ] A. 采用贫燃火焰 B. 采用富燃火焰 C. 采用中性火焰 D. 没有办法 9．正常燃烧的火焰结构由预热区、第一反应区、中间薄层区和第二反应区组成，原子吸收光谱分析时，试样原子化主要在( )进行。[ C ] A. 预热区 B. 第一反应区 C. 中间薄层区 D. 第二反应区 10. 在测定Ba时，做了两个实验：在纯水中测量Ba的吸光度，绘制A?c曲线（如图中的1），曲线是弯 曲的，但加入0.2% KCl后，再测量Ba的吸光度，绘制A?c曲线，直线性很好，（如图中的2）加入KCl主要消除了( )。[ D ]

第四章原子吸收光谱法与-原子荧光光谱法

第四章原子吸收光谱法与原子荧光光谱法 4-1 . Mg原子的核外层电子31S0→31P1跃迁时吸收共振线的波长为285.21nm,计算在2500K 时其激发态和基态原子数之比. 解: Mg原子的电子跃迁由31S0→31P1 ,则 g i／g0=3 跃迁时共振吸收波长λ=285.21nm ΔEi=h×c／λ =（6.63×10-34）×（3×108）÷（285.31×10-9） =6.97×10-19J 激发态和基态原子数之比： Ni／N0＝（g i／g0）×e-ΔEi／kT 其中: g i／g0=3 ΔEi／kT=-6.97×10-19÷〔1.38×10-23×2500〕 代入上式得： Ni／N0＝5.0×10-9 4-2 .子吸收分光光度计单色器的倒线色散率为1.6nm／mm，欲测定Si251.61nm的吸收值，为了消除多重线Si251.43nm和Si251.92nm的干扰，应采取什么措施？ 答： 因为: S1 =W1/D = (251.61-251.43)/1.6 = 0.11mm S2 =W2/D =（251.92-251.61）/1.6 =0.19mm S1＜S2 所以应采用0.11mm的狭缝. 4-3 .原子吸收光谱产生原理，并比较与原子发射光谱有何不同。 答： 原子吸收光谱的产生：处于基态原子核外层电子，如果外界所提供特定能量（E）的光辐射恰好等于核外层电子基态与某一激发态（i）之间的能量差（ΔEi）时，核外层电子将吸收特征能量的光辐射有基态跃迁到相应激发态，从而产生原子吸收光谱。 原子吸收光谱与原子发射光谱的不同在于： 原子吸收光谱是处于基态原子核外层电子吸收特定的能量，而原子发射光谱是基态原子通过电、热或光致激光等激光光源作用获得能量；原子吸收光谱是电子从基态跃迁至激发态时所吸收的谱线，而原子发射光谱是电子从基态激发到激发态，再由激发态向基态跃迁所发射的谱线。

原子吸收光谱法

第六章原子吸收光谱法 Atomic Absorption Spectrophotometry §6—1 原子吸收光谱法的发展及特点 顾名思义，原子吸收法是利用原子吸收光的现象来进行元素分析的一种方法。从分析的角度可以把它定义为：在待测元素的特定波长下，通过测量试样所产生的基态原子蒸气对辐射能的吸收来分析试样中该元素含量的方法。 一、发展间史 1802年沃拉斯顿曾指出太谱中存在许多暗线，这是对原子吸收光谱的最早观察。随后，弗兰霍夫（J.Frannhoffer）于1814年详细研究了这种现象，并将这些暗线依波长顺序，命名为弗兰霍夫A、B、C、D、E、F…….线，但他未从理论上弄清暗线的本质。 1820年布鲁斯特指出：弗兰霍夫暗线可能是太阳周围较冷气体吸收了太阳辐射能而引起的。最后，克希霍夫和本生研究了碱金属和碱土金属的火焰光谱，并于1860年报导了著名的实验。证明把钠盐送入火焰会发射黄色的钠线；当钠光源照射含有NaCl的火焰时，又产生钠线的吸收，而这种发射或吸收的钠线，恰恰相当于太谱中弗兰霍夫D线，从而解释了太谱中暗线产生的原因。即：太阳高温部分辐射出来的光，经过低温部分时，被较冷原子蒸气所吸收，因而太阳连续光谱被暗线隔开。 尽管对原子吸收现象已经作了解释，但在很长一段时间这种现象只是停留在原子物理学家感兴趣的学术研究围。主要原因是未能找到一种测量积分吸收采取的较为实用的手段。 直到1955年，澳大利亚物理学家Alan Walshl（沃尔什）才发表了第一篇文章，提出了峰值测量原理，并指出原子吸收作为一种分析手段，将有广泛的分析实用价值。从此，原子吸收光谱分析法进入了划时代阶段。 特别是1965年Willis提出N2O—C2H2火焰应用之后，原子吸收法得到飞速发展。从分析20多种元素，增加到73种，被广泛应用于各个领域，成为近代分析领域里发展较快的分析技术之一。很多分析方法被列为国家标准方法。 二、特点 ⒈原子吸收光谱与紫外—可见吸收光谱的比较 ⒉特点 ①灵敏度高，检出线低 日常分析均能达到ppm级浓度围，如采用特殊手段可达到ppb级或ppt级，是一种较好

