原子吸收光谱法——简介
简介
原子吸收光谱法AAS的定义:原子吸收光谱法是一种测量气态原子对光辐射的吸收的方法。
原子吸收光谱仪的结构:
光源、原子化器、单色器、检测器
光源:发射待测元素的光谱。
原子化器:使待测样品在其中形成原子
单色器:用于光谱色散,其出射狭缝用以选择共振线
检测器:检测辐射强度并放大信号以获得测量读数。
可能的干扰:
发射干扰:虽然在通常火焰温度下激发态的原子总数是显著小于基态原子数,但是火焰发射对吸收测量产生的干扰已经被许多实例证实。样品中总是包含各种各样的元素,因此在火焰中就能够产生其各自的发射光谱,干扰检测器。
如果不可能将分析元素的共振线与其他元素的发射线分开,即通过单色器的出射狭缝消除干扰,那么就会产生光谱干扰。因而产生负吸光度。使用AC照明系统代替DC照明,对光束进行固定频率调制,解决这个问题。此系统中已不可能存在光谱干扰了。
光源
光谱学中,通常用光代替辐射,根据CIE的推荐,传统的光指的是400-750nm的电磁波谱。
空心阴极灯
空心阴极灯主要用于激发。它是是一个内部充有惰性气体的玻璃圆筒,在几百帕的压力下阴极和阳极直接烧结在圆筒内,阴极一般是个空心圆筒,用待测元素的金属制作,阳极是一根粗导线,通常是钨或镍。两个电极间加上几百伏电压后即产生辉光放电。
事实上,如果金属在阴极内处于熔融状态,并且结合White形状,就能得到特别稳定的发射避免了灯的自吸和自蚀现象。
蒸汽放电灯
汞、锌 和碱金属这类很易蒸发的金属以往总是使用低压蒸汽放电灯来测定。但是伴随有严重的自吸和自蚀现象,目前对于挥发性元素使用性能良好的无极放电灯就能达到很好的效果。
无极放电灯
无极放电灯是产生最大光强和最窄谱线宽度的光源灯。是很好的光源。
原子化器
吸收池,并将样品中的离子或分子变成待测元素的基态原子。
火焰技术
采用雾化器将样品喷雾到火焰中可以获得一个稳定的与时间无关的信号,该信号高度与待测元素的浓度成正比。
理想的火焰应当是透明和没有火焰背景的,即火焰不吸收或只吸收最低量光并不产生辐射。火焰的发射会增加信号中的噪声。一定限度内,火焰温度没有明显的影响,重要的是火焰的氧化或者还原性质。而此决定于燃烧过程中释放出来的反应产物的分压。另外要避免样品中的共存组分或火焰气体的燃烧产物与原子发生第二级反应。
空气乙炔火焰在个别情况下例如碱金属样品才会发生比较明显的电离现象。
这种火焰在一个较宽的光谱区域是完全透明的。只在230nm以下才有较大的吸光度。砷的波长193.7nm处火焰的吸收为65%。另外该火焰的火焰发射极小,而且火焰比例能在一个较宽的范围内调节,所以是一个最好的选择。
碱土金属适合在弱还原火焰中测量(燃气稍过量)。有资料显示钼在一个很明亮的火焰(燃气过量很多)中能达到最大吸收,它还适用于铬和锡。但是他的缺点是有比较强的发射以及由于为反应的碳产生显著的吸收现象。
有资料显示,在测定钼时,火焰中常常是首先发生氧化作用。在化学计量的空气乙炔火焰的第一反应区上部有一个很窄的高浓度钼原子带,它很快的与火焰中的氧发生反应。但是这种方法会出现许多难以控制的非光谱干扰。他表明有许多化学组分在火焰中还没有足够的解离,或者是已生成的原子又自发的与火焰中的组分发生了反应。因此,大约有三十种能够生成稳定氧键的元素不能使用空气乙炔火焰进行测定。
因此使用笑气/乙炔火焰(1965 Willis)。这种火焰略带富燃性,它有一个高约2-4mm的兰白色第一反应带,其上方是一特征的5-50mm高红色还原带,红色还原带上是比较淡兰-紫色的第二反应带,燃气的氧化反应在第二反应带发生。
红色的还原带内样品解离成原子,而金属原子没有明显的氧化。所以观察高度和助燃气/燃烧气之比率对干扰的影响最大。
为什么不用纯氧作为助燃气体?因为这种火焰是高速燃烧,低原子化效率。
燃烧器
普通燃烧器允许的总盐量最多是5%,三缝燃烧器固体含量可达30%
