原子吸收与原子荧光光谱法.ppt

1,第七章原子吸收与原子荧光光谱法,,,AtomicabsorptionspectrometryAAS,原子吸收分光光度计,7-1概述,一、原子吸收光谱法（原子吸收分光光度法）它是利用待测元素所产生的基态原子对其特征谱线的吸收程度来进行定量分析的方法。,原子吸收分光光度计装置示意图,试液吸入喷射成雾状，撞击成小雾珠，与燃气助燃气混合进火焰，待测物质在火焰混合下，挥发并离解成原子蒸气。原子蒸气吸收从空心阴极灯发射的特征谱线分光，由于基态原子的吸收，使光强度减弱，光通过单色器把杂光分开，通过检测器、放大、记录系统测出特征谱线被吸收的程度，即可求得待测元素的含量。原子吸收光谱分析利用的是原子吸收过程M→M*；而原子发射光谱分析利用的是原子发射现象。M*→M,,,二、原子吸收光谱特点,原子发射光谱以Ni为依据，测定的是占原子总数不到1的激发态原子。原子吸收光谱以No为依据，测定的是占原子总数99以上的基态原子。2.精密度高，准确度高。原子吸收程度受温度变化影响较小。重现性好，稳定性好。,1.灵敏度高，比原子发射光谱高几个数量级，绝对灵敏度达10-13-10-15g,3.选择性好，干扰少。干扰易排除。4.应用范围广。可测70多种元素，既可测低含量和主量元素，又可测微量、痕量和超痕量元素。可测金属，还可间接测非金属元素。S、P、N等,可测土壤、植物、生物组织等样品中的元素,7-2原子吸收光谱法的原理,一、原子吸收线（一）原子吸收线的产生试液MXM基态原子，气态X（气态）高温火焰中蒸发、脱水、分解,,当通过基态原子的光辐射具有的能量h恰好等于原子由基态→激发态所含有的能量ΔE时，基态原子吸收光辐射产生原子吸收光谱（线）ΔEhhc/,负压吸入后雾化成小雾粒,,吸收一定光辐射,跃迁到较高能级,不同种类的原子有不同的原子结构，由基态→激发态所需的能量差不同，吸收的光辐射的频率或波长不同。Na（基态）吸收波长为589.0nmMg（基态）吸收波长为285.2nm,一、原子吸收光谱的产生,一般由基态跃迁至第一激发态所需能量最低。吸收谱线称为第一共振吸收谱线主共振线灵敏线，干扰小。通常测量基态原子对特征谱线的吸收程度进行定量分析。,,（二）吸收线的轮廓与变宽,原子吸收谱线尽管很窄，但不是严格的几何线，有一定的宽度和轮廓当强度为I0的不同频率的光，通过原子蒸气时，透过光的强度I与频率关系图,若在各频率下测定A,吸收系数,吸收厚度,,,K为吸收系数，随入射光频率变化而变化。用K对作图得原子吸收线的轮廓对不同频率的光，原子的吸收不同，有一定频率宽度的峰形吸收吸收线最高点对应的吸收系数叫峰值吸收系数或极大吸收系数Ko，最大吸收对应的频率叫中心频率或特征频率o，极大吸收系数一半Ko/2处的宽度叫半宽度用Δ表示。,（二）吸收线的轮廓与变宽,,,,,,,0,△,K0,K,,原子吸收线的轮廓,吸收线的宽度受多种因素影响，一类是由原子性质所决定，另一类是外界因素1.自然宽度无外界因素影响时，谱线固有的宽度叫自然宽度。自然宽度与激发态原子的平均寿命、能级宽度。寿命越短，能级宽度越宽，谱线宽度越大。一般约10-5nm。与其他变宽相比可完全忽略。,（二）原子谱线的轮廓与变宽,2.热宽度又叫多普勒宽度，是谱线变宽的一种主要变宽由于基态原子受热后无规则运动引起的，这种效应无论是在空心阴极灯中发光原子还是原子化器中被测基态原子都存在热变宽引起的宽度在0.00Xnm，10-3nm变宽程度,（二）原子谱线的轮廓与变宽,从上式看出，多普勒变宽与吸收原子自身的相对原子质量的平方根成反比，与火焰的温度平方根成正比，与谱线频率有关。