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原子吸收光譜法 Atomic Absorption Spectrometry (AAS),2019年7月8日星期一,邢 志,實驗技術,一、歷史 原子吸收光譜法是一種基于待測基態(tài)原子對特征譜線的吸收而建立的一種分析方法。這一方法的發(fā)展經(jīng)歷了3個發(fā)展階段： 1、原子吸收現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn) 1802年Wollaston發(fā)現(xiàn)太陽光譜的暗線； 1859年Kirchhoff和Bunson解釋了暗線產(chǎn)生的原因；,概 述,暗線是由于大氣層中的鈉原子對太陽光選擇性吸收的結果：,2、空心陰極燈的發(fā)明 1955年Walsh發(fā)表了一篇論文“Application of atomic absorption spectrometry to analytical chemistry”,解決了原子吸收光譜的光源問題，50年代末 Varian 和 PerkinElmer公司先后推出了原子吸收商品儀器。,Varian Model AA-4 Circa 1966,1952-53 瓦里安終生顧問、澳洲人 Alan Walsh先生發(fā)表了原子吸收分析的突破性論文 1960 世界上第一臺商品化的原子吸收問世 1966 第一次采用氧化亞氮/乙炔火焰原子吸收 1971 世界上第一臺縱向加熱石墨爐 1971 首先發(fā)展Zeeman 背景校正技術，并獲專利 1981 首家實現(xiàn)操作自動化 1984 第一臺連續(xù)氫化物發(fā)生器 1990 推出世界上最先進的Mark VI 火焰燃燒頭 1992 Varian-OSI 獲得 ISO-9001 質(zhì)量認證證書 1995 獨家推出在線火焰自動進樣器（SIPS8） 1998 世界上第一臺快速分析火焰原子吸收220FS 2002 世界上第一套實現(xiàn)火焰和石墨爐同時分析的原子吸收光譜儀,Varian AAS 的發(fā)展史,1、靈敏度高（火焰法：1 ng/ml；石 墨爐：100-0.01 pg ) 2、準確度好（火焰法：RSD 1%，石墨爐 ：3-5%） 3、選擇性高（可測元素達70個，相互干擾很?。?缺點：不能多元素同時分析,二、原子吸收光譜法的特點,實驗技術,原子吸收是一個受激吸收躍遷的過程。當有輻射通過自由原子蒸氣，且入射輻射的頻率等于原子中外層電子由基態(tài)躍遷到較高能態(tài)所需能量的頻率時，原子就產(chǎn)生共振吸收。原子吸收分光光度法就是根據(jù)物質(zhì)產(chǎn)生的原子蒸氣對特定波長光的吸收作用來進行定量分析的。 原子吸收光的波長通常在紫外和可見區(qū)。,共振吸收,一、原子吸收光譜的產(chǎn)生,當光源發(fā)射的某一特征波長的輻射通過原子蒸氣時，被原子中的外層電子選擇性地吸收，使透過原子蒸氣的入射輻射強度減弱，其減弱程度與蒸氣相中該元素的原子濃度成正比。當實驗條件一定時，蒸氣相中的原子濃度與試樣中該元素的含量(濃度)成正比。因此，入射輻射減弱的程度與試樣中該元素的含量(濃度)成正比。其定量關系式是：,式中：A吸光度； I0入射輻射強度； I透過原子蒸氣吸收層的透射輻射強度； K吸收系數(shù)； c樣品溶液中被測元素的濃度； L原子吸收層的厚度。