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原子吸收光譜分析法是實驗室元素分析最常用的方法之一。接下來，將原子光譜儀的檢測原理、分類，以及火焰等內容進行分享。
原子吸收光譜分析（又稱原於吸收分光光度分析）是shi基ji於yu從cong光guang源yuan輻fu射she出chu待dai測ce元yuan素su的de特te征zheng光guang波bo，通tong過guo樣yang品pin的de蒸zheng汽qi時shi，被bei蒸zheng汽qi中zhong待dai測ce元yuan素su的de基ji誌zhi原yuan子zi所suo吸xi收shou，由you輻fu射she光guang波bo強qiang度du減jian弱ruo的de程cheng度du，可ke以yi求qiu出chu樣yang品pin中zhong待dai測ce元yuan素su的de含han量liang。
原子吸收光譜的理論基礎
1、原子吸收光譜的產生
在原子中，電子按一定的軌道繞原子核旋轉，各個電子的運動狀態是由4個(ge)量(liang)子(zi)數(shu)來(lai)描(miao)述(shu)。不(bu)同(tong)量(liang)子(zi)數(shu)的(de)電(dian)子(zi)，具(ju)有(you)不(bu)同(tong)的(de)能(neng)量(liang)，原(yuan)於(yu)的(de)能(neng)量(liang)為(wei)其(qi)所(suo)含(han)電(dian)子(zi)能(neng)量(liang)的(de)總(zong)和(he)。原(yuan)子(zi)處(chu)於(yu)完(wan)全(quan)遊(you)離(li)狀(zhuang)態(tai)時(shi)，具(ju)有(you)最(zui)低(di)的(de)能(neng)量(liang)，稱(cheng)為(wei)基(ji)態(tai)。在(zai)熱(re)能(neng)、diannenghuoguangnengdezuoyongxia，jitaiyuanyuxishoulenengliang，zuiwaicengdedianzichanshengyueqian，congdinengtaiyueqiandaojiaogaonengtai，tajiuchengweijifataiyuanzi。jifataiyuanyuhenbuwending，dangtahuidaojitaishi，zhexienengliangyirehuoguangdexingshifushechulai，chengweifasheguangpu。
其輻射能量大小，用下列公式示：
ΔE=Eq-E0=hv=hc/λ
式中：h――普朗克常數，其數值為6．626X10-23J・S；
C――光速（3X105km／s）；
V、入―一分別為發射光的頻率和波長；
E0、Eq―一分別代表基態和激發態原子的能量，它們與原子的結構有關。
由於不同元素的原子結構不同，所以一種元素的原子隻能發射由其已與Eq決定的特定頻率的光。這樣，每一種元素都有其特征的光譜線。即使同一種元素的原子，它們的Eq也可以不同，也能產生不同的譜線。原子吸收光譜是原於發射光譜的逆過程。基態原子隻能吸收頻率為υ=（Eq-E0）/h的光，躍遷到高能態Eq。因此，原子吸收光譜的譜線也取決於元素的原子結構，每一種元素有其特征的吸收光譜線。
原yuan子zi的de電dian子zi從cong基ji態tai激ji發fa到dao最zui接jie近jin於yu基ji態tai的de激ji發fa態tai，稱cheng為wei共gong振zhen激ji發fa。當dang電dian子zi從cong共gong振zhen激ji發fa態tai躍yue遷qian回hui基ji態tai時shi，稱cheng為wei共gong振zhen躍yue遷qian。這zhe種zhong振zhen躍yue遷qian所suo發fa射she的de譜pu線xian稱cheng為wei共gong振zhen發fa射she線xian，與yu此ci過guo程cheng相xiang反fan的de譜pu線xian稱cheng為wei共gong振zhen吸xi收shou線xian。元yuan素su的de共gong振zhen吸xi收shou線xian一yi般ban有you好hao多duo條tiao，其qi測ce定ding靈ling敏min度du也ye不bu同tong。在zai測ce定ding時shi，一yi般ban選xuan用yong靈ling敏min線xian，但dan當dang被bei測ce元yuan素su含han量liang較jiao高gao時shi，也ye可ke采cai用yong次ci靈ling敏min線xian。