,,（二）原子谱线的轮廓与变宽,3.压力变宽随着气体压力增大，粒子定向碰撞机会增多，使原子或分子的能级稍有变化，能量发生变化，吸收频率发生变化，从而引起谱线变宽。洛伦兹变宽非同类原子或粒子间碰撞所产生的谱线变宽。待测原子与其它粒子相互碰撞。共振变宽同类原子或粒子间碰撞所产生的谱线变宽，通常忽略不计。待测原子间相互碰撞。只有在待测元素浓度很高时才出现。,压力变宽通常指的是洛伦兹变宽，变宽程度由下式决定,（二）原子谱线的轮廓与变宽,,,,,,,,,1,1,,1,10,5,.,3,2,0,9,Mr,Ar,T,p,,,L,,,D,-,s,,洛伦兹变宽随有效截面积和气体压力P增大而增大，随温度、粒子的质量增大而减小。温度对多普勒变宽的影响正好相反。宽度为0.00 xnm，与多普勒变宽为同一数量级10-3nm在一定条件下，谱线变宽主要受热变宽和压力变宽的影响。当气相中与待测原子共存的其它粒子浓度很小时，以热变宽为主。,原子吸收光谱法测定的是基态原子对特征谱线的吸收,二、基态原子与待测元素含量的关系,达到热平衡时，Ni与N0的比值服从波尔兹曼规律,对一定波长的原子谱线，gi/go和Ei都是定值，只要火焰的温度一定，可求出Ni/No比值。,例计算2000K和3000K时，Na589.0nm的激发态与基态原子数比各是多少已知gi/g02解,表列出四种元素在不同温度下的共振线Ni/No比值。,Ni/No比值随温度变化。对同一元素来说，温度越高，Ni/No比值越大，说明温度对激发态原子数影响大；对不同元素，激发能越低，共振线波长越长，Ni/No比值越大。在原子吸收分析时，温度一般在20003500K之间，多数原子Ni/No比值很小，No占99以上，即使易激发的元素，Ni也很小，可忽略，把基态原子数近似看成总原子数N，No≈N，No∝CNi受温度影响大，No受温度影响小，所以原子吸收分光光度法比原子发射光谱法准确度高，又由于NoNi，原子吸收光谱法灵敏度也高。,,二、基态原子与原子化温度的关系,（一）积分吸收测量法各频率处的吸收系数不等，吸收曲线的轮廓所包围的总面积即吸收系数对频率的积分即为积分吸收。积分吸收与原子浓度的关系,三、原子吸收线的测量,（e为电子电荷；N0为基态原子密度；m为电子质量，c为光速；f为振子强度，代表每个原子中能被入射光激发的平均电子数，在一定条件下对一定的元素，f可视为一定值。）,,,,,,0,K0,K,为常数，以k表示,积分吸收与原子总数成正比，只要测出积分吸收，即可求得待测元素的浓度但由于原子吸收谱线的宽度仅有10-3nm，很窄，要准确测积分吸收，需使用分辨率很高的单色器，一般光谱仪器很难满足。另一方面，即使用分辨率很高的单色器，采用普通的分光光度法所用的连续光源，获得0.xnm纯度很高的光作为原子吸收入射光，只有很少一部分被吸收，1左右。大部分通过，入射光和透过光强度没有差别,无法用一般的光源和单色器进行测定。单色器带宽0.xnm，原子光谱带宽10-3nm。分子带宽xnm，可测分子吸收,三、原子吸收线的测量,,,,,,,0.xnm单色器带宽,10-3nm原子吸收线,I,,,,,（二）峰值吸收测量法1955年澳大利亚物理学家沃尔什提出采用锐线光源作为辐射源，用峰值吸收代替积分吸收。所谓锐线光源就是能发射出谱线半宽度很窄的发射线的光源。它与吸收线都是原子线，强度很近，吸收前后发射线的强度变化明显，能准确测量。,通常用待测元素的纯物质作为锐线光源的阴极，发射与吸收为同一物质，产生的0发0吸，实现峰值吸收,（二）峰值吸收测量法,用峰值吸收代替积分吸收的必要条件1.0发与0吸发射线与吸收线的中心频率相同2.