,當在一定條件下達到熱平衡后，處在激發(fā)態(tài)和基態(tài)的原子數(shù)的比值遵循Boltzman分布：,Ni, N0 激發(fā)態(tài)和基態(tài)原子數(shù) gi， g0 激發(fā)態(tài)和基態(tài)統(tǒng)計權重 K Boltzman常數(shù) T 熱力學溫度 Ei 激發(fā)能,二、原子吸收線的輪廓,2. Dopple 變寬 由于原子的熱運動而引起的變寬,D=,K,Boltzmann常數(shù),光速,C,m,原子質(zhì)量,若用M（原子量）代替m, 則:,m=1.660510-24M,3、壓力變寬 壓力變寬指壓力增大后，原子之間相互碰撞引起的變寬。分為： Lorentz 變寬：指被測元素原子和其它粒子碰撞引起的變寬（ 10-3 nm )； Holtsmart 變寬：指同種原子碰撞引起的變寬。在原子吸收法中可忽略。 4、原子吸收線的輪廓 綜合上述因素，實際原子吸收線的寬度約為10-3 nm 數(shù)量級,三、原子吸收光譜的測量 1、積分吸收 吸光原子數(shù) No 越多，吸光曲線面積越大（峰越高），因此，理論上積分吸收與 No 呈正比：,1 2 3 4 5 6 7 8 9 10,10-3 nm, (10-3 nm),需要一個分光系統(tǒng)，譜帶寬度為 0.0001 nm, 且連續(xù)可調(diào),K ,0.0001 nm,關鍵性難題 通常光柵可分開0.1 nm，要分開0.01 nm 的兩束光需要很昂貴的光柵；要分開兩束波長相差0.0001 nm 的光，目前技術上 仍難以實現(xiàn)； 此外，即使光柵滿足了要求，分出的光也太弱，難以用于實際測量。,根據(jù)吸收定律，有： I = Io e-K L,當在原子吸收線中心頻率附近一定頻率范圍測量時，則, ,e-k L I d , I d ,= lg,= 0.43 ko L,若令： k = ko,A = K C,原子吸收光譜分析的基本關系式：,吸光度,常數(shù) 濃度,A= lg,Io I,值得指出的是，上式假定 No = C （1）由于基體成分的影響和化學干擾影響原子化過程，上式不成立，導致曲線彎曲； （2）對易電離的物質(zhì)，溫度較高時Ni很大，Boltzmann分布中Ni/No增大，影響曲線彎曲； （3）發(fā)射光源的輻射半寬度要小于吸收線寬度，因此光源溫度不能高。,A,C,0,思考題,如果光源輻射寬度比原子吸收線寬，原子吸收測量能否進行？ 你已經(jīng)知道了原子吸收光譜分析的原理，你認為要用此原理實現(xiàn)原子濃度的測量方法，需要那些儀器組件？,為什么要采用銳線光源？,實驗技術,原子吸收光譜分析的儀器包括四大部分 光源 原子化器 單色器 檢測器,銳線 （發(fā)射線半寬 吸收線半寬） 高強度 穩(wěn)定 （30分鐘漂移不超過1%） 背景低 （低于特征共振輻射強度的1%）,一、光源 光源的作用是發(fā)射被測元素的特征共振輻射 對光源的基本要求是：,空心陰極燈的發(fā)光是輝光放電，放電集中在陰極空腔內(nèi)。將空心陰極燈放電管的電極分別接在電源的正負極上，并在兩極之間加以幾百伏電壓后，在電場的作用下，從陰極發(fā)出的電子向陽極作加速運動，電子在運動中經(jīng)常與載氣原子發(fā)生非彈性碰撞，產(chǎn)生能量交換，載氣原子引起電離并放出二次電子，使電子與正離子數(shù)目增加。正離子從電場中獲得能量并向陰極作加速運動，當正離子的動能大于金屬陰極表面的晶格能時，正離子碰撞在金屬陰極表面就可以將原子從晶格中濺射出來。