吸收強度與分析物質濃度的關係
原(yuan)子(zi)蒸(zheng)氣(qi)對(dui)不(bu)同(tong)頻(pin)率(lv)的(de)光(guang)具(ju)有(you)不(bu)同(tong)的(de)吸(xi)收(shou)率(lv)，因(yin)此(ci)，原(yuan)子(zi)蒸(zheng)氣(qi)對(dui)光(guang)的(de)吸(xi)收(shou)是(shi)頻(pin)率(lv)的(de)函(han)數(shu)。但(dan)是(shi)對(dui)固(gu)定(ding)頻(pin)率(lv)的(de)光(guang)，原(yuan)子(zi)蒸(zheng)氣(qi)對(dui)它(ta)的(de)吸(xi)收(shou)是(shi)與(yu)單(dan)位(wei)體(ti)積(ji)中(zhong)的(de)原(yuan)子(zi)的(de)濃(nong)度(du)成(cheng)正(zheng)比(bi)並(bing)符(fu)合(he)朗(lang)格(ge)一(yi)比(bi)爾(er)定(ding)律(lv)。當(dang)一(yi)條(tiao)頻(pin)率(lv)為(wei)υ，強度為I0的單色光透過長度為L的原子蒸氣層後，透射光的強度為Iv，令比例常數為Kv，則吸光度A與試樣中基態原子的濃度N。有如下關係：
A=lg(I0/I)=KLN
zaiyuanzixishouguangpufazhong，yuanzichizhongjifataideyuanzihelizishuhenshao，yincizhengqizhongdejitaiyuanzishumushijishangjiejinyubeiceyuansuzongdeyuanzishumu，yushiyangzhongbeiceyuansudenongduC成正比。因此吸光度A與試樣中被測元素濃度C的關係如下；
A＝KC
式中 K―吸收係數隻有當入射光是單色光，上式才能成立。
由於原子吸收光的頻率範圍很窄（0.01nrn以下），隻有銳線光源才能滿足要求。在原子吸收光譜分析中，出於存在多種譜線變寬的因素，例如自然變寬、多普勒（熱）變寬、同位素效應、羅蘭茲（壓力）變寬、場變寬、zixihezishibiankuandeng，yinqilefashexiankouxishouxianbiankuan，youyifashexianbiankuanyingxiangzuida。puxianbiankuannengyinqixiaozhengquxianwanqu，lingminduxiajiang。jianxiaoxiaozhengquxianwanqudejidiancuoshi：
(1) 選擇性能好的空心陰極燈，減少發射線變寬。
(2) 燈電流不要過高，減少自吸變寬。
(3) 分析元素的濃度不要過高。
(4) 對準發射光，使其從吸收層中央穿過。
(5) 工作時間不要太長，避免光電倍增管和燈過熱。
(6) 助燃氣體壓力不要過高，可減小壓力變寬。
原子吸收光譜儀分類
目前，市場上常見的原子吸收光譜儀有火焰式、石墨爐式、氫化式、冷蒸汽式等四類。
1、火焰式原子吸收光譜法( FLAA）
