原子吸收光譜分析法(共6頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上原子吸收光譜分析法基本原理每一種元素的原子不僅可以發(fā)射一系列特征譜線，也可以吸收與發(fā)射線波長相同的特征譜線。當(dāng)光源發(fā)射的某一特征波長的光通過原子蒸氣時，即入射輻射的頻率等于原子中的電子由基態(tài)躍遷到較高能態(tài)（一般情況下都是第一激發(fā)態(tài)）所需要的能量頻率時，原子中的外層電子將選擇性地吸收其同種元素所發(fā)射的特征譜線，使入射光減弱。特征譜線因吸收而減弱的程度稱吸光度A，與被測元素的含量成正比。由于原子能級是量子化的，因此，在所有的情況下，原子對輻射的吸收都是有選擇性的。由于各元素的原子結(jié)構(gòu)和外層電子的排布不同，元素從基態(tài)躍遷至第一激發(fā)態(tài)時吸收的能量不同，因而各元素的共振吸收線具

2、有不同的特征。原子吸收光譜位于光譜的紫外區(qū)和可見區(qū)。特點(diǎn)一、靈敏度高：火焰原子吸收分光光度法測定大多數(shù)金屬元素的相對靈敏度為1.010-81.010-10gmL-1,非火焰原子吸收分光光度法的絕對靈敏度為1.010-121.010-14g。這是由于原子吸收分光光度法測定的是占原子總數(shù)99以上的基態(tài)原子，而測定的是占原子總數(shù)不到1的激發(fā)態(tài)原子，所以前者的靈敏度和準(zhǔn)確度比后者高的多。精密度好由于溫度的變化對測定影響較小，該法具有良好的穩(wěn)定性和重現(xiàn)性，精密度好。一般儀器的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為12，性能好的儀器可達(dá)0.10.5%。二、選擇性好，方法簡便：由光源發(fā)出特征性入射光很簡單，且基態(tài)原子是窄頻吸收，元

3、素之間的干擾較小，可不經(jīng)分離在同一溶液中直接測定多種元素，操作簡便。三、準(zhǔn)確度高，分析速度快：測定微、痕量元素的相對誤差可達(dá)0.10.5，分析一個元素只需數(shù)十秒至數(shù)分鐘。四、應(yīng)用廣泛：可直接測定巖礦、土壤、大氣飄塵、水、植物、食品、生物組織等試樣中70多種微量金屬元素，還能用間接法測度硫、氮、鹵素等非金屬元素及其化合物。該法已廣泛應(yīng)用于環(huán)境保護(hù)、化工、生物技術(shù)、食品科學(xué)、食品質(zhì)量與安全、地質(zhì)、國防、衛(wèi)生檢測和農(nóng)林科學(xué)等各部門。對原子吸收分析法基本理論的討論，主要是解決兩個方面的問題：基態(tài)原子的產(chǎn)生以及它的濃度與試樣中該元素含量之間的定量關(guān)系；基態(tài)原子吸收光譜的特性及基態(tài)原子的濃度與吸光度之間的

4、關(guān)系。發(fā)展一、歷史；第一階段原子吸收現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)與科學(xué)解釋 早在1802年，伍朗斯頓（W.H.Wollaston）在研究太陽連續(xù)光譜時，就發(fā)現(xiàn)了太陽連續(xù)光譜中出現(xiàn)的暗線。1817年，弗勞霍費(fèi)（J.Fraunhofer）在研究太陽連續(xù)光譜時，再次發(fā)現(xiàn)了這些暗線，由于當(dāng)時尚不了解產(chǎn)生這些暗線的原因，于是就將這些暗線稱為弗勞霍費(fèi)線。1859年，克希荷夫（G.Kirchhoff）與本生（R.Bunson）在研究堿金屬和堿土金屬的火焰光譜時，發(fā)現(xiàn)鈉蒸氣發(fā)出的光通過溫度較低的鈉蒸氣時，會引起鈉光的吸收，并且根據(jù)鈉發(fā)射線與暗線在光譜中位置相同這一事實(shí)，斷定太陽連續(xù)光譜中的暗線，正是太陽外圍大氣圈中的鈉原子對太