陰極表面受熱，也要導致其表面元素的熱蒸發(fā)。濺射與蒸發(fā)出來的原子進入空腔內(nèi)，再與電子、原子、離子等發(fā)生非彈性碰撞而受到激發(fā)，發(fā)射出相應元素的特征的共振輻射。,高溫 溫度梯度 低溫,自吸 自蝕,o,o,o,原子吸收分析中需要研究的條件之一：,燈電流的選擇,二、原子化器 原子化器的功能是提供能量，使試樣干燥、蒸發(fā)和原子化。,兩種類型,火焰原子化 石墨爐原子化,1、火焰原子化 由火焰提供能量，在火焰原子化器中實現(xiàn)被測元素原子化。 對火焰的的基本要求是：,溫度高 穩(wěn)定 背景發(fā)射噪聲低 燃燒安全,霧化器通過毛細管將溶液吸入，液流通過文丘里管撞在撞擊球上，將溶液打碎，成為不同大小的霧滴。霧化室將大的霧滴濾除，剩下的小霧滴與火焰氣體混合。霧化室對于霧化氣與燃氣混合起到十分關鍵的作用。然后，混合氣到達燃燒頭。為得到最大靈敏度，使空芯陰極燈所發(fā)出的光盡可能多地通過火焰是十分必要的。因此如要得到某種元素的 最高靈敏度，必須調(diào)整燃燒頭的位置是該被分析元素的自由原子在火焰中最密集的部分與光路重合。所有原子吸收儀都有調(diào)節(jié)燃燒頭高度、前后及角度的機構，通過調(diào)整可得到最大吸光度。在火焰底部，溶劑被蒸發(fā)掉，樣品成為非常小的固體顆粒，進而形成基態(tài)自由原子出現(xiàn)在光路中。,火焰原子化系統(tǒng)將被分析溶液轉化成自由基態(tài)原子并置于光路中。通常的方法是用霧化器將樣品霧化，用霧化室將較大的霧滴濾除掉。,直接燃燒型：,助燃氣 燃氣,霧化效率低 背景影響大,預混合型原子化器,燃氣,助燃氣,試樣,預混合室,燃燒器,廢液排放口,霧化器,霧化器 混合室 燃燒器,（1）氣溶膠產(chǎn)生 霧化過程的關鍵是要產(chǎn)生直徑足夠小的氣溶膠。對氣動霧化器，產(chǎn)生氣溶膠的平均直徑與下列因素有關：,當液體流量小，Qg/QL 5000，第一項起支配作用 當液體流量大，Qg/QL 5000，第二項起支配作用 平均直徑均在10-20 m 之間。,據(jù)實驗： do 30 m 在火焰中通過 30 mm 才脫溶劑 因此應創(chuàng)造條件，產(chǎn)生直徑小于10 m 的氣溶膠,IO,超聲霧化產(chǎn)生的氣溶膠平均直徑分布范圍窄，直徑小，霧化效率高。但記憶效應大。 超聲霧化的氣溶膠直徑計算公式為：,F 超聲頻率,火焰原子吸收的靈敏度目前受霧化效率制約，因為目前商品霧化器的霧化效率小于15%。,（2）燃燒過程 兩個關鍵因素： 燃燒溫度 火焰氧化-還原性,燃燒溫度由火焰種類決定：,燃氣 助燃氣 溫度（K） 乙炔 空氣 2500 笑氣 3000 氫氣 空氣 2300,火焰的氧化-還原性 火焰的氧化-還原性與火焰組成有關 化學計量火焰 貧燃火焰 富燃火焰 燃氣=助燃氣 燃氣助燃氣 中性火焰 氧化性火焰 還原性火焰 溫度 中 溫度 低 溫度 高 適于多種元素 適于易電離元素 適于難解離氧化物,火焰的氧化-還原性還與火焰高度有關 火焰高度增加，氧化性增加 火焰高度對不同穩(wěn)定性氧化物的影響,原子吸收分析中需要研究的條件之二： 火焰原子化條件的選擇 火焰類型 燃氣-助燃氣比例 測量高度,2、石墨爐電熱原子化,6mm 4mm,30 mm,石墨爐外型,常用的非火焰原子化器是管式石墨爐原子化器，管式石墨爐是用石墨管做成，是將樣品用進樣器定量注入到石墨管中，并以石墨管作為電阻發(fā)熱體，通電后迅速升溫，使試樣達到原子化的目的。它由加熱電源、保護氣控制系統(tǒng)和石墨管狀爐組成。