直(zhi)接(jie)將(jiang)樣(yang)品(pin)導(dao)入(ru)儀(yi)器(qi)進(jin)行(xing)偵(zhen)測(ce)。其(qi)不(bu)同(tong)於(yu)感(gan)應(ying)耦(ou)合(he)電(dian)漿(jiang)原(yuan)子(zi)發(fa)射(she)光(guang)譜(pu)法(fa)者(zhe)，為(wei)隻(zhi)能(neng)進(jin)行(xing)單(dan)一(yi)元(yuan)素(su)的(de)檢(jian)測(ce)，及(ji)較(jiao)不(bu)會(hui)受(shou)到(dao)元(yuan)素(su)間(jian)光(guang)譜(pu)線(xian)的(de)幹(gan)擾(rao)。笑(xiao)氣(qi)/乙炔或空氣/yiquehuoyanxizuoweijiangxirudeyangpinjielidenengyuan，shiyangpinbianchengziyoudeyuanzitai，erkexishoudaiceyuanzidetedingguangxian，fenximouxieyuansushi，suoshiyongdewenduhuohuoyandexingshijizhongyao，ruoweishiyongshidangdehuoyanjifenxitiaojian，zehuaxuehelizihuadeganraojiuhuichansheng。
2、石墨爐式原子吸收光譜法( GFAA）
此法係以電熱式石墨爐取代火焰作為熱源，石墨爐可分數個加熱程序對樣品進行漸進式的加熱，因此，針對樣品溶液中的有機、無機分子和鹽類的溶劑之蒸發、幹燥、分(fen)解(jie)及(ji)最(zui)後(hou)形(xing)成(cheng)原(yuan)子(zi)的(de)過(guo)程(cheng)，在(zai)火(huo)焰(yan)式(shi)原(yuan)子(zi)吸(xi)收(shou)光(guang)譜(pu)法(fa)或(huo)感(gan)應(ying)耦(ou)合(he)電(dian)漿(jiang)原(yuan)子(zi)發(fa)射(she)光(guang)譜(pu)法(fa)中(zhong)，於(yu)數(shu)個(ge)毫(hao)秒(miao)內(nei)即(ji)完(wan)成(cheng)，但(dan)在(zai)石(shi)墨(mo)爐(lu)中(zhong)則(ze)可(ke)於(yu)所(suo)設(she)定(ding)的(de)溫(wen)度(du)及(ji)時(shi)間(jian)區(qu)間(jian)中(zhong)，用(yong)足(zu)夠(gou)的(de)時(shi)間(jian)進(jin)行(xing)之(zhi)，且(qie)可(ke)利(li)用(yong)升(sheng)溫(wen)程(cheng)序(xu)或(huo)基(ji)質(zhi)修(xiu)飾(shi)劑(ji)，去(qu)除(chu)待(dai)測(ce)物(wu)樣(yang)品(pin)中(zhong)不(bu)需(xu)要(yao)的(de)基(ji)質(zhi)成(cheng)份(fen)，以(yi)減(jian)少(shao)幹(gan)擾(rao)。
本ben方fang法fa的de優you點dian是shi可ke提ti供gong極ji低di的de偵zhen測ce極ji限xian，若ruo樣yang品pin相xiang當dang幹gan淨jing，則ze極ji易yi使shi用yong本ben方fang法fa執zhi行xing樣yang品pin檢jian測ce。由you於yu本ben方fang法fa極ji靈ling敏min，因yin此ci，幹gan擾rao問wen題ti較jiao嚴yan重zhong，針zhen對dui基ji質zhi複fu雜za的de樣yang品pin，如ru何he找zhao到dao最zui佳jia的de消xiao化hua方fang法fa，加jia熱re溫wen度du和he加jia熱re時shi間jian及ji基ji質zhi修xiu飾shi劑ji是shi一yi大da挑tiao戰zhan。
3、氫化式原子吸收光譜法( HGAA）
利li用yong選xuan擇ze性xing的de化hua學xue還hai原yuan反fan應ying，將jiang樣yang品pin消xiao化hua液ye中zhong的de砷shen或huo硒xi還hai原yuan成cheng氫qing化hua物wu而er予yu分fen離li，因yin此ci本ben方fang法fa的de優you點dian是shi能neng將jiang此ci二er種zhong元yuan素su從cong複fu雜za的de樣yang品pin中zhong分fen離li出chu來lai，而er無wu其qi它ta分fen析xi方fang法fa可ke能neng遭zao遇yu的de幹gan擾rao問wen題ti。報bao告gao指zhi出chu，在zai下xia列lie情qing況kuang下xia會hui有you嚴yan重zhong的de幹gan擾rao問wen題ti：