分析化学习题答案原子吸收光谱法

第六章原子吸收光谱法 基本要求：掌握以下基本概念：共振线、特征谱线、锐线光源、吸收线轮廓、通带、积分吸收、峰值吸收、灵敏度和检出限，掌握原子吸收的测量、AAS的定量关系及定量方法，了解AAS中的干扰及火焰法的条件选择，通过和火焰法比较，了解石墨炉法的特点。 重点：有关方法和仪器的基本术语。 难点：AAS的定量原理，火焰法的条件选择。 参考学时：4学时 部分习题解答 1、何谓原子吸收光谱法？它有什么特点？ 答：原子吸收光谱法是利用待测元素的基态原子对其共振辐射光(共振线)的吸收进行分析的方法。 它的特点是：(1)准确度高；(2)灵敏度高；(3)测定元素范围广；(4)可对微量试样进行测定；(5)操作简便，分析速度快。 2、何谓共振发射线？何谓共振吸收线？在原子吸收分光光度计上哪一部分产生共振发射线？哪一部 分产生共振吸收线？ 答：电子从基态激发到能量最低的激发态(第一激发态)，为共振激发，产生的谱线称为共振吸收线。当电子从共振激发态跃迁回基态，称为共振跃迁，所发射的谱线称为共振发射线。在原子吸收分光光度计上，光源产生共振发射线、原子化器产生共振吸收线。 3、在原子吸收光谱法中为什么常常选择共振线作分析线？ 答：(1)共振线是元素的特征谱线。(2)共振线是元素所有谱线中最灵敏的谱线。 4、何谓积分吸收？何谓峰值吸收系数？为什么原子吸收光谱法常采用峰值吸收而不应用积分吸收？ 答：原子吸收光谱法中，将光源发射的电磁辐射通过原子蒸汽时，被吸收的能量称为积分吸收，即吸收线下面所包围的整个面积。中心频率处的吸收系数称为峰值吸收系数。 原子吸收谱线很窄，要准确测定积分吸收值需要用高分辨率的分光仪器，目前还难以达到。 而，峰值吸收系数的测定只要使用锐线光源而不必使用高分辨率的分光仪器就可办到。 5、原子分光光度计主要由哪几部分组成？每部分的作用是什么？ 答：原子分光光度计主要由四部分组成：光源、原子化系统、分光系统和检测系统。 光源：发出待测元素特征谱线，为锐线光源。

第7章 原子吸收光谱法

第7章原子吸收光谱法 一、基本要求： 了解原子吸收光谱分析法的特点，学会原子吸收光谱仪的使用，掌握原子吸收光谱的定量分析方法。 二、讲授内容： 原子吸收光谱分析法的特点、基本原理、定量分析基础，原子吸收分光光度计的使用，原子吸收光谱法的实验技术。 §7.1 概述 1. 概述 原子吸收光谱法与可见、紫外分光光度法的基本原理相同，都是基于物质对光选择吸收而建立起来的一种光学分析法。区别在于吸光物质的状态不同：在可见、紫外分光光度法中，吸光物质是溶液中被测物质的分子或离子对光的选择吸收，在原子吸收光谱法中，吸光物质是待测元素的基态原子对光的选择吸收，这种光是由待测元素制成的空心阴极灯作为光源。 2. 特点 灵敏度高，选择性好，准确度高，分析速度快，应用范围广，测不同的元素需用不同的元素灯，而每种元素的操作条件也不相同。 §7.2 基本原理 1. 共振线和吸收线 从基态跃迁到最低激发态时的吸收线称为共振吸收线，再跃迁回基态时，则发射同样波长的光谱线，此谱线称为共振发射线。共振吸收线和共振发射线统称为共振线。 2.原子吸收光谱分析原理 空心阴极灯作为光源发射的特征谱线通过被测物质的原子蒸气时，原子中的外层电子将选择性地吸收该元素所发射的特征波长的谱线。这时透过原子蒸气的入射光将减弱，其减弱的程度与蒸气中该元素的浓度成正比，吸光度符合吸收定律： A=lg I0/I 根据这一关系可以用工作曲线法或标准加入法来测定未知溶液中某元素的含量。 §7.3 原子吸收分光光度计