发﹤吸发射线的半宽度只有吸收线的1/51/10,用峰值吸收代替积分吸收，只要测出吸收前后发射线强度的变化，可求出待测元素的含量,当频率为，强度为Io的平行光通过长度为L的基态原子蒸气时，基态原子就会对光产生吸收，使光的强度减弱，透过光强度为I.公式,三、原子吸收线的测量,L,K,,e,I,I,-,,0,,l,K,I,I,A,,4343,.,0,lg,0,,,,,,,,,,,,,L,,I0,I,发﹤吸,积分吸收系数,峰值吸收系数,,,极大吸收系数Ko与谱线宽度有关，在通常原子吸收测量条件下，原子吸收线的轮廓仅取决于多普勒变宽,三、原子吸收线的测量,AKC定量分析的依据,温度一定时，D为常数，吸收厚度一定，N∝C,7-3原子吸收光谱仪,原子吸收光谱仪又叫原子吸收分光光度计。火焰原子化原子化方式非火焰原子化按入射光束单光束原子吸收分光光度计双光束原子吸收分光光度计,,不管型号如何变化，都是由光源、原子化器、分光系统和检测系统四大部件组成。,,不管型号如何变化，都是由光源、原子化器、分光系统和检测系统四大部件组成。,与普通分光光度计相似，用锐线光源代替连续光源，用原子化器代替了普通的吸收池,,一、光源发射待测元素吸收的特征谱线要求1.发射的谱线宽度小于吸收线的宽度△发﹤△吸，0发与0吸相同。2.发射的光要稳定，有足够的强度。3.光谱纯度高。4.寿命长。常用的有空心阴极灯，无机放电灯等。空心阴极灯发光强度大，输出光谱稳定，结构简单，操作方便，获得广泛的应用。,空心阴极灯的结构图,,,,它是一个封闭的气体放电管。用被测元素纯金属或合金制成圆柱形空心阴极，用钨、钛或锆做成阳极。灯内充Ne或Ar惰性气体，压力为数百帕。发射线波长在370.0nm以下的用石英窗口，370.0nm以上的用光学玻璃窗口。,空心阴极灯的结构图,,工作原理在阴极和阳极间加上足够的电压，阴极上有电子产生，在电场作用下，高速射向阳极，在向阳极运动过程中与内充的,惰性气体碰撞并使之电离，电离产生的正离子在电场作用下高速射向阴极，阴极的金属原子溅射出来，溅射出的原子与其它粒子碰撞而被激发，从激发态返回基态时，发射待测元素的特征谱线。,,,发射待测元素的特征谱线较窄灯内惰性气体压力小，一般只有133.3-266.6Pa，产生压力变宽小，△L小灯温度低，产生热变宽小△D小接近自然宽度是较理想的锐线光源，满足两个条件，△发﹤△吸，0发与0吸相同。,,可制成单元素灯、多元素灯，但多元素灯谱线干扰大，价格贵使用受限制。灯电流空心阴极灯的光强度和稳定性与灯电流有关，增大灯的工作电流，可增加发射强度，但太大，温度上升，热变宽增加，谱线变宽，寿命缩短；灯电流过低，光强度减弱，导致稳定性信噪比下降。灯工作电流一般在120mA，根据情况选择合适的灯电流，满足要求的情况下，选用较低的工作电流。,二、原子化器将试样中的待测元素转化为气态的基态原子的装置,要求1.原子化效率高，产生基态原子数尽可能多。2.N0与C成比例，且不应改变3.记忆效应小试样原子化器主要有火焰原子化，石墨原子化和低温原子化三类。,火焰原子化法和无火焰原子化法。,前者具有简单，快速，对大多数元素有较高的灵敏度和检测限的优点，因而至今使用仍最广泛。但近年来，无火焰原子化技术有了很大改进，它比火焰原子化技术具有较高的原子化效率、灵敏度和检测限，因而发展很快。,二、原子化器,二、原子化器,（一）火焰原子化用火焰的热能使试样原子化的方法全消耗型原子化器，将试样直接喷入火焰预混型原子化器**优操作简便，原子化条件稳定，火焰稳定干扰少，应用广缺原子化效率不高。主要讨论预混型原子化器,火焰原子化系统是利用火焰的温度和气氛使试样原子化的装置。