第十五章 原子吸收光谱
第十五章原子吸收光谱法
一、单项选择题（类型说明：每一道试题下面有A、B、C、D四个备选答案，请从中选择一个最佳答案。）
1.由原子无规则的热运动所产生的谱线变宽称为： ( )
A、自然变度
B、斯塔克变宽
C、劳伦茨变宽
D、多普勒变宽
2.原子吸收分析中,有时浓度范围合适,光源发射线强度也很高,测量噪音也小,但测得的校正曲线却向浓度轴弯曲,除了其它因素外,下列哪种情况最有可能是直接原因? ( ) A、使用的是贫燃火焰 B、溶液流速太大 C、共振线附近有非吸收线发射 D、试样中有干扰
3.在原子吸收分析的理论中,用峰值吸收代替积分吸收的基本条件之一是 ( )
A、光源发射线的半宽度要比吸收线的半宽度小得多
B、光源发射线的半宽度要与吸收线的半宽度相当
C、吸收线的半宽度要比光源发射线的半宽度小得多
D、单色器能分辨出发射谱线, 即单色器必须有很高的分辨率
4.在原子吸收分析中,由于某元素含量太高,已进行了适当的稀释,但由于浓度高,测量结果仍偏离校正曲线, 要改变这种情况,下列哪种方法可能是最有效的？ ( ) A、将分析线改用非共振线 B、继续稀释到能测量为止 C、改变标准系列浓度
D、缩小读数标尺
5.在电热原子吸收分析中,多利用氘灯或塞曼效应进行背景扣除,扣除的背景主要是
( ) A、原子化器中分子对共振线的吸收 B、原子化器中干扰原子对共振线的吸收
C、空心阴极灯发出的非吸收线的辐射
D、火焰发射干扰
6.原子吸收法测定易形成难离解氧化物的元素铝时,需采用的火焰为 ( )
A、乙炔-空气
B、乙炔-笑气
C、氧气-空气
D、氧气-氩气
7.空心阴极灯中对发射线半宽度影响最大的因素是 ( )
A、阴极材料
B、阳极材料
C、内充气体
D、灯电流
8.原子吸收光谱仪与原子发射光谱仪在结构上的不同之处是 ( )
A、透镜
B、单色器
C、光电倍增管
D、原子化器
9.下列哪种原子荧光是反斯托克斯荧光？ ( )
A、铬原子吸收359.35nm，发射357.87nm
B、铅原子吸收283.31nm，发射283.31nm
C、铅原子吸收283.31nm，发射405.78nm
D、铊原子吸收377.55nm，发射535.05nm
10.可以消除原子吸收法中的物理干扰的方法是 ( )
A、加入释放剂
B、加入保护剂
C、扣除背景
D、采用标准加入法
11.在原子吸收分析中,采用标准加入法可以消除 ( )
A、基体效应的影响
B、光谱背景的影响
C、其它谱线的干扰
D、电离效应
12.采用调制的空心阴极灯主要是为了 ( )
A、延长灯寿命
B、克服火焰中的干扰谱线
C、防止光源谱线变宽
D、扣除背景吸收
13.在原子吸收分析中, 有两份含某元素M 的浓度相同的溶液1和溶液2,在下列哪种情况下, 两份溶液的吸光度一样？ ( ) A、溶液2的粘度比溶液1大 B、除M外溶液2中还含表面活性剂
C、除M外溶液2中还含10mg/mLKCl
D、除M外溶液2中还含1mol/LNaCl溶液
14.影响原子吸收线宽度的最主要因素是 ( )
A、自然宽度
B、赫鲁兹马克变宽
C、斯塔克变宽
D、多普勒变宽
15.在原子吸收法中,能够导致谱线峰值产生位移和轮廓不对称的变宽应是 ( )
A、热变宽
B、压力变宽
C、自吸变宽
D、场致变宽 ( )
A、谱线干扰小
B、试样用量少
C、背景干扰小
D、重现性好
17.原子吸收分析对光源进行调制,主要是为了消除 ( )
A、光源透射光的干扰
B、原子化器火焰的干扰
C、背景干扰
D、物理干扰
18.下列原子荧光中属于反斯托克斯荧光的是 ( )
A、铬原子吸收359.35nm,发射357.87nm