外電源加于石墨管兩端，供給原子化器能量，電流通過石墨管產(chǎn)生高達3000的溫度，使置于石墨管中被測元素變?yōu)榛鶓B(tài)原子蒸氣。保護氣控制系統(tǒng)是控制保護氣的，儀器啟動，保護氣Ar氣流通，空燒完畢，切斷Ar氣流。外氣路中的Ar氣沿石墨管外壁流動，以保護石墨管不被燒蝕，內(nèi)路的Ar氣從管兩端流向管中心，由管中心孔流出，以有效地除去在干燥和灰化過程中產(chǎn)生的基體蒸氣，同時保護已經(jīng)原子化了的原子不再被氧化。在原子化階段，停止通氣，以延長原子在吸收區(qū)內(nèi)的平均停留時間，避免對原子蒸氣的稀釋。,在石墨爐原子化系統(tǒng)中，火焰被置于氬氣環(huán)境下的電加熱石墨管所代替。氬氣可防止石 墨管在高溫狀態(tài)下迅速氧化并在干燥、灰化階段將基體組份及其它干擾物質(zhì)從光路中除 去。少量樣品（1至70 mL, 通常在 20 mL左右）被加入熱解涂層石墨管中。石墨管上的熱解涂層可有效防止石墨管的氧化，從 而延長石墨管的使用壽命。同時，涂層也可防止樣品侵入石墨管從而提高靈敏度和重復 性。 石墨管被電流加熱，電流的大小由可編程控制電路控制，從而在加熱過程中可按 一系列升溫步驟對石墨管中的樣品進行加熱，達到除去溶劑和大多數(shù)基體組份然后將樣 品原子化產(chǎn)生基態(tài)自由原子。分子的分解情況取決于原子化溫度、加熱速率及熱石墨管 管壁周圍環(huán)境等因素。 石墨管中的樣品得以完全原子化，并在光路中滯留較長時間（相對火焰法而言）。因而 該方法可是靈敏度大大提高，使檢出限降低到ppb級。主要原因是在測量時，溶劑不復存在，也沒有火焰原子化系統(tǒng)那樣，樣品被氣體稀釋的情況出現(xiàn)。雖然基態(tài)自由原子仍然 會被干擾，但卻呈現(xiàn)出與火焰原子化系統(tǒng)所不同的特性。通過正確地選擇分析條件、化 學基體改進劑更易于控制石墨爐原子化過程。由于采用石墨爐技術可對眾多基體類型的 樣品進行直接分析，從而可減少樣品制備過程所帶來的誤差。同時，石墨爐技術可實現(xiàn) 無人監(jiān)管全自動分析。,石墨爐的優(yōu)點是：試樣原子化效率高，不被稀釋，原子在吸收區(qū)域平均停留時間長，靈敏度比火焰法高。石墨爐加熱后，由于有大量碳存在，還原氣氛強；石墨爐的溫度可調(diào)，如有低溫蒸發(fā)干擾元素，可以在原子化溫度前分餾除去。樣品用量少，并且可以直接固體進樣。原子化溫度可以自由調(diào)節(jié)，因此可以根據(jù)元素的原子化溫度不同，選擇控制溫度。 石墨爐的缺點是：裝置復雜。樣品基體蒸發(fā)時，可能造成較大的分子吸收，石墨管本身的氧化也會產(chǎn)生分子吸收，石墨管等固體粒子還會使光散射，背景吸收大，要使用背景校正器校正。管壁能輻射較強的連續(xù)光，噪聲大。因為石墨管本身的溫度不均勻，所以要嚴格控制加入樣品的位置，否則測定重現(xiàn)性不好，精度差。,平臺的作用是推遲樣品原子化的時間，使原子化在石墨管達到穩(wěn)定高溫狀態(tài)時發(fā)生。其 好處是在較高溫度下，可減少干擾及背景。,熱解平臺是一片固體熱解涂層石墨，中央有一可盛40mL樣品的凹槽。平臺可安裝在石墨管中。石墨管與平臺只在平臺邊沿部分與石墨管管壁保持最少的接觸點。,但平臺的使用有一定局限性，一是最大進樣量只能到40mL；再者，平臺的安裝，略微降低了光通量因此需要仔細調(diào)整石墨爐爐體的位置，盡量是光通量最大；編程時溫度需 略微高一些，同時所得結果的托尾現(xiàn)象也較嚴重。