如图所示,主要的部分有喷雾器、雾化室，燃烧器和火焰。,1.雾化器它的作用是将试液雾化对雾化器的要求雾化效率高一般为1012，雾滴细，喷雾稳定。当助燃气以一定压力高速从喷嘴中喷出时，毛细管尖端产生负压，将试液吸上来经喷雾器形成雾珠，较大的雾珠在撞击球上撞成更小的雾珠，较小的雾珠在混合器中与助燃气、燃气混合后进入燃烧器燃烧，,雾化器,大的雾珠冷凝后沿废液管流出,2.燃烧器是将雾珠中的待测元素原子化雾化后试样进入火焰蒸发汽化成气态离解成基态原子3.火焰进行原子化的能源试样的脱水、汽化、离解成基态原子直接影响原子化程序。温度过高，会使试样原子激发或电离，基态原子数减少，吸光度下降。温度过低，不能使试样中盐类解离或解离太小。测定的灵敏度会受影响。因此根据情况选择合适的火焰温度。,火焰原子化,一般易挥发易电离的化合物，如Pb、Cd、Zn、Sn、碱金属、碱土金属等化合物易选用低温火焰难挥发、易生成难解理化合物的元素如Al、V、Mo、Ti、W等化合物选用高温火焰，常见的火焰及温度见下面火焰种类温度/K丙烷-空气焰2200氢气-空气焰2300乙炔-空气焰2600乙炔-氧化亚氮焰3200最常用的是乙炔-空气焰，能对35种以上元素测定,富燃火焰化学计量火焰贫燃火焰,燃助比,1︰6乙炔少氧化性较强，温度较低。适用于碱金属和不宜氧化的元素如Au.Pt.Pd等,1︰4正常火焰，温度高适用于多数元素原子化,1︰3乙炔多，温度较低，还原性强。适用于难熔氧化物的原子化Al、Cr、Ba等,火焰原子化系统的优缺点,优点火焰原子吸收法装置不太复杂，操作方便快速，测定精度好，已经成为完善和定型的方法，广泛用于常规分析。,缺点灵敏度还不够高。（1）雾化效率低，到达火焰的试样仅为提升量（46mL/min）的10，大部分试液排泄掉了。（2）火焰气氛的稀释作用和高速燃烧限制了灵敏度的提高。这些作用不但使原子化效率低而且使基态原子在吸收区内停留的时间很短（约10-3s）。消耗试液一般为0.51mL。对于数量很少的试样（如血液、活体组织等）的分析，受到限制。不能直接分析固体试样。,（二）非火焰原子化器石墨炉原子化器,用电加热方法使试样变成基态原子优点原子化效率高，几乎达100，灵敏度高，适用于低含量样品分析，试样用量少。重现性、准确度不如火焰原子化器，价格贵设备复杂。大电流加热,干燥。目的是蒸发除去溶剂，或样品中挥发性较大的组分。灰化。目的是在不损失被测元素的前提下，将沸点较高的基体蒸发除去，或是对脂肪和油等基体物质进行热解。原子化。施加大功率于石墨炉上，使待测残渣受到突然的功率脉冲，从而原子化。净化。用较高温度除去残留在管内的残渣。,2.石墨炉原子化器,高温石墨炉原子化法,石墨炉原子化法的优缺点,优点检出限很低，对许多元素的测定比火焰法低23个数量级。该法的利用率达100，并且不被稀释，能够在很短的时间获得较高浓度的基态原子并能有较长的停留时间（0.1-1s）试样用量少，每次测定仅需5-100L。能够在原子化器内处理很大的试样，便于通过控制升温条件，提高测定的选择性和灵敏度。能直接进行粘度很大的样液、悬浮液和固体样品的分析。,高温石墨炉原子化法（二）,石墨炉原子化法的优缺点,缺点由于干扰大，必须有扣除背景装置，设备比火焰法复杂、昂贵；测定的精密度较差（相对偏差约等于3）；分析所需的时间比火焰法要长等。,三、分光系统,分光系统的作用就是将待测元素的分析线与干扰谱线分开，只让分析线通过，非分析线不让通过。分光系统入射狭缝、反射镜、色散元件、出射狭缝等组成。色散元件是分光系统主要的关键部位，它的作用是将共振线与干扰线分开，要求色散均匀，色散率高，工作波段范围广，成本低。