B、铅原子吸收283.31nm,发射283.31nm
C、铟原子吸收377.55nm,发射535.05nm
D、钠原子吸收330.30nm,发射589.00nm
19.原子吸收法测定钙时,加入EDTA是为了消除下述哪种物质的干扰? ( )
A、盐酸
B、磷酸
C、钠
D、镁
20.原子吸收线的劳伦茨变宽是基于 ( )
A、原子的热运动
B、原子与其它种类气体粒子的碰撞
C、原子与同类气体粒子的碰撞
D、外部电场对原子的影响
21.在原子吸收法中,原子化器的分子吸收属于 ( )
A、光谱线重叠的干扰
B、化学干扰
C、背景干扰
D、物理干扰
22.下列哪种原子荧光是反斯托克斯荧光？ ( )
A、铬原子吸收359.35nm，发射357.87nm
B、铅原子吸收283.31nm，发射283.31nm
C、铅原子吸收283.31nm，发射405.78nm
D、铊原子吸收377.55nm，发射535.05nm
23.原子荧光法与原子吸收法受温度的影响比火焰发射小得多,因此原子荧光分析要克服主要困难是( )
A、光源的影响
B、检测器灵敏度低
C、发射光的影响
D、单色器的分辨率低
24.在石墨炉原子化器中,应采用下列哪种气体作为保护气？ ( )
A、乙炔
B、氧化亚氮
C、氢
D、氩
25.为了消除火焰原子化器中待测元素的发射光谱干扰应采用下列哪种措施？ ( )
A、直流放大
B、交流放大
C、扣除背景
D、减小灯电流
26.与原子吸收法相比,原子荧光法使用的光源是 ( )
A、必须与原子吸收法的光源相同
B、一定需要锐线光源
C、一定需要连续光源
D、不一定需要锐线光源
27.指出下列哪种说法有错误? ( )
A、原子荧光法中, 共振荧光发射的波长与光源的激发波长相同
B、与分子荧光法一样, 原子共振荧光发射波长比光源的激发波长长
C、原子荧光法中, 荧光光谱较简单, 不需要高分辨率的分光计
D、与分子荧光法一样, 原子荧光强度在低浓度范围内与荧光物质浓度成正比
28.为了消除火焰原子化器中待测元素的发光干扰,应采取的措施是 ( )
A、直流放大
B、交流放大
C、扣除背景
D、数字显示
29.在原子荧光法中,多数情况下使用的是 ( )
A、阶跃荧光
B、直跃荧光
C、敏化荧光
D、共振荧光
30.原子荧光的量子效率是指 ( )
A、激发态原子数与基态原子数之比
B、入射总光强与吸收后的光强之比
C、单位时间发射的光子数与单位时间吸收激发光的光子数之比
D、原子化器中离子浓度与原子浓度之比
31.在原子吸收测量中,遇到了光源发射线强度很高,测量噪音很小,但吸收值很低，难以读数的情况下,采取了下列一些措施,指出下列哪种措施对改善该种情况是不适当的 ( ) A、改变灯电流 B、调节燃烧器高度 C、扩展读数标尺 D、增加狭缝宽度
三、填空题（类型说明：请将正确答案填于试题预留的横线上。）
四、名词解释（类型说明：请将正确答案填于预留空白处。）
五、简答题（类型说明：把答案写在试题下方空白处。）
1.原子吸收分析中会遇到哪些干扰因素？简要说明各用什么措施可抑制上述干扰？
2.原子吸收分光光度计和紫外可见分子吸收分光光度计在仪器装置上有哪些异同点?为什么?
3.原子荧光光度计与原子吸收光度计的主要区别是什么？
4.为什么一般原子荧光光谱法比原子吸收光谱法对低浓度元素含量的测定更具有优越性？
5.简述原子吸收分析中利用塞曼效应扣除背景干扰的原理。(以吸收线调制法为例)
6.原子吸收光谱法中应选用什么光源？为什么？
7.光学光谱以其外形可分为线光谱、带光谱和连续光谱,试问可见吸收光谱法和原子吸收光谱法各利用何种形式的光谱进行测定?