原子吸收光谱仪的组成：由光源、原子化器、单色器和检测器组成。 空心阴极灯具有发射谱线窄、强度大、稳定等光谱特性，是原子吸收常用的光源。 原子化器是将试样中的待测元素转变成基态原子蒸气。常用原子化器分为火焰和无火焰两类，无火焰原子化装转置使用最多的是石墨炉，试样在石墨炉管中加热。使其原子化。 单色器一般使用光栅分光元件，单色器的操作参数主要是光谱通带(指单色器出射光束波长的范围)。 检测系统包括检测器、放大器和读数装置。检测器常用光电倍增管。 §7.4 原子吸收法的实验技术 1. 实验条件的选择 ① 吸收波长的选择；② 灯电流的选择；③ 火焰的选择，取决于待测元素的性质；④ 燃烧器的高度可通过实验确定；⑤ 光谱通带宽度的选择，以排除光谱干扰和具有一定的透光强度为原则。 2. 灵敏度和检出限 原子吸收分析的灵敏度指产生1%吸收(或吸光度为0.0044)时水溶液中某元素的浓度，其表达式为 S=/1%ml μg 0044 .01??×A c 式中：A 为试液的吸光度；c 为试液的浓度()。 1ml μg ??在非火焰法(石墨炉)中，常用绝对灵敏度表示。即在一定的实验条件下，某元素能产生1%吸收时和重量，以g·(1%)-1表示。其表达式为： S= 11%)(g 0044.0??×?A V c 式中V 为试液的体积(ml)。 原子吸收中检测限表达式为 )μg/ml (2m A c D σ ?= 精密度用相对标准偏差表示：RSD/%= %100×A σ 二、 重点与难点 1. 原子发射光谱的产生过程，原子发射光谱定量分析基础。

第四章 原子吸收光谱法

第三章原子吸收分光光度分析 单选题： 1.原子吸收光谱是由下列哪种粒子产生的？ （A）固体物质中原子的外层电子；（B）气态物质中基态原子的外层电子； （C）气态物质中激发态原子的外层电子；（D）气态物质中基态原子的内层电子。 2. 原子吸收光谱线的多普勒变宽是由下列哪种原因产生的？ （A）原子在激发态的停留时间；（B）原子的热运动； （C）原子与其他粒子的碰撞；（D）原子与同类原子的碰撞。 3. 原子吸收光谱线的洛仑兹变宽是由下列哪种原因产生的？ （A）原子在激发态的停留时间；（B）原子的热运动； （C）原子与其他粒子的碰撞；（D）原子与同类原子的碰撞。 4. 用原子吸收光度法测定钙时，加入EDTA是为了消除下述哪种物质的干扰？ （A）磷酸；（B）硫酸；（C）钠；（D）镁。 5. 在原子吸收光度法中，用氘灯法扣除背景是基于： （A）待测元素可以吸收氘灯的辐射强度；（B）待测元素不吸收氘灯的辐射强度； （C）待测元素对氘灯的辐射强度吸收很小，可以忽略不计； （D）待测元素的吸收随氘灯的辐射强度增强而增大。 6. 原子吸收光谱测定食品中微量砷，最好采用下列哪种原子化方法? （A）冷原子吸收；（B）空气-乙炔火焰；（C）石墨炉法；（D）气态氢化物发生法。 7. 原子吸收光谱测定污水中微量汞，最好采用下列哪种原子化方法? （A）化学还原冷原子化法；（B）空气-乙炔火烟；（C）石墨炉法；（D）气态氢化物发生法。 8. 与原子吸收光谱法相比，原子荧光光谱法： （A）要求光源发射强度高；（B）要求光源发射线窄； （C）要求单色仪分辨能力更强；（D）更适宜测高浓度样品。 9. 消除原子吸收光谱分析中的物理干扰一般用： （A）背景校正；（B）光源调制；（C）标准加入法；（D）加入缓冲剂。 10. 石墨炉法原子吸收分析，应该在下列哪一步记录吸光度信号： （A）干燥；（B）灰化；（C）原子化；（D）除残。 11. 作为原子吸收光谱分析的消电离剂，最有效的是： （A）Na；（B）K；（C）Rb；（D）Cs。 12. 空心阴极灯中对发射谱线宽度影响最大的因素是： （A）阴极材料；（B）填充气体；（C）灯电流；（D）阳极材料。 13. 原子吸收分析中，吸光度最佳的测量范围是： （A）0.1-0.5；（B）0.01-0.05；（C）0.6-0.8；（D）>0.9。