5、陽光譜中的鈉輻射吸收的結(jié)果。 第二階段原子吸收光譜儀器的產(chǎn)生 原子吸收光譜作為一種實(shí)用的分析方法是從1955年開始的。這一年澳大利亞的瓦爾西(A.Walsh)發(fā)表了他的著名論文“原子吸收光譜在化學(xué)分析中的應(yīng)用”奠定了原子吸收光譜法的基礎(chǔ)。50年代末和60年代初，Hilger, Varian Techtron及Perkin-Elmer公司先后推出了原子吸收光譜商品儀器，發(fā)展了瓦爾西的設(shè)計思想。到了60年代中期，原子吸收光譜開始進(jìn)入迅速發(fā)展的時期。 第三階段電熱原子吸收光譜儀器的產(chǎn)生 1959年,蘇聯(lián)里沃夫發(fā)表了電熱原子化技術(shù)的第一篇論文。電熱原子吸收光譜法的絕對靈敏度可達(dá)到10-12-10-14

6、g,使原子吸收光譜法向前發(fā)展了一步。近年來,塞曼效應(yīng)和自吸效應(yīng)扣除背景技術(shù)的發(fā)展,使在很高的的背景下亦可順利地實(shí)現(xiàn)原子吸收測定?；w改進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用、平臺及探針技術(shù)的應(yīng)用以及在此基礎(chǔ)上發(fā)展起來的穩(wěn)定溫度平臺石墨爐技術(shù)(STPF)的應(yīng)用,可以對許多復(fù)雜組成的試樣有效地實(shí)現(xiàn)原子吸收測定。 第四階段原子吸收分析儀器的發(fā)展隨著原子吸收技術(shù)的發(fā)展，推動了原子吸收儀器的不斷更新和發(fā)展，而其它科學(xué)技術(shù)進(jìn)步，為原子吸收儀器的不斷更新和發(fā)展提供了技術(shù)和物質(zhì)基礎(chǔ)。近年來，使用連續(xù)光源和中階梯光柵，結(jié)合使用光導(dǎo)攝象管、二極管陣列多元素分析檢測器，設(shè)計出了微機(jī)控制的原子吸收分光光度計，為解決多元素同時測定開辟了新的前景

7、。微機(jī)控制的原子吸收光譜系統(tǒng)簡化了儀器結(jié)構(gòu)，提高了儀器的自動化程度，改善了測定準(zhǔn)確度，使原子吸收光譜法的面貌發(fā)生了重大的變化。聯(lián)用技術(shù)(色譜-原子吸收聯(lián)用、流動注射-原子吸收聯(lián)用)日益受到人們的重視。色譜-原子吸收聯(lián)用，不僅在解決元素的化學(xué)形態(tài)分析方面，而且在測定有機(jī)化合物的復(fù)雜混合物方面，都有著重要的用途，是一個很有前途的發(fā)展方向。二、明天；原子吸收光譜法在重金屬含量測定的應(yīng)用前景。隨著經(jīng)濟(jì)和科學(xué)的發(fā)展，人們越來越關(guān)注環(huán)境和自身健康問題。鉛、鎘是環(huán)境中主要的無機(jī)污染元素,它的累積性、不可逆轉(zhuǎn)性和隱蔽性,嚴(yán)重危及人和動物的健康甚至生命。已有大量材料證實(shí)鉛對造血系統(tǒng)、腎臟和神經(jīng)系統(tǒng)有明顯的損害。

8、鎘對大多數(shù)生物也是有毒的,研究表明，慢性鎘中毒會引起腎功能障礙,長期攝入微量鎘，在器官累積后,可能引起疼痛病或骨軟化癥。最典型的例子就是日本之神通州的鎘污染使當(dāng)?shù)鼐用裨馐芏竞υ斐闪苏痼@世界的十大公害之疼痛病。由于這兩種元素在低濃度時都會對人體產(chǎn)生毒害，因此鉛和鎘對人體健康的危害越來越被人們重視，特別是歐洲議會和理事會所頒布的關(guān)于電氣電子設(shè)備中限制使用某些有害物質(zhì)指令(Ro HS) 以及關(guān)于廢棄電氣電子設(shè)備的指令(WEEE) ，對有害物質(zhì)的檢測無疑是近期國際分析化學(xué)界所關(guān)注的焦點(diǎn)。因此，快速、準(zhǔn)確測定重金屬含量與了解最新的動態(tài)變化,對采取相應(yīng)措施和控制手段，保護(hù)環(huán)境顯得至關(guān)重要，而建立土壤、環(huán)境

