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、電(dian)能(neng)或(huo)光(guang)能(neng)的(de)作(zuo)用(yong)下(xia)
，基(ji)態(tai)原(yuan)於(yu)吸(xi)收(shou)了(le)能(neng)量(liang)，最(zui)外(wai)層(ceng)的(de)電(dian)子(zi)產(chan)生(sheng)躍(yue)遷(qian)
，從(cong)低(di)能(neng)態(tai)躍(yue)遷(qian)到(dao)較(jiao)高(gao)能(neng)態(tai)
，它(ta)就(jiu)成(cheng)為(wei)激(ji)發(fa)態(tai)原(yuan)子(zi)。激(ji)發(fa)態(tai)原(yuan)於(yu)很(hen)不(bu)穩(wen)定(ding)，當(dang)它(ta)回(hui)到(dao)基(ji)態(tai)時(shi)
，這(zhe)些(xie)能(neng)量(liang)以(yi)熱(re)或(huo)光(guang)的(de)形(xing)式(shi)輻(fu)射(she)出(chu)來(lai)，成(cheng)為(wei)發(fa)射(she)光(guang)譜(pu)。
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。   

yuanzidedianzicongjitaijifadaozuijiejinyujitaidejifatai
，chengweigongzhenjifa。dangdianziconggongzhenjifataiyueqianhuijitaishi，chengweigongzhenyueqian。zhezhongzhenyueqiansuofashedepuxianchengweigongzhenfashexian，yuciguochengxiangfandepuxianchengweigongzhenxishouxian。yuansudegongzhenxishouxianyibanyouhaoduotiao，qicedinglingminduyebutong。zaicedingshi，yibanxuanyonglingminxian
，dandangbeiceyuansuhanliangjiaogaoshi

，yekecaiyongcilingminxian。 

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
在(zai)原(yuan)子(zi)吸(xi)收(shou)光(guang)譜(pu)法(fa)中(zhong)，原(yuan)子(zi)池(chi)中(zhong)激(ji)發(fa)態(tai)的(de)原(yuan)子(zi)和(he)離(li)子(zi)數(shu)很(hen)少(shao)
，因(yin)此(ci)蒸(zheng)氣(qi)中(zhong)的(de)基(ji)態(tai)原(yuan)子(zi)數(shu)目(mu)實(shi)際(ji)上(shang)接(jie)近(jin)於(yu)被(bei)測(ce)元(yuan)素(su)總(zong)的(de)原(yuan)子(zi)數(shu)目(mu)，與(yu)式(shi)樣(yang)中(zhong)被(bei)測(ce)元(yuan)素(su)的(de)濃(nong)度(du)C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、自吸和自蝕變寬等，引起了發射線扣吸收線變寬，尤以發射線變寬影響最大。譜線變寬能引起校正曲線彎曲，靈敏度下降。減小校正曲線彎曲的幾點措施： 

(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）
zhijiejiangyangpindaoruyiqijinxingzhence。qibutongyuganyingouhedianjiangyuanzifasheguangpufazhe，weizhinengjinxingdanyiyuansudejiance，jijiaobuhuishoudaoyuansujianguangpuxiandeganrao。xiaoqi/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
、fenjiejizuihouxingchengyuanzideguocheng，zaihuoyanshiyuanzixishouguangpufahuoganyingouhedianjiangyuanzifasheguangpufazhong
，yushugehaomiaoneijiwancheng，danzaishimoluzhongzekeyusuoshedingdewendujishijianqujianzhong
，yongzugoudeshijianjinxingzhi
，qiekeliyongshengwenchengxuhuojizhixiushiji
，quchudaicewuyangpinzhongbuxuyaodejizhichengfen，yijianshaoganrao。
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）從cong分fen子zi蒸zheng氣qi至zhi解jie離li成cheng基ji態tai原yuan子zi的de過guo程cheng。主zhu要yao依yi賴lai於yu被bei測ce物wu形xing成cheng分fen子zi們men鍵jian能neng
，同tong時shi還hai與yu火huo焰yan的de溫wen度du及ji氣qi份fen相xiang關guan。分fen子zi的de離li解jie能neng越yue低di，對dui離li解jie越yue有you利li，就jiu原yuan子zi吸xi收shou光guang譜pu分fen析xi而er言yan

，解jie高gao能neng小xiao於yu3．5eV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) huaxuejilianghuoyan。youchengzhongxinghuoyan
，zhezhonghuoyanderanqijizhuranqi，jibenshangshianzhaotamenzhijiandehuaxuefanyingshitigongde。duikongqiyiyiquehuoyan，kongqiyuyiquezhibiyuewei4：1。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。huoyanqingxi，chengdanlanse。youyudalianglengdezhuranqidaizouhuoyanzhongdereliang，suoyiwendujiaodi。youyuranshaochongfen，huoyanzhongbanfenjiechanwushao，haiyuanxingqifendi，buliyujiaonanlijieyuansudeyuanzihua，bunengyongyuyishengchengdanyanghuawuyuansudefenxi。danwendudiduiyilijieyuansudecedingyouli。

（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4：1．2～二．5或(huo)更(geng)大(da)，由(you)於(yu)燃(ran)燒(shao)不(bu)充(chong)分(fen)，半(ban)分(fen)解(jie)物(wu)濃(nong)度(du)大(da)，具(ju)有(you)較(jiao)強(qiang)的(de)還(hai)原(yuan)氣(qi)氛(fen)。溫(wen)度(du)略(lve)低(di)於(yu)化(hua)學(xue)計(ji)量(liang)火(huo)焰(yan)
，中(zhong)間(jian)薄(bo)層(ceng)區(qu)域(yu)比(bi)較(jiao)大(da)，對(dui)易(yi)形(xing)成(cheng)單(dan)氧(yang)化(hua)物(wu)難(nan)離(li)解(jie)元(yuan)素(su)的(de)測(ce)定(ding)有(you)利(li)，但(dan)火(huo)焰(yan)發(fa)射(she)和(he)火(huo)焰(yan)吸(xi)收(shou)及(ji)背(bei)景(jing)較(jiao)強(qiang)，幹(gan)擾(rao)較(jiao)多(duo)，不(bu)如(ru)化(hua)學(xue)計(ji)量(liang)火(huo)焰(yan)穩(wen)定(ding)。