原子吸收

吳夢雅

（中國石油大學（華東），山東青島 266580）

原子吸收

吳夢雅

（中國石油大學（華東），山東青島 266580）

原子吸收法，也稱原子吸收分光光度法，是一種定量分析方法，依據是測元素的基態原子對其特征輻射線的吸收程度。主要論述原子吸收的原理，譜線輪廓及定量分析方法。

原子吸收；譜線輪廓；定量分析

1 原理

原子吸收法是基于：蒸汽中待測元素的氣態基態原子會吸收從光源發出的被測元素的特征輻射線，具有一定選擇性，由輻射減弱的程度求得樣品中被測元素的含量。

當輻射通過原子蒸汽，且輻射頻率等于原子中電子由基態躍遷到較高能態所需要的能量的頻率時，原子從入射輻射中吸收能量，產生共振吸收。原子吸收光譜是由于電子在原子基態和第一激發態之間躍遷產生的。每一種原子的能級結構均是獨特的，故原子有選擇性的吸收輻射頻率。因此，在所有情況下，均可產生反映該種原子結構特征的原子吸收光譜。

2 原子吸收光譜的譜線輪廓

原子光譜本應為線狀光譜，但實際上原子吸收光譜不是一條幾何線，而是有一定寬度。光譜線的寬度，是指譜線的半寬度，即最大吸收系數一半處的譜線輪廓上兩點之間的頻率或波長差。

引起譜線變寬的原因有自然寬度，多普勒變寬和壓力變寬。

譜線的自然寬度，是指在無外界條件影響下的譜線寬度，由運動著的光量子之間的彈性碰撞所引起，與原子激發態壽命有關。其自然寬度一般是在Δ≈10-5nm，與熱變寬和壓力變寬相比多可以忽略。

譜線的熱變寬，多普勒變寬是由于原子在空間作熱運動而引起的譜線變寬。當光源與檢測器之間有相對運動時，相對運動速度和方向的不同，檢測器接收到的頻率也會隨之改變。一般多普勒變寬引起的波長變寬值可用△D=7.162×10-70，計算求得。

譜線的壓力變寬，又稱碰撞變寬。壓力變寬是指粒子之間的相互碰撞引起的變寬。壓力變寬又分為兩種，洛倫茲變寬△L是指由不同粒子間碰撞引起的變寬；而霍爾茲馬克變寬△H是指同種粒子間碰撞引起的變寬，又稱共振線變寬。

在火焰原子化器中，碰撞大部分都發生在分析原子與火焰燃燒產物之間；在石墨爐原子化器中，既有原子之間的碰撞，又有原子與石墨管管壁的碰撞。

由于被分析元素與其他粒子碰撞時，自身能量一般減小，所以碰撞變寬一般表現為中心頻率低移或波長紅移，同時使譜線輪廓變得不對稱。

洛倫茲變寬的大小，不僅隨局外氣體壓力增大而增大，而且因氣體性質不同，變寬程度也不同，重氣體如Ar、N2引起峰位的紅移；輕氣體如He、Ne、H2等引起峰位的紫移。

在通常原子吸收光譜分析條件下，分析原子濃度都很低，因此霍爾茲馬克變寬大多可以忽略不計。

3 原子吸收光譜的定量分析

3.1原子吸收光譜定量分析的基本依據是郎伯比爾定律

在原子化溫度下，N總=N0+Nj，由玻爾茨曼方程分析可得，N總≈N0，同時樣品蒸汽中，氣態基態原子數目N0可以代表元素的原子總數N總，N總=k1 （ck1是與原子化器的噴霧效率、原子化效率有關的比例常數，它與T有關，T增加，k1增加）。根據朗伯-比耳定律的條件，原子吸收光譜法是同種元素發射的共振線，再被同種元素的氣態基態原子吸收，幾乎完全符合朗伯比爾定律的條件。因此，A=k2N總≈k2N0（k2是與元素的共振線j、參與吸收的原子層厚度即原子化裝置的燃燒縫長有關的比例常數）。所以可得，A=k1k2c，令K=k1k2，則有：A=Kc。

因為原子吸收光譜譜線并非一條直線，所以原子吸收與原子濃度的定量關系可以用兩種方法測定，一種是積分吸收法，另一種是峰值吸收測量法，實現峰值吸收測量，需要滿足兩個條件，首先光源發射線的半寬度應遠遠小于吸收線的半寬度，其次光源發射線的中心頻率應與吸收線中心頻率重合。

3.2原子吸收光譜分析常用定量方法有標準曲線法，標準加入法，標準增量法

標準曲線法，又稱校正曲線法，即用校正曲線求得被測元素含量。第一步是用標準物質配置標準系列溶液，被測溶液濃度為ci（i=。然后在標準條件下，依次測定各標準樣品的吸光度值Ai（i=1，2，3，4…），并繪制校正曲線，即吸光度和濃度的關系曲線。在同樣條件下，測定樣品的吸光度值Ax。在校正曲線上，根據被測元素的吸光度值Ax查得其含量cx。

3.3原子吸收光譜分析是相對分析法，標準樣品和被分析樣品物理化學性質的相似程度決定了分析結果的準確性

吸光度的加和性是標準加入法利用的原理。從這點考慮，要求當被測元素含量對干擾組分含量的比值改變，試樣的基體效應不得變化，即必須校正背景和空白值，消除系統相對誤差，且應保證校正曲線是線性的。

標準加入法的操作為，在幾份等量的被分析試樣中分別加入濃度為5種不同量的被測定元素標準溶液，并以空白溶液做參比，在標準條件下，依次測定它們的吸光度值Ai（i=1，2，3，4，5），制作校正曲線，縱坐標為吸光度，加入量為橫坐標，校正曲線不通過原點。

校正背景吸收過后，試樣中不含被測定元素，校正曲線應通過原點。校正曲線如果沒有通過原點，說明試樣中含有被測元素，橫截距吸光度值的大小便體現了其含量的多少。將校正曲線延長與橫坐標交于一點，被測元素的含量cx可從原點至交點的距離讀出。

Atomic Absorption

Wu Meng-ya

Ground state atoms of the element measured degree of absorption atomic absorption spectrometry，atomic absorption spectrophotometry，also known，is a quantitative analysis method，based on its characteristic emission lines.This paper discusses the principles of atomic absorption line profi les and quantitative analysis.

atomic absorption line profi les；quantitative analysis

O657.31

A

1003-6490（2016）01-0023-02

2016-01-06

吳夢雅（1994—），女，安徽安慶人，本科在讀，主要研究方向為化學的分析化學。