分光系统的分辨能力取决于色散元件的色散率和狭缝宽度。常用倒线色散率D表示；Ddλ/dl单色器焦平面上每mm距离内所含波长数（单位nm/mm）,,,三、分光系统,（倒线色散率Ddλ/dl）单色器的光谱通带WDSS狭缝宽度（mm）被测元素共振吸收线与干扰线近，选用W要小，干扰线较远，可用大的W。对具体仪器来说，色散率已固定，此时的分辨能力仅与仪器的狭缝宽度有关。减少狭缝宽度，出射光的强度减弱，可提高分辨能力，有利于消除干扰谱线。但若太小，透过光强度减弱，分辨灵敏度下降。一般情况，对于谱线较少的元素，狭缝宜大一点，而谱线较多的元素宜小一点。,,一般狭缝宽度调节在0.012mm之间。一般情况，对于大多数元素，光谱通带在0.54nm之间。对于谱线较复杂的元素Fe、Co、Ni烯土元素等，易用较小的狭缝，选用0.2nm的光谱通带,四、检测系统,把分光系统分出来的待测元素的光信号转换为电信号，适当放大，转换成吸光度A.检测系统主要有光电转换器、放大器和显示器组成。常用的光电转换器是光电倍增管，它是利用两次电子发射现象放大光电流的光电管。,74原子吸收光谱法的干扰及其抑制,原子吸收光谱法由于采用锐线光源，干扰较少，但是在某些情况下，干扰不能忽略。按干扰的性质和产生原因分为,物理干扰化学干扰电离干扰光谱干扰,一、物理干扰及其抑制,物理干扰试样的物理性质对试样的雾化、蒸发和原子化过程中引起的吸收信号下降的效应。这些物理性质是指溶液的粘度、蒸气压和表面张力。,在火焰原子化法中，试液的粘度、表面张力的变化和雾化气压的变化，会影响进样速度和雾化效率，从而影响吸光度。,消除物理干扰的最常用方法待测液与标准溶液组成相似，当试液组成不完全知道时，也可用标准加入法来消除物理干扰。避免用粘度较大的H2SO4、H3PO4处理试样，用有机溶剂,一、物理干扰及消除,二、化学干扰及其抑制主要干扰,在溶液或原子化过程中待测元素与其他共存物质发生化学反应，生成高熔点、难挥发、难离解的化合物，给测定结果带来影响，使基态原子浓度降低，A减小。化学干扰是主要干扰，产生干扰的原因较复杂，实验时根据具体情况采取适当措施加以消除，最常用的方法是加入释放剂、保护剂,1.提高火焰温度,适当提高火焰温度使难挥发、难解离的化合物较易原子化，采用N2O-乙炔火焰，T高，提高原子化效率，用于难挥发、难解离的金属盐类，氧化物，氢氧化物,2.加入释放剂,加入释放剂与干扰物质生成更稳定或更难挥发的化合物，使待测元素释放出来，从而排除干扰。例Ca2Ca2P2O7焦磷酸钙加入LaCl3作为释放剂LaCl3H3PO4LaPO43HCl,,PO43-,高温,PO43-生成更稳定的LaPO4，抑制了PO43-对Ca2的化学干扰，Ca2被释放出来，提高了测定的灵敏度。常用的释放剂LaCl3、Sr（NO3）2等。,2.加入保护剂,保护剂（通常是配位剂）与待测元素形成更稳定的更易原子化的化合物，把待测元素保护起来，使干扰元素不能与待测元素结合。例Al3干扰Mg2的测定，它们在火焰中生成MgOAl2O3，加入保护剂8–羟基喹啉，与干扰元素Al生成对热稳定性较强的配合物，抑制了Al对Mg的干扰例为消除PO43-对Ca2测定的干扰，可加入过量EDTA，EDTA与Ca2生成稳定的配合物，CaY2-，它在火焰中易于原子化，抑制了PO43-对Ca2测定的干扰,此外还可采用萃取、沉淀、离子交换等分离方法提前把干扰离子与待测元素分离，然后再测定。还可利用加入缓冲剂消除干扰。,待测元素在原子化器中转化为基态原子后继续电离，生成离子不产生共振吸收，使基态原子浓度下降，A下降，引起误差，应避免原子电离。