(1)有銅、銀、汞等易還原的金屬存在時；
(2)有大於200mg/L之高濃度過渡元素存在時，
(3)樣品消化液中有氧化劑(氮氧化物)存在時。
4、冷蒸氣原子吸收光譜法( CVAA ）
是利用選擇性的化學還原反應，隻將樣品消化液中的汞還原。本方法對汞的分析極靈敏，但會受樣品中揮發性有機物、氯、和硫化物的幹擾。
原子化過程
原子吸收光譜法采用的原子化方法主要有火焰法、石墨爐法和氫化物發生法。
1、火指原子化
這過程中，大致分為兩個主要階段：
（1）從溶液霧化至蒸發為分子蒸氣的過程。主要依賴於霧化器的性能、霧滴大小、溶液性質、火焰溫度和溶液的濃度等。
（2）congfenzizhengqizhijielichengjitaiyuanzideguocheng。zhuyaoyilaiyubeicewuxingchengfenzimenjianneng，tongshihaiyuhuoyandewendujiqifenxiangguan。fenzidelijienengyuedi，duilijieyueyouli，jiuyuanzixishouguangpufenxieryan，jiegaonengxiaoyu3．5eV的分子，容易被解離，當大於5eV時，解離就比較困難。
2、石墨爐原子化
樣品置於石墨管內，用大電流通過石墨管，產生3000℃以下的高溫，使樣品蒸發和原子化。為了阻止石墨管在高溫氧化，在石墨管內、外部用惰性氣體保護。石置爐加溫階段一般可分為：
(1)幹燥。此階段是將溶劑蒸發掉，加熱的溫度控製在溶劑的沸點左右，但應避免暴沸和發生濺射，否則會嚴重影響分析精度和靈敏度。
（2）灰hui化hua。這zhe是shi比bi較jiao重zhong要yao的de加jia熱re階jie段duan。其qi目mu的de是shi在zai保bao證zheng被bei鍘zha元yuan素su沒mei有you明ming顯xian損sun失shi的de前qian提ti下xia，將jiang樣yang品pin加jia熱re到dao盡jin可ke能neng高gao的de溫wen度du，破po壞huai或huo蒸zheng發fa掉diao基ji體ti，減jian少shao原yuan子zi化hua階jie段duan可ke能neng遇yu到dao的de元yuan素su間jian幹gan擾rao，以yi及ji光guang散san射she或huo分fen子zi吸xi收shou引yin起qi的de背bei景jing吸xi收shou，同tong時shi使shi被bei鍘zha院yuan素su變bian為wei氧yang化hua物wu或huo其qi他ta類lei型xing物wu。
(3)原子化。在高溫下，把被測元素的氧化物或其它類型物熱解和還原（主要的）成自由原子蒸氣。
3、氫化物發生法
在酸性介質中，以硼氫化鉀（KBH4）作為還原劑，使鍺、錫、鉛、砷、銻、秘、硒和儲還原生成共價分於型氫化物的氣體，然後將這種氣體引人火焰或加熱的石英管中，進行原子化。AsCl3+4KBH4+HCl+8H2O=AsH3+4KCl+4HBO2+13H2
火焰
1、火焰的種類
原子吸收光譜分析中常用的火焰有：空氣一乙炔、空氣一煤氣（丙烷）和一氧化二氮一乙炔等火焰。
（1）空氣一乙炔。這是最常用的火焰。此焰溫度高（2300℃），乙炔在燃燒過程中產生的半分解物C*、CO*、CH*等活性基因，構成強還原氣氛，特別是富燃火焰，具有較好的原子化能力。
（2）空氣一煤氣（丙烷）。此焰燃燒速度慢、安全、溫度較低（1840～1925℃），火焰穩定透明。火焰背景低，適用於易離解和幹擾較少的元素，但化學幹擾多。
（3）一氧化二氮一乙炔。由於在一氧化二氮中，含氧量比空氣高，所以這種火焰有更高的溫度（約3000℃）。
在富燃火焰中，除了產生半分解物C*、CO*、CH*外，還有更強還原性的成分CN*及NH*等，這些成分能更有效地搶奪金屬氧化物中氧，從而達到原子化的目的。這就是為什麼空氣乙炔火焰不能測定的矽、鋁、鈦、錸等特別難離解的元素，在一氧化二氮一乙炔火焰中就能測定的原因。本文除特指外均屬空氣一乙炔火焰。