原子吸收光谱法AAS的定义:原子吸收光谱法是一种测量气态原子对光辐射的吸收的方法。
原子吸收光谱仪的结构:
光源、原子化器、单色器、检测器
光源:发射待测元素的光谱。
原子化器:使待测样品在其中形成原子
单色器:用于光谱色散,其出射狭缝用以选择共振线
检测器:检测辐射强度并放大信号以获得测量读数。
可能的干扰:
发射干扰:虽然在通常火焰温度下激发态的原子总数是显著小于基态原子数,但是火焰发射对吸收测量产生的干扰已经被许多实例证实。样品中总是包含各种各样的元素,因此在火焰中就能够产生其各自的发射光谱,干扰检测器。
如果不可能将分析元素的共振线与其他元素的发射线分开,即通过单色器的出射狭缝消除干扰,那么就会产生光谱干扰。因而产生负吸光度。使用AC照明系统代替DC照明,对光束进行固定频率调制,解决这个问题。此系统中已不可能存在光谱干扰了。
光源
光谱学中,通常用光代替辐射,根据CIE的推荐,传统的光指的是400-750nm的电磁波谱。
空心阴极灯
空心阴极灯主要用于激发。它是是一个内部充有惰性气体的玻璃圆筒,在几百帕的压力下阴极和阳极直接烧结在圆筒内,阴极一般是个空心圆筒,用待测元素的金属制作,阳极是一根粗导线,通常是钨或镍。两个电极间加上几百伏电压后即产生辉光放电。
事实上,如果金属在阴极内处于熔融状态,并且结合White形状,就能得到特别稳定的发射避免了灯的自吸和自蚀现象。
蒸汽放电灯
汞、锌 和碱金属这类很易蒸发的金属以往总是使用低压蒸汽放电灯来测定。但是伴随有严重的自吸和自蚀现象,目前对于挥发性元素使用性能良好的无极放电灯就能达到很好的效果。
无极放电灯
无极放电灯是产生最大光强和最窄谱线宽度的光源灯。是很好的光源。
原子化器
吸收池,并将样品中的离子或分子变成待测元素的基态原子。
火焰技术
采用雾化器将样品喷雾到火焰中可以获得一个稳定的与时间无关的信号,该信号高度与待测元素的浓度成正比。
理想的火焰应当是透明和没有火焰背景的,即火焰不吸收或只吸收最低量光并不产生辐射。火焰的发射会增加信号中的噪声。一定限度内,火焰温度没有明显的影响,重要的是火焰的氧化或者还原性质。而此决定于燃烧过程中释放出来的反应产物的分压。另外要避免样品中的共存组分或火焰气体的燃烧产物与原子发生第二级反应。
空气乙炔火焰在个别情况下例如碱金属样品才会发生比较明显的电离现象。
这种火焰在一个较宽的光谱区域是完全透明的。只在230nm以下才有较大的吸光度。砷的波长193.7nm处火焰的吸收为65%。另外该火焰的火焰发射极小,而且火焰比例能在一个较宽的范围内调节,所以是一个最好的选择。
碱土金属适合在弱还原火焰中测量(燃气稍过量)。有资料显示钼在一个很明亮的火焰(燃气过量很多)中能达到最大吸收,它还适用于铬和锡。但是他的缺点是有比较强的发射以及由于为反应的碳产生显著的吸收现象。
有资料显示,在测定钼时,火焰中常常是首先发生氧化作用。在化学计量的空气乙炔火焰的第一反应区上部有一个很窄的高浓度钼原子带,它很快的与火焰中的氧发生反应。但是这种方法会出现许多难以控制的非光谱干扰。他表明有许多化学组分在火焰中还没有足够的解离,或者是已生成的原子又自发的与火焰中的组分发生了反应。因此,大约有三十种能够生成稳定氧键的元素不能使用空气乙炔火焰进行测定。
因此使用笑气/乙炔火焰(1965 Willis)。这种火焰略带富燃性,它有一个高约2-4mm的兰白色第一反应带,其上方是一特征的5-50mm高红色还原带,红色还原带上是比较淡兰-紫色的第二反应带,燃气的氧化反应在第二反应带发生。
红色的还原带内样品解离成原子,而金属原子没有明显的氧化。所以观察高度和助燃气/燃烧气之比率对干扰的影响最大。
为什么不用纯氧作为助燃气体?因为这种火焰是高速燃烧,低原子化效率。
燃烧器
普通燃烧器允许的总盐量最多是5%,三缝燃烧器固体含量可达30%