火焰温度越高，待测元素的电离能越低，电离程度越大，电离干扰越大。减少干扰１.选择合适的火焰温度，选择燃气、助燃气２.加入消电离剂加入的消电离剂，电离电位越低越好，至于加入量要根据实验来决定，不能无限量增加。加入的易电离的物质，抑制待测元素电离。碱金属常作为消电离剂CsCl、KCl、NaCl等,三、电离干扰及其抑制,例如钙电离，在溶液中加入大量易电离的钾或铯，有大量电子存在，抑制钙的电离，提高测定灵敏度K----Ke-Ca22e----Ca,四、光谱干扰及其抑制,光谱干扰主要有谱线干扰和背景干扰两种（一）谱线干扰和抑制通常选择最灵敏的共振线做分析线,分析线附近有单色器不能分离掉的待测元素的其它特征谱线,将产生干扰,灵敏度下降,工作曲线弯曲.例如Ni共振线232.0nm附近有231.6nm的特征谱线一般可用减少狭缝宽度可减少这种干扰.,（二）背景吸收和抑制,来自于原子化器的一种光谱干扰，它包括分子吸收和光散射引起的干扰。１.分子吸收在原子化过程中所产生的气体分子，氢氧化物，难解离的盐类，难熔氧化物等分子对待测元素共振线的吸收而产生干扰，带光谱。产生正误差。例在空气-乙炔焰中，Ca形成CaOH在530560nm有一个吸收带，干扰Ba553.6nm的测定碱金属、碱土金属的盐类分子的吸收NaCl,KCl,CaCl2在３００nm以下的紫外区有很强的分子吸收带，干扰Zn,Cd,Ni等元素的测定。,无机酸的分子吸收H2SO4、H3PO4在250nm以下有强的分子吸收，测在紫外吸收的元素时，一般用HNO3，HCl，王水处理样品，而不用H2SO4、H3PO4,火焰气体的吸收。火焰成分有N2、OH、CO2、CN、C、H，它们都会出现分子吸收，但火焰点燃后，通过“调零”方法即能克服这些影响。,２.光散射,原子化过程中产生的固体微粒散射光，造成虚假吸收，使吸光度升高。,分子吸收、微粒散射都是带光谱，产生虚假吸收。,3.扣除背景吸收方法通常用空白校正，氘灯校正、塞曼效应校正等方法消除背景吸收。①空白校正法配空白溶液（含除待测元素外的基体元素）A空白（背景）配待测溶液（待测元素＋基体元素）A试待测元素背景A校A试待测元素背景-A空白背景,两次测定吸光度差为待测元素的真实吸光度。A待测A总-A氘A待背-A背,②氘灯校正法氘灯是连续光谱（190360nm），它和空心阴极灯的锐线光源通过切光器交替照射在原子化器上。氘灯的能量被背景和被测元素吸收，但被测元素是线吸收，它占整个连续光谱的吸收信号很小，可以忽略。因此可以认为，氘灯测得的就是背景吸光度。A氘A背空心阴极灯测得的是被测元素吸光度和背景吸光度，A空A总A待A背,,A待测A空-A氘A待背-A背,,氘灯校正背景装置简单，可校正吸光度为0.5以下的背景干扰提高测定灵敏度许多仪器带有氘灯校正、自动扣除背景吸收，但只适用于1９０～３５０nm波段的背景吸收的扣除，要求两个光源的辐射必须严格重合。,③塞曼效应校正法,塞曼效应扣背景利用谱线在磁场的分裂（塞曼效应）是近年来发展起来的新技术，它克服了氘灯法扣背景的局限性，适用波长范围宽（190900nm），扣除准确，扣除能力强，高达1.7吸光度也可扣除，并且基线稳定等。价格贵当光源置于足够的外磁场中时，光源发出的每一条光谱线都将分裂成几条波长相差很小的偏振化谱线，这一现象称为塞曼效应。,③塞曼效应校正法,,可变磁场调节方式,,,,强磁场中,,-,分线的偏振方向与磁场平行，波长不变，作分析线；-和的偏振方向与磁场垂直，波长稍有不同。基态原子对分线产生吸收，对-和分线无吸收，而背景对-、、分线均有吸收。