石河子大学：《仪器分析》课程教学课件（食品质量与安全）第三章 原子吸收与原子荧光光谱法 Atomic absorption spectrometry, AAS

第三章 原子吸收与原子荧光光谱法 Atomic absorption spectrometry, AAS 2011/12/27 石河子大学化学化工学院 1

2011/12/27 石河子大学化学化工学院 1 第三章 原子吸收与原子荧光光谱法 Atomic absorption spectrometry, AAS

第一节概述 原子吸收现象：原子蒸气对其原子共振辐射吸收的现象； 1802年被人们发现； 1955年以前，一直未用于分析化学 澳大利亚物理学家Walsh A(沃尔什)发表了著名论文： 《原子吸收光谱法在分析化学中的应用》 奠定了原子吸收光谱法的基础，之后迅速发展。特点： (1)检出限低，10-10~10-14g: (2)准确度高，1%~5%； (3)选择性高，一般情况下共存元素不干扰； (4)应用广，可测定70多个元素（各种样品中)；

第一 节 概 述 原子吸收现象：原子蒸气对其原子共振辐射吸收的现象； 1802年被人们发现； 1955年以前，一直未用于分析化学 澳大利亚物理学家 Walsh A（沃尔什）发表了著名论文： 《原子吸收光谱法在分析化学中的应用》 奠定了原子吸收光谱法的基础，之后迅速发展。特点： (1) 检出限低，10-10～10-14 g； (2) 准确度高，1%～5%； (3) 选择性高，一般情况下共存元素不干扰； (4) 应用广，可测定70多个元素（各种样品中）；

局限性：难熔元素、非金属元素测定困难、不能 同时多元素测定、非火焰法准确度和精密度不 够 2011/12/27 石河子大学化学化工学院

2011/12/27 石河子大学化学化工学院 3 局限性：难熔元素、非金属元素测定困难、不能 同时多元素测定、非火焰法准确度和精密度不 够

定义： AAS是基于气态的基态原子外层电子 对紫外光和可见光的吸收（通常是待测元 素的特征谱线)为基础的分析方法。 2011/12/27 石河子大学化学化工学院 4

2011/12/27 石河子大学化学化工学院 4 定义： AAS是基于气态的基态原子外层电子 对紫外光和可见光的吸收(通常是待测元 素的特征谱线)为基础的分析方法

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火焰 镁空心阴极灯 Mg285.2nm 单色器光电检测器 原子化系统 试液 助 2011/12/27 愿需揆收誣秀意图 6

2011/12/27 石河子大学化学化工学院 6 原子吸收分析示意图

AAS与AES之比较： 相似之处一产生光谱的对象都是原子；都是 电子能级的跃迁。 不同之处一AAS是基于“基态原子”选择性 吸收光辐射能凸V,并使该光辐射强度降低而产 生的光谱（共振吸收线）； AES是基态原子受到热、电或光能 的作用，原子从基态跃迁至激发态，然后再返 回到基态时所产生的光谱（共振发射线和非共振 发射线)。 2011/12/27 石河子大学化学化工学院 7

2011/12/27 石河子大学化学化工学院 7 AAS与AES之比较： 相似之处——产生光谱的对象都是原子；都是 电子能级的跃迁。 不同之处——AAS是基于“基态原子”选择性 吸收光辐射能(h)，并使该光辐射强度降低而产 生的光谱(共振吸收线)； AES是基态原子受到热、电或光能 的作用，原子从基态跃迁至激发态，然后再返 回到基态时所产生的光谱(共振发射线和非共振 发射线)

原子吸收分光光度和紫外一可见分光光度法的比较： 相同点：都属于吸收光谱 不同点： UV-Vis AAS 分子吸收 原子吸收 宽带吸收（几纳米到几十纳米）窄带吸收(103nm) 连续光源 锐线光源 2011/12/27 石河子大学化学化工学院 8

2011/12/27 石河子大学化学化工学院 8 原子吸收分光光度和紫外—可见分光光度法的比较: 相同点:都属于吸收光谱 不同点: UV-Vis AAS 分子吸收 原子吸收 宽带吸收（几纳米到几十纳米） 窄带吸收（10-3nm） 连续光源 锐线光源

第二节 原子吸收光谱法的原理 一、共振线和吸收线 共振线： 吸收的辐射能使基态原子跃迁到能量最低 的第一激发态时，产生的吸收线叫 原子结构不同一对辐射的吸收不同—一共振吸收线不同 通常选择元素最灵敏（多数为共振线）的第一共振线 作为分析线。 2011/12/27 石河子大学化学化工学院 9

2011/12/27 石河子大学化学化工学院 9 第二节 原子吸收光谱法的原理 一、共振线和吸收线 共振线： 吸收的辐射能使基态原子跃迁到能量最低 的第一激发态时，产生的吸收线叫~ 原子结构不同 对辐射的吸收不同 共振吸收线不同 通常选择元素最灵敏（多数为共振线）的第一共振线 作为分析线

二、基态原子数与激发态原子数的分布 待测元素在进行原子化时，其中必有一部分原 子吸收了较多的能量而处于激发态，据热力学原理 ，当在一定温度下处于热力学平衡时，激发态原子 数与基态原子数之比服从Boltzmann分配定律： N E1-E0) e kT N 0 0 2011/12/27 石河子大学化学化工学院 10

2011/12/27 石河子大学化学化工学院 10 二、基态原子数与激发态原子数的分布 待测元素在进行原子化时，其中必有一部分原 子吸收了较多的能量而处于激发态，据热力学原理 ，当在一定温度下处于热力学平衡时，激发态原子 数与基态原子数之比服从 Boltzmann 分配定律： ) kT E ( 0 i 0 i i e g g N N  E 0  