因此，在管壁法能滿足要求時應盡量 采用管壁法。,熱解石墨涂層,無涂層管,熱解涂層,涂層平臺,石墨爐特性 ： （1）自由原子在吸收區(qū)停留時間長，達火焰的103倍 （2）原子化在Ar氣氣氛中進行，有利于氧化物分解 （3）原子化效率高，檢出限比火焰低 （4）樣品量小 缺點：基體干擾管壁的時間不等溫性管內(nèi)的 空間不等溫性 實現(xiàn)等溫原子化的措施： （1）采用里沃夫平臺,Atomize,Ash,Dry,Time,Protective Sheath Gas Pyrolytic Graphite Coating,GTA-100 石墨爐結構示意圖,水冷,氣體出口,光路,密封的石英窗,惰性氣體,密封,PSD石墨爐自動進樣器,（2）提高升溫速率 石墨爐原子化采用程序升溫過程,程序 干燥 灰化 原子化 清除 溫度 稍高于沸點 800度左右 2500度左右 高于原子化溫 度200度左右 目的 除去溶劑 除去易揮發(fā) 測量 清除殘留物 基體有機物,T,t,干燥,灰化,原子化,清除,石墨爐程序通常有下列三個步驟： 干燥： 當樣品被注入到石墨管中后，石墨管被升溫至溶劑的沸點附近（略低于沸點通常為 80 200oC）。溶劑被蒸發(fā)，樣品在石墨管管壁（或平臺）表面形成一固體薄膜。 灰化： 在該步驟中，溫度升到一定溫度，盡可能多地除掉基 體物質(zhì)，同時不能使被分析元 素受到損失。灰化 溫度通常在350 - 1600oC?；一A段，固體物質(zhì)被分解，使被分析元素成為難熔組份，如氧化物。 原子化： 第三步是原子化階段，溫度從灰化溫度迅速升到原子化高溫狀態(tài)，使灰化階段所剩下的物質(zhì)分解、蒸發(fā)，形成自由原子基態(tài)云，出現(xiàn)在光路中。原子化溫度的高低，取決于被 分析元素的揮發(fā)性，通常在1800oC（鈣）到3000oC（硼）之間。,石墨爐升溫程序中干燥階段的參數(shù)設置是否合理，對是否能夠得到最佳分析信號及最好精度，是至關重要的。在分析過程中，對不同特性的樣品，可能需要通過試驗觀察不同干燥時間及溫度下所得結果，來找到最佳參數(shù)。樣品必須恒定地沉積在熱解石墨管或石墨管平臺上，得以充分干燥而又不損失或浸入石墨管的石墨層內(nèi)，因此作為方法研究的一個重要環(huán)節(jié)就是觀察樣品的干燥情況，以正確地設置干燥參數(shù)。 采用石墨爐方法分析樣品比用火焰法要花費更長時間，且所能分析的元素數(shù)量也較火焰法少。但由于石墨爐法可大大提高元素分析的靈敏度，因而應用領域廣泛。,原子吸收分析中需要研究的條件之三： 石墨爐原子化條件的選擇 灰化、原子化 條件的選擇,思考題 原子吸收空心陰極燈發(fā)射的是寬度很窄的銳線，也是待測元素的特征譜線，因此分光系統(tǒng)可以省略，這種說法對不對?,3、低溫原子化 低溫原子化是利用某些元素自身或其氫化物在低溫下的易揮發(fā)性實現(xiàn)原子化的。例如 AsO33- +BH4- + H+ AsH3,AsH3,+,_,三 、分光器,作 用 將所需要的共振吸收線分離出來 部 件 狹 縫、反射鏡、色散元件 要 求 能分辨開 Ni 三線 Ni 230.003 nm Ni 231.603 nm Ni 231.096 nm,1.600 nm 0.507 nm,四、檢測系統(tǒng) 作用 檢測光信號的強度 部件 光電倍增管 要求 足夠的光譜靈敏度,光譜范圍 打拿極數(shù) 工作電壓,日光,思考題： （1）光電倍增管接受光源信號的同時，也接收日光信號，怎樣區(qū)分這兩種信號？ （2）光電倍增管檢測待測原子吸收信號的同時，也檢測火焰中分子發(fā)射信號，怎樣區(qū)分這兩種信號？,光源調(diào)制：,因此，采用 脈沖光源 交流放大器 可以消除直流發(fā)射線的影響。,實驗技術,物理干擾 化學干擾 電離干擾 光譜干擾,一、物理干擾 指試樣在蒸發(fā)和原子化過程中，由于其物理特性如黏度、表面張力、密度等變化引起的原子吸收強度下降的效應。它是非選擇性干擾。,消除物理干擾的方法： 1、配置相似組成的標準樣品； 2、采用標準加入法：,C0 C1 C2 C3 C4 C5,A,C0 C1 C2 C3 C4 C5,Cx,二、化學干擾 液相或氣相中被測原子與干擾物質(zhì)間相成熱力學穩(wěn)定的化合物，影響原子化過程?；瘜W干擾是一種選擇性干擾 。,包括： 分子蒸發(fā) 待測元素形成易揮發(fā)鹵化物和某些氧化物，在灰化溫度下蒸發(fā)損失； 形成難離解的化合物（氧化物、炭化物、磷化物等） 氧化物 較難原子化的元素： B、Ti、Zr、V、Mo、Ru、Ir、Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、U 很難原子化的元素： Os、Re、Nd、Ta、Hf、W,炭化物 Be、B、Al、Ti、Zr、V、W、Si、U 稀土等形成難揮發(fā)炭化物 磷化物 Ca3PO4 等,消除化學干擾的方法： 高溫原子化 Ca3PO4 加入釋放劑 La、Sr釋放Ca3PO4 加入保護劑 8-羥基喹啉 加入基體改進劑 NaCl + NH4NO3 = NaNO3 + NH4Cl,通?？梢圆捎脦追N方法來克服或抑制化學干擾，如采用化學分離、使用高溫火焰、在試液（及標液）中添加一種釋放劑、加入保護劑、使用基體改進劑等。在以上這些方法中，有時可以單獨使用一種方法，而有時需要幾種方法聯(lián)用。,化學干擾不只是決定于被測元素及其伴隨物的互相影響，而且與霧化器的性能，燃燒器的類型、火焰的性質(zhì)、以及觀測點的位置都有關系，所以原子吸收分析中的干擾對條件的依賴性很強，一定要具體情況具體分析，不能一概而論。,三、電離干擾 指高溫電離而使基態(tài)原子數(shù)減少，引起原子吸收信號下降的現(xiàn)象。被測元素濃度越大，電離干擾越小。,消除辦法：加入消電離劑。 消電離劑為堿金屬元素。例如Ca測定在高溫下產(chǎn)生電離現(xiàn)象，加入KCl可消除： K K+ + e Ca+ + e Ca,四、光譜干擾,吸收線重疊 光譜通帶內(nèi)存在非吸收線 原子化器內(nèi)直流發(fā)射干擾 背景吸收（分子吸收、光散射）,當采用銳線光源和交流調(diào)制技術時，前三種因素一般不予考慮，主要考慮分子吸收和光散射的影響，它們是形成光譜背景的主要因素。 光散射-是由于原子化過程中產(chǎn)生的固體顆粒對光的散射造成的； 分子吸收-是由于原子化過程中生成的氧化物及鹽類對輻射的吸收造成的。,NaI,NaCl,NaF,200 250 300 350 400,波長 nm,A,五、背景校正的方法,A,AB,AT = A + AB A = AT - AB,1、鄰近非共振線校正法,分析線,非共振線,2、氘燈扣除背景法,氘燈 AD = AB 空心陰極燈 AT = A + AB 凈原子吸收 A = AT - AD,2 nm,空心陰極燈,原子化器,棱鏡,光電管,氘燈,氘燈扣除背景光路圖,3、Zeeman 效應扣除背景法,-,+,平行磁場,垂直磁場,垂直磁場,塞曼扣背景優(yōu)點 其最主要的一個優(yōu)點是背景的扣除準確地在被分析元素的共振譜線處進行，且只需一個 光源。 