用旋转式检偏器把、分线分开，用分线吸收值减去分线吸收值A待测A线－A线A待背－A背,7-5原子吸收光谱定量分析,一、定量分析方法定量分析的基础是朗伯－比尔定律。AKC,在一定条件下，A与C呈线形关系，可采用标准曲线法、标准加入法和双标准比较法。（一）标准曲线法配一系列基体相同的不同浓度的标准溶液，以空白溶液为参比，在选定的条件下测标准溶液的吸光度。以A为纵坐标，c为横坐标，绘制A－c标准曲线，在相同条件下，测样品的Ax,从标准曲线求出未知样品中待测元素的含量。,（一）标准曲线法,12345样品标液C1C2C3C4C5CXAA1A2A3A4A5AX,,,,,,A,CX,AX,C,为保证测定结果的准确性，应注意以下几点（１）标准溶液与样品的基体组成应尽可能一致，基体元素不同可能带来影响。（２）标准溶液浓度应使A～c在直线的范围内，c不能太大，一般控制A在０.１～０.８之间。（３）测定过程中应保持测定条件不变。标准曲线法简便、快速，适用于组分比较简单的样品，适用于大批量的样品分析。但样品的情况不清或很复杂时分析误差较大，可用其他方法定量。,（一）标准曲线法,（二）标准加入法,12345未知液CXCXCXCXCX标液C0C1C2C3C4AA1A2A3A4A5,CX,0,,,A,,C,取几份相同体积的试液，加入不同量的待测元素的标准液CS,在相同条件下测A,以加入待测元素的标准量为横坐标，测得的A为纵坐标,作ACs标准曲线,将此直线外推至零吸收,与横坐标相交点与原点的距离为稀释后样品中待测元素的Cx.,,优点可最大限度的消除基体的影响，还消除化学干扰和电离干扰的影响。适用于基体未知，成分复杂的样品不适于大批量的测定。不能消除分子干扰注意（１）测定应在直线范围内进行，只能测低含量的样品（２）加入标准与待测物的浓度要在同一数量级内，否则斜率过大或过小将引起很大的误差。（３）适合于测定样品数目不多的情况。,（二）标准加入法,二、灵敏度与检出限,（一）灵敏度1975年，国际纯粹和应用化学联合会（IUPAC）建议把校正曲线的斜率S称为灵敏度，即S△A/△c。灵敏度指在一定浓度时，当被测元素浓度或含量改变一个单位时，吸光度的变化量。S越大，灵敏度越高。浓度型Sc△A/△C质量型Sm△A/△m,１.特征浓度,火焰原子吸收法中，常用特征浓度来表示仪器对某一元素在一定条件下的相对灵敏度，产生１％净吸收待测元素浓度。（μg/mL/1）s为试液浓度（μg/mL），A为试液的吸光度，0.0044即为1时的吸光度。,在石墨炉原子吸收法中，用特征质量mc表示绝对灵敏度。产生１％净吸收的待测元素质量g或g/1）,2.特征质量,S质量浓度，gmL-1；V试液进样体积mL；mc越小元素测定的灵敏度越高灵敏度除了与被测元素的性质有关外，还与仪器的性能，实验条件有关。,（二）检出限,指仪器能以适当的置信度标出元素的最低浓度或最低质量，在原子吸收中，检出限D表示被测元素能产生的信号为空白值的标准偏差3倍时元素的质量浓度或质量。相对检出限为,至少十次连续测量空白值的标准偏差,绝对检出限为,S大，空白值及其波动越小，方法的D越低。D比特征浓度更有明确的意义。重要的技术指标。发表论文需报道检出限D，相对标准偏差，回收率，线性回归方程，相关系数等。P116表7-3列出常用元素的灵敏度和检出限。,V进样体积mL,三。测定条件选择（自学）P116,分析方法的S，D和准确度除了与仪器的性能有关外，还与测定条件有关，注意选择1.分析线选择无干扰，选共振线，激发能低，灵敏度高。若主共振线附近有干扰线，为避免干扰，可选择灵敏度稍低的其它共振线为分析线测高含量元素时，可用元素次灵敏线作分析线。