2、火焰的類型
(1) 化hua學xue計ji量liang火huo焰yan。又you稱cheng中zhong性xing火huo焰yan，這zhe種zhong火huo焰yan的de燃ran氣qi及ji助zhu燃ran氣qi，基ji本ben上shang是shi按an照zhao它ta們men之zhi間jian的de化hua學xue反fan應ying式shi提ti供gong的de。對dui空kong氣qi一yi乙yi炔que火huo焰yan，空kong氣qi與yu乙yi炔que之zhi比bi約yue為wei4：1。火(huo)焰(yan)是(shi)藍(lan)色(se)透(tou)明(ming)的(de)，具(ju)有(you)溫(wen)度(du)高(gao)，幹(gan)擾(rao)少(shao)，背(bei)景(jing)發(fa)射(she)低(di)的(de)特(te)點(dian)。火(huo)焰(yan)中(zhong)半(ban)分(fen)解(jie)產(chan)物(wu)比(bi)貧(pin)燃(ran)火(huo)焰(yan)高(gao)，但(dan)還(hai)原(yuan)氣(qi)氛(fen)不(bu)突(tu)出(chu)，對(dui)火(huo)焰(yan)中(zhong)不(bu)特(te)別(bie)易(yi)形(xing)成(cheng)單(dan)氧(yang)化(hua)物(wu)的(de)元(yuan)素(su)，除(chu)堿(jian)金(jin)屬(shu)外(wai)，采(cai)用(yong)化(hua)學(xue)計(ji)量(liang)火(huo)焰(yan)進(jin)行(xing)分(fen)析(xi)為(wei)好(hao)。
(2) 貧焰火焰。當燃氣與助燃氣之比小於化學反應所需量時，就產生貧燃火焰。其空氣與乙炔之比為4：1至6：1。火(huo)焰(yan)清(qing)晰(xi)，呈(cheng)淡(dan)藍(lan)色(se)。由(you)於(yu)大(da)量(liang)冷(leng)的(de)助(zhu)燃(ran)氣(qi)帶(dai)走(zou)火(huo)焰(yan)中(zhong)的(de)熱(re)量(liang)，所(suo)以(yi)溫(wen)度(du)較(jiao)低(di)。由(you)於(yu)燃(ran)燒(shao)充(chong)分(fen)，火(huo)焰(yan)中(zhong)半(ban)分(fen)解(jie)產(chan)物(wu)少(shao)，還(hai)原(yuan)性(xing)氣(qi)氛(fen)低(di)，不(bu)利(li)於(yu)較(jiao)難(nan)離(li)解(jie)元(yuan)素(su)的(de)原(yuan)子(zi)化(hua)，不(bu)能(neng)用(yong)於(yu)易(yi)生(sheng)成(cheng)單(dan)氧(yang)化(hua)物(wu)元(yuan)素(su)的(de)分(fen)析(xi)。但(dan)溫(wen)度(du)低(di)對(dui)易(yi)離(li)解(jie)元(yuan)素(su)的(de)測(ce)定(ding)有(you)利(li)。
（3）富燃火焰。燃氣與助燃氣之比大於化學反應量時，就產生富燃火焰。空氣與乙炔之比為4：1．2～二．5huogengda，youyuranshaobuchongfen，banfenjiewunongduda，juyoujiaoqiangdehaiyuanqifen。wendulvediyuhuaxuejilianghuoyan，zhongjianbocengquyubijiaoda，duiyixingchengdanyanghuawunanlijieyuansudecedingyouli，danhuoyanfashehehuoyanxishoujibeijingjiaoqiang，ganraojiaoduo，buruhuaxuejilianghuoyanwending。
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