波長覆蓋整個波長范圍； 可準確扣除結構背景； 可 扣 除某些譜線干擾； 背景校正速度快，提高了扣背景的準確性； 可扣除高背景吸收； 塞曼扣背景也存在兩個缺點： 校正曲線向下翻轉 在較高濃度時，校正曲線通常是趨于某一極限值。但在塞曼系統(tǒng)中，校正曲線（采用峰 高法）可能出現(xiàn)向下翻轉的情況（依據(jù)波長不同彎曲程度不一），這樣就會有兩個濃度 值對應同一個吸光度值的現(xiàn)象發(fā)生。,校正曲線向下翻轉現(xiàn)象 為防止此類情況的發(fā)生，在實踐中，需對每種元素在不同的波長條件下所允許的最大吸光度值作出限定，所有測量必須在該值以下進行。,實驗技術,樣品制備第一步是取樣，取樣一定要具有代表性。取樣量大小要適當，取樣量過小，不能保證必要的測定精度和靈敏度，取樣量太大，增加了工作量和實際的消耗量。取樣量的大小取決于試樣中被測元素的含量、分析方法和所要求的測量精度。 在樣品制備過程中的一個重要的問題就是要防止玷污。污染是限制靈敏度和檢出限的重要原因之一，主要污染來源是水、大氣、容器和所用的試劑。即使最純的離子交換水，仍含有10-710-9%的雜質(zhì)。在普通的化學實驗室中，空氣中常含有Fe、Cu、Ga、Mg、Si等元素，一般來說，大氣污染是很難校正的。容器污染程度視其質(zhì)料、經(jīng)歷而不同，且隨溫度升高而增大。對于容器的選擇要根據(jù)測定的要求而定，容器必需洗凈，對于不同容器，應采取各自合適的洗滌方法。 避免損失是樣品制備過程中的又一個重要問題。濃度很低（小于1g/mL）的溶液，由于吸附等原因，一般說來是不穩(wěn)定的，不能作為儲備溶液，使用時間最好不要超過12天。作為儲備溶液，應該配置濃度較大（例如1000g/mL以上的溶液）。無機儲備液或試樣溶液置放在聚乙烯容器里，維持必要的酸度，保存在清潔、低溫、陰暗的地方。有機溶液在儲存過程中，應避免它與塑料、膠木瓶蓋等直接接觸。,1、樣品制備,2、標準樣品的配制,標準樣品的組成要盡可能接近未知試樣的組成。溶液中總含鹽量對霧珠的形成和蒸發(fā)速度都有影響，其影響大小與鹽類性質(zhì)、含量、火焰溫度、霧珠大小有關，因此當含鹽量在0.1%以上時，在標準樣品中也應加入等量的同一鹽類，以期在噴霧時和在火焰中發(fā)生的過程相似。在石墨爐高溫原子化時，樣品中痕量元素與基體元素的含量比對測定的靈敏度和檢出限有重要影響，因此，對樣品中的含鹽量也應控制，一般希望痕量元素與基體元素的含量比能達到0.1g /g。,標準溶液的濃度下限，取決于檢出限。從測定精度的觀點出發(fā)，合適的濃度范圍應該是在能產(chǎn)生0.20.8單位吸光度或1565透過率之間的濃度。,3、樣品預處理,原子吸收光譜分析通常是溶液進樣，被測樣品需事先轉化為溶液樣品。預處理方法與通常的化學分析相同，要求試樣分解完全，在分解過程中不能引入沾污和造成待測組分的損失，所用試劑及反應產(chǎn)物對后續(xù)測定應無干擾。 分解試樣最常用的方法是用酸溶解和堿熔融，近年來微波溶樣法獲得了廣泛的應用。通常采用稀酸、濃酸或混合酸處理，酸不溶物質(zhì)采用熔融法。無機試樣大都采用此類方法。有機試樣通常先進行灰化處理，以除去有機物基體?；一幚碇饕殖筛煞ɑ一蜐穹ㄏ瘍煞N。對于易揮發(fā)性元素（如Hg、As、Gd、Pb、Sb、Se等），不能采用干法灰化，因為這些元素在灰化過程中損失嚴重?