9、、生物、食品等類樣品中鉛、鎘的分析方法，對鉛、鎘含量的準(zhǔn)確測定具有十分重要意義。1955 年,原子吸收分光光度計誕生后,迅速應(yīng)用于分析化學(xué)的各個領(lǐng)域。國內(nèi)大規(guī)模的應(yīng)用在20 世紀(jì)90 年代開始，應(yīng)用最廣泛的是冶金、地質(zhì)勘探、質(zhì)檢監(jiān)督、環(huán)境監(jiān)測、疾病控制等。原子吸收光譜法由于具有靈敏度高，應(yīng)用成熟以及相對便宜等優(yōu)點(diǎn)，是目前測定重金屬含量最主要的方法，在重金屬元素分析中得到了廣泛的應(yīng)用。樣品預(yù)處理，目前測定鉛、鎘所用的樣品處理方法主要有干灰化法、酸消解法、微波消解法、浸提法、超聲波振蕩直接消解法等。分離富集，由于環(huán)境、食品等類樣品中鉛、鎘含量都很低,直接測定較為困難,因此樣品處理后一般需要預(yù)分離富

10、集。目前,多采用的分離富集方法有液2液萃取、色譜分離、共沉淀、濁點(diǎn)萃取、固相萃取等。測定方法，石墨爐原子吸收光譜法( GFAAS)石墨爐原子吸收光譜法具有靈敏度高,檢出限低的優(yōu)點(diǎn),是目前測定痕量重金屬含量的最主要的方法(見表3) ,與適當(dāng)?shù)姆蛛x富集方法相結(jié)合的聯(lián)用技術(shù),大大拓展了該技術(shù)的應(yīng)用范圍。火焰原子吸收光譜法具有較高的靈敏度,相對費(fèi)用較低,易實(shí)現(xiàn)在線分析等優(yōu)點(diǎn)。結(jié)語近年來國內(nèi)外都有人致力于研究激光在原子吸收分析方面的應(yīng)用： （1）用可調(diào)諧激光代替空心陰極燈光源。 （2）用激光使樣品原子化。它將為微區(qū)和薄膜分析提供新手段、為難熔元素的原子化提供了新方法。塞曼效應(yīng)的應(yīng)用，使得能在很高的背景下

11、也能順利地實(shí)現(xiàn)測定。連續(xù)光源、中階梯光柵單色器、波長調(diào)制原子吸收法（簡稱CEWMAA法）是70年代后期發(fā)展起來的一種背景校正新技術(shù)。它的主要優(yōu)點(diǎn)是僅用一個連續(xù)光源能在紫外區(qū)到可見區(qū)全波段工作，具有二維空間色散能力的高分辨本領(lǐng)的中階梯光柵單色器將光譜線在二維空間色散，不僅能扣除散射光和分子吸收光譜帶背景，而且還能校正與分折線直接重疊的其他原子吸收線的干擾。使用電視型光電器件做多元素分析鑒定器，結(jié)合中階梯光柵單色器和可調(diào)諧激光器代替元素空心陰極燈光源，設(shè)計出用電子計算機(jī)控制的測定多元素的原子吸收分光光度計，將為解決同時測定多元素問題開辟新的途徑。高效分離技術(shù)氣相色譜、液相色譜的引入，實(shí)現(xiàn)分離儀器和

12、測定儀器聯(lián)用，將會使原子吸收分光光度法的面貌發(fā)生重大變化，微量進(jìn)樣技術(shù)和固體直接原子吸收分析受到了人們的注意。固體直接原子吸收分析的顯著優(yōu)點(diǎn)是：省去了分解試樣步驟，不加試劑，不經(jīng)任何分離、富集手續(xù)，減少了污染和損失的可能性，這對生物、醫(yī)藥、環(huán)境、化學(xué)等這類只有少量樣品供分析的領(lǐng)域?qū)⑹翘貏e有意義的。所有這些新的發(fā)展動向，都很值得引起我們的重視。近年來，微型電子計算機(jī)應(yīng)用到原子吸收分光光度計后，使儀器的整機(jī)性能和自動化程度達(dá)到一個新的階段。目前原子吸收法已廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，對工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生、教學(xué)科研等發(fā)展起著積極的作用。較 好的壓凸、模切和?？痰燃庸ば阅?。但對于高強(qiáng)度韌性的原色纖維，則要求牛皮紙要通過深壓痕 線來避免反彈。此外，要求模切刀必須鋒利。由于牛皮紙纖維強(qiáng)度較高，在打孔線上還需要較窄的壓痕，打孔時所需的缺刻應(yīng)較少，并且要小。紙張合理選用：為了達(dá)到食品制造商對包裝的新需求，原色牛皮紙板有一些不同于漂白紙板 的特征，如烘焙食品或方便食品等家居產(chǎn)品。原色牛皮紙的天然棕色外觀有著健康、復(fù)古的韻味。 其實(shí)，僅僅是牛