,2.单色器光谱通带选择狭缝宽度,以排除光谱干扰和具有一定透光强度为原则进行选择对于谱线简单的元素，如碱金属，碱土金属，通带可大些；以便提高信噪比和测量精密度，降低检出限对于谱线复杂的元素，如过渡金属、稀土金属用较小的通带。以便提高仪器的分辨率，改善线性范围，提高灵敏度狭缝宽度测不同狭缝A，不引起A减小的最大狭缝宽度是最合适的狭缝宽度。,3．灯电流的选择,在保证光强度和稳定情况下，尽量选用低工作电流16mA。灯电流过小时，光强不足，影响精密度，灯电流过大，灵敏度下降，灯寿命缩短4．原子化条件选择（1）火焰原子吸收法中，调整喷雾器最佳雾化状态，改变燃助比选择最佳火焰类型和状态，调节燃烧器高度，从原子密度最大处通过入射光。（2）石墨炉原子吸收法原子化程序要经过干燥，灰化，原子化，除残四阶段，各阶段的温度及持续时间要通过实验选择。,7-6原子荧光光谱法简介,一、概述原子荧光光谱法是20世纪60年代发展起来的一种新的痕量元素分析方法主要优点1.灵敏度高，检出限低现有20多种元素的检出限优于原子吸收光谱。原子荧光银、镉的检出限分别为0.01,0.001ng/mL。原子吸收银、镉的检出限分别为0.002,0.002g/mL,二、基本原理,气态原子激发态低能态,,,吸收特征谱线,10-8s,发射荧光,各种元素有特定的原子荧光光谱,固可用于定性分析,根据荧光强度进行定量分析.,一原子荧光的类型原子荧光有两大类共振原子荧光A荧非共振原子荧光A≠荧,1.共振原子荧光,气态基态原子吸收的共振线与发射的荧光波长相同，产生共振原子荧光共荧AF,2.非共振原子荧光,A≠F,A,F,当荧光与激发光的波长不相同时，产生非共振荧光。非共振荧光又分为①直跃线荧光、②阶跃线荧光、③反斯托克斯（anti-Stokes荧光。,,非共振荧光,,,,①直跃线荧光,激发态原子跃迁回至高于基态的亚稳态时所发射的荧光称为直跃线荧光。由于荧光的能级间隔小于激发线的能线间隔，故荧光的波长大于激发线的波长。,,②阶跃线荧光,阶跃荧光为被光照激发的原子，以非辐射形式去激发返回到较低能级，再以辐射形式返回基态而发射的荧光。图中的A。,阶跃线荧光,,③反斯托克斯荧光,当自由原子跃迁至某一能级，其获得的能量一部分是由光源激发能供给，另一部分是热能供给，然后返回低能级所发射的荧光为anti-Stokes荧光。见图其荧光能大于激发能，荧光波长小于激发线波长。,anti-Stokes荧光,,（二）原子荧光强度,当仪器和工作条件一定时，原子浓度很低时IfKc荧光强度与浓度成正比,三、原子荧光光谱仪器,原子荧光分光光度计的主要部件激发光源，原子化系统，分光系统，检测系统，光源与检出信号的电源同步调制系统五部分。仪器的基本结构与原子吸收分光光度计相似,,,,,,,,,激发光源高强度、高稳定性；高强度空心阴极灯,原子化器,聚光镜,检测器,分光系统,,要求光源、原子化器和检测器三者处于直角状态,光源,,,电源调制系统,四、定量分析方法及应用,1.定量分析方法IfKcIf与待测元素浓度c成正比关系；可采用标准曲线法进行定量分析，制作Ifc标准曲线，用内插法求出元素的含量2.荧光测定中的干扰（1）荧光猝灭受激原子与其它粒子碰撞以无辐射跃迁损失能量，导致荧光效率，If↓。可用减少溶液中其它干扰粒子的浓度来避免（2）自吸干扰待测元素浓度过高时，基态原子密度过大,产生自吸现象,If与c不成线性关系（3）光散射干扰固体微粒引起光散射干扰，减少散射颗粒，或扣除散射背景光,3.应用,广泛应用于冶金、地质、石化、环保、农业、医学等各个领域不如原子吸收和原子发射广泛。作业18，20，21，22,