；一蟮臍埩粑镌儆煤线m的酸溶解。,干法灰化：是在較高的溫度下，用氧來氧化樣品。準確稱取一定量的樣品，放在石英坩堝或鉑坩堝中，于80150低溫加熱趕去大量有機物，然后放于高溫爐中，加熱至450550進行灰化處理。冷卻后，再將灰分用HNO3，HCl或其他溶劑進行溶解，如有必要，則加熱溶液以使殘渣溶解完全。轉移到容量瓶中，稀釋溶液至刻度。 濕法消化法是樣品在升溫下用合適的酸加以氧化。最常用的是鹽酸+硝酸法、硝酸+高氯酸法或硫酸+硝酸等混合酸法。若用微波溶樣技術，可將樣品放在聚四氟乙烯燜罐中，于專用微波爐中加熱消化樣品。至于采用何種混酸消化樣品，需視樣品類型而定。,關于塑料類和紡織類樣品的溶解，聚苯乙烯、乙醇纖維，乙醇丁基纖維，可溶于甲基異丁基酮。聚丙烯酯可溶于二甲基甲酰胺。聚碳酸酯、聚氯乙烯可溶于環(huán)己酮。聚酰胺（尼龍）可溶于甲醇，聚酯也可溶于甲醇。羊毛可以溶于5%NaOH中。棉花和纖維可溶于12%的硫酸中。,4、測定條件的選擇,在進行原子吸收光譜測定時，為了獲得靈敏、重現(xiàn)性好和準確的結果，應對測定條件進行優(yōu)選。,吸收線的選擇 通帶寬度選擇 空心陰極燈的工作電流 燃燒器高度調(diào)節(jié) 原子化條件選擇 進樣量的選擇,吸收線的選擇,每種元素都有若干條分析線，通常選擇其中最靈敏線（共振吸收線）作為吸收線。但是，當測定元素的濃度很高，或是為了避免鄰近光譜線的干擾等，可以選擇次靈敏線（非共振線）作為吸收線 。,原子吸收分光光度法中常用的分析線,通帶寬度選擇,狹縫寬度直接影響光譜通帶寬度與檢測器接受的能量。選擇通帶寬度是以吸收線附近無干擾譜線存在并能夠分開最靠近的非共振線為原則，適當放寬狹縫寬度，以增加檢測的能量，提高信噪比和測定的穩(wěn)定性。過小的光譜通帶使可利用的光強度減弱，不利于測定。合適的狹縫寬度由實驗確定。測定每一種元素都需選擇它合適的通帶，對譜線復雜的元素如鐵、鈷、鎳等就要采用較窄的通帶，否則會使工作曲線線性范圍變窄。以不引起吸光度減小的最大狹縫寬度，即為應選取的合適的狹縫寬度。,空心陰極燈的工作電流,空心陰極燈的發(fā)射特征與燈電流有，一般要預熱1030分鐘才能達到穩(wěn)定的輸出。燈電流小，發(fā)射線半峰寬窄，放電不穩(wěn)定，光譜輸出強度小，靈敏度高。燈電流大，發(fā)射線強度大，發(fā)射譜線變寬，但譜線輪廓變壞，導致靈敏度下降信噪比大，燈壽命縮短。因此，必須選擇合適的燈電流。選擇燈電流的一般原則是，在保證有足夠強且穩(wěn)定的光強輸出條件下，盡量使用較低的工作電流。通常以空心陰極燈上標明的最大燈電流的一半至三分之二為工作電流。,燃燒器高度調(diào)節(jié),在火焰中進行原子化的過程是一種極為復雜的反應過程。不同元素在火焰中形成的基態(tài)原子的最佳濃度區(qū)域高度不同，因而靈敏度也不同，選擇燃燒器高度以使光束從原子濃度最大的區(qū)域通過。燃燒器高度影響測定靈敏度、穩(wěn)定性和干擾程度。一般地講，約在燃燒器狹縫口上方25mm附近處火焰具有最大的基態(tài)原子密度，靈敏度最高。但對于不同測定元素和不同性質(zhì)的火焰而有所不同。最佳的燃燒器高度，可通過繪制吸光度-燃燒器高度曲線來優(yōu)選。,原子化條件選擇,火焰中燃燒氣體由燃氣與助燃氣混合組成。不同種類火焰，其性質(zhì)各不相同，應該根據(jù)測定需要，選擇合適種類的火焰，通常使用空氣-乙炔氣火焰。通過繪制吸光度-燃氣、助燃氣流量曲線，選出最佳的助燃氣和燃氣流量。一般空氣-乙炔火焰的流量在