8 原子吸收分光光度法所用仪器有哪几部分组成，每个主要部分的作用是什么？
9 原子吸收分光光度法有哪些干扰，怎样减少或消除。
六、计算题（类型说明：把答案写在试题下方空白处。）
1 在原子吸收光谱分析中，Zn的共振线为ZnI213.9nm，已知g l/g0=3，试计算处于3000K的热平衡状态下，激发态锌原子和基态锌原子数之比。
2．用原子吸收法测定元素M时。由未知试样得到的吸光度为0.435，若9毫升试样中加入1毫升100mg·L-1的M标准溶液，测得该混合液吸光度为0.835．问未知试液中M的浓度是多少？
3．测定镍时所得数据如下：应用标准加入法求出样品中的镍含量。
4. 用氘灯校正背景时，设单色仪的倒线色散率为7nm·mm-1，其出射狭缝与入射狭缝几何宽度均为0.1mm，若吸收线的半宽度为0.002nm，试计算：
（1）单色仪的有效带宽为多少nm？
(2) 线吸收最大使氘灯透射强度减少的百分数。
附：答案
第十四章原子吸收光谱
一、单项选择题
1、D；
2、C；3.、A；4.、A；5.、A；6.、B；7.、D；8.、D；9.、A；10、D；11、A；12、B；
13、C；14、D；15.、B；16、B；17、B；18、A；19、B；20、B；21、C；22、C；23、C；24、D；25、B；26、D；27、B；
二、多选题
三、填空题
四、名词解释
五、简答题
1、答：原子吸收分析中会遇到如下几种主要干扰:(a)光谱干扰，指光源谱线不纯及火焰中吸收谱线的干扰。前者主要是由于空心阴极灯阴极材料不纯或相邻谱线太靠近引起的。解决的办法是纯化材料或选择其他谱线；而后者主要是试样中的杂质元素的吸收引起的，可采用化学分离方法予以消除。(b)物理干扰，主要是由于试样的物理性质及测试中的其它因素引起的，如提升量、温度、雾化率等，解决的办法是选择最佳实验条件。(c)化学干扰，包括
低电离电位元素的电离干扰，火焰中难熔化合物形成等，解决的办法可选用合适的缓冲剂，释放剂以及稀释剂等。
2、答：二种分光光度计均由光源、单色器、吸收池（或原子化器）、检测器和记录仪组成。但在设计位置上是不同的。单色器放在原子化器后面是为了避免火焰中非吸收光的干扰。 ┏━━┓ ┏━━━━┓ ┏━━━┓ ┏━━┓ ┏━━┓
前者 ┃光源┃→┃原子化器┃→┃单色器┃→┃检测┃→┃记录┃
┗━━┛ ┗━━━━┛ ┗━━━┛ ┗━━┛ ┗━━┛
┏━━┓ ┏━━━┓ ┏━━━┓ ┏━━┓ ┏━━┓
后者 ┃光源┃→┃单色器┃→┃吸收池┃→┃检测┃→┃记录┃
┗━━┛ ┗━━━┛ ┗━━━┛ ┗━━┛ ┗━━┛
3、答：原子荧光仪采用高强度空心阴极灯或无极放电灯等强度更大的光源；光路垂直（避免光源射线进入检测器）。
4、答：原子荧光光谱法:I f =k’I 0即荧光强度与入射光强度I 0成正比,故采用强光源可提高荧光测定的灵敏度。原子吸收光谱法:A =lg(I 0/I )=εbc, 若增强I 0,则透过光强I 按比例增加,不能提高灵敏度。再者,荧光法是在与入射光垂直的方向上测量I f ,无入射光干扰,即使很弱的荧光信号也可以测量。而吸收法实际测量lg[I 0/(I 0-I a )],浓度很低时,吸收光强I a 很小,吸光度A 趋于零,使测量无法进行。
5、答：(1)在吸收线调制法中, 磁场加于原子化器上,磁场方向垂直于入射光,在光源与吸收池间加有旋转偏振器。(2)根据塞曼效应,原子化器蒸气原子谱线在磁场作用下分裂成π和两种偏振成分。π线平行于磁场方向,波长不变,σ线与磁场垂直,波长分别增加和减小(λ±?σ)。(3)空心阴极灯发射的谱线经旋转偏振器,分成与磁场平行(P ∥)和垂直(P ⊥)的两个线偏振光束,两者波长相同,偏振面不同,二者交替地通过吸收池。(4)试样蒸气原子谱线的π线只吸收P ∥不吸收P ⊥,但背景对P ∥和P ⊥均有吸收。σ线只吸收P ⊥,但由于波长相差±?λ,故吸收极弱,可忽略不计。(5)由于π和σ波长相距很小(约0.06 ),故可认为二者的背景吸收系数相等, 而且P ∥和P ⊥两束偏振光均来自同一光源,故光强相同。因此,通过电子学方法,从π线加背景对P ∥的吸收中减去背景对P ⊥的吸收, 即可得到试样的真实吸收,以达到扣除背景的目的。
6、答：应选用能发射锐线的光源，如空心阴极灯；因为原子吸收线的半宽度约为10-3nm
7、答：可见吸收光谱法主要利用带光谱测定,原子吸收光谱法主要利用线光谱测定。 A 。
8、答：单光束原子吸收分光光度计由光源、原子化器、单色器和检测系统四部分组成。
光源：发射待测元素的特征谱线，供吸收测量用。
原子化器：将被测试样气化分解，产生气态的基态原子，以便吸收待测谱线。
分光系统(单色器)：将欲测的谱线发出并投射到检测器中，滤除其它非吸收谱线的干扰。
检测系统：使光信号转化为电信号，经过放大器放大，输入到读数装置中进行测量。(1)光电元件――把来自分光系统的光吸收信号转变成便于放大、读数的电信号；(2)放大器――将电信号放大，并有效消除火焰中待测元素热激发自发发射的干扰；(3)读数装置――读出透光率或吸光度。
9、答：干扰有以下几种：
光谱干扰：由于原子吸收光谱较发射光谱简单，谱线少，因而谱线相互重叠的干扰少，绝大多数元素的测定相互之间不会产生谱线重叠的光谱干扰，但仍有少数元素相互间会有某些谱线产生干扰。消除方法：改用其它吸收线作分析线。
电离干扰：原子失去一个电子或几个电子后形成离子，同一元素的原子光谱与其离子光谱是不相同的。所以中性原子所能吸收的共振谱线，并不被它的离子吸收。火焰中如果有显著数量的原子电离，将使测得的吸收值降低。消除方法：加入电离缓冲剂，抑制电离的干扰。
化学干扰：指火焰中由于待测元素与试样中的共存元素或火焰成分发生反应，形成难挥发或难分解的化合物而使被测元素的自由原子浓度降低而导致的干扰。常见的化学干扰可分为阳离子干扰和阴离子干扰。消除方法：采用温度较高的火焰可以消除或减轻形成难挥发化合物所造成的干扰，也可以用加入“释放剂”的办法消除干扰。
背景干扰：背景干扰主要来自两个方面；一是火焰或石墨炉中固体或液体微粒及石墨炉管壁对入射光的散射而使透射光减弱，这种背景称为光散射背景；另一来源是火焰气体和溶剂等分子或半分解产物的分子吸收所造成的背景干扰。消除方法：改用火焰(高温火焰)；采和长波分析格；分离和转化共存物；扣除方法（用测量背景吸收的非吸收线扣除背景，用其它元素的吸收线扣除背景，用氘灯背景校正法和塞曼效应背景校正法）。
六、计算题
1、解：：
2、解：标准加入法
解得c x =9.81mg·L -1
3、解：此系标准加入法，但空白视为一个样品，亦需作标准加入线，分别求出Fe 含量，然后相减，或将两条线作在一张图上，直接取差值。
V 空白=0.2，V 样品=0.9143，V 实际=V 样品–V 空白=0.714
c k 0=0.700 c x =0.714/200=3.57×10-3μg·mL -1
??
???=+?+?===835.01910019435.021x x c k A kc
A
4、解：(1)单色仪的有效带宽为W=7×0.1=0.7nm
(2) 0.002/0.7=0.3%