原子吸收光譜法及其應(yīng)用

邱才升，賴秋祥，廖彬玲

（紫金銅業(yè)有限公司，福建 龍巖 364200）

原子吸收光譜法是一種分析方法，主要有直接法和間接法兩種，直接法是利用特定的波長直接測定目標(biāo)元素的含量，并已廣泛應(yīng)用于微量元素的分析等方面；間接法是利用締合、沉淀、氧化還原等定量反應(yīng)的發(fā)生、經(jīng)離心分離、原子吸收光譜法測定體系中游離的金屬離子而間接測定目標(biāo)分子。

1 原子吸收光譜法的基本原理

眾多周知，自然界中的每一種物質(zhì)在其組成上都具有獨特的原子結(jié)構(gòu)和外層電子排列，當(dāng)原子被激發(fā)以后也會因為原子的不同使得電子具有不同的躍遷，同時，也會輻射出不同波長的光，也就是說，每種元素在激發(fā)后都會有具有自身特征的光譜線，而原子吸收光譜法正式通過這一特征進(jìn)行元素的分析過程。在實際應(yīng)用原子吸收光譜時需要將需要分析的樣品處于第一激發(fā)態(tài)，利用儀器使原子從不穩(wěn)定的激發(fā)態(tài)回到穩(wěn)定的基態(tài)，并釋放出多余的能量，其中輻射的光線為共振線。因為每種元素的共振線有其自身的特征，所以原子吸收光譜法在使用過程中能夠從樣品中發(fā)現(xiàn)不同的特征波長，波長通過待測樣品的原子蒸氣也會促使其外層電子進(jìn)行同種元素所發(fā)射的特征譜線的選擇性地吸收，吸光度就可以判斷樣品中待測的元素種類。

2 原子吸收光譜法的優(yōu)缺點[1]

2.1 優(yōu)點

（1）選擇性強(qiáng)，精準(zhǔn)度高。原子吸收光譜法在使用中吸收的譜線僅發(fā)生在主線系，主線系的譜線本身具有較窄的特性，因此使用中受到光譜的感染并不嚴(yán)重，而且選擇性也較強(qiáng)，測定方法比較簡便。

（2）分析范圍廣。原子吸收光譜法目前在對元素的測定中具有較大的發(fā)展空間，不管是低含量或主量元素，還是微量、痕量、甚至超痕量元素都可以進(jìn)行測定，同時，對某些非金屬元素和有機(jī)物也能間接進(jìn)行測定，在針對樣品的選擇上也沒有較為限制的要求，液態(tài)、氣態(tài)以及某些固態(tài)都可以進(jìn)行測定。

（3）抗干擾能力強(qiáng)。原子吸收光譜法在使用中受到的影響較小，譜線較穩(wěn)定，不管是溫度還是信號想讀對其造成的干擾都較小，因此，在精準(zhǔn)度上也能確保最高。

2.2 缺點

原子吸收光譜法主要的局限性就是分析過程較單一，無法做到同時分析多種元素，對一些難容的元素上的測定靈敏度也較低，同時在針對一些復(fù)雜樣品的分析上容易受到干擾。

3 原子吸收光譜法的應(yīng)用

3.1 在理論研究方面的應(yīng)用

原子吸收光譜法目前在各行各業(yè)的應(yīng)用中起到的主要是分析作用，隨著先進(jìn)技術(shù)手段的融入，也逐漸成為物理或者化學(xué)學(xué)科中的一種實驗手段，在測定物質(zhì)的基本性能以及研究等方面具有較好的作用，在一些化合物的金屬元素分析上也有重大意義，可以理論研究方面的應(yīng)用。

3.2 在元素分析方面的應(yīng)用

原子吸收光譜法的應(yīng)用領(lǐng)域較多，目前常見的主要是工業(yè)、生化制藥、地質(zhì)、環(huán)保等領(lǐng)域，其主要功能就是對金屬元素進(jìn)行分析，并作為標(biāo)準(zhǔn)分析法為行業(yè)生產(chǎn)提供參考依據(jù)，以下對原子吸收光譜法分析礦物中的成分以及直接測定工業(yè)水中重金屬應(yīng)用進(jìn)行了介紹。

（1）原子吸收光譜法測定礦物中的銅

礦物冶煉也是我國工業(yè)發(fā)展中的一項重要產(chǎn)業(yè)，其在冶煉過程中也逐漸采用原子吸收光譜法來進(jìn)行測定。比如礦物中的銅，過去的礦石中銅的測定一般是用碘量法進(jìn)行測定，其本身存在的分析干擾多、操作繁瑣、分析速度緩慢等缺點，嚴(yán)重制約著礦物企業(yè)的生產(chǎn)進(jìn)程，因而原子吸收光譜法的應(yīng)用逐漸普及。其測定過程主要是選用銅的次靈敏線（327.4和249.2nm）作為分析線，銅的次靈敏線相比于銅的最靈敏線來說能夠最大程度上減少稀釋引起的誤差，對含量低時的分析也能夠兼顧。主要過程就是用濃鹽酸和濃硝酸分解礦石試樣，將其濃度稀釋到2%，并利用銅的次靈敏線為依據(jù)進(jìn)行分析，一般來說，對礦石中的銅的測定成都可以達(dá)到0.05%～20.00%。

（2）原子吸收光譜法直接測定工業(yè)水中的重金屬

原子吸收光譜法測定工業(yè)水中重金屬的方法主要就是用來做水質(zhì)檢測，也是判定水污染程度的重要參考依據(jù)，一般來說，水中含有的鐵、錳、鋅、銅、鉻、鎘及鉛都能夠?qū)⑦M(jìn)行含量的測定。

目前來說，測定工業(yè)水中的鋅含量主要采用的是火焰原子吸收光譜法[2]，主要方法是以相應(yīng)元素的空心陰極燈為光源，空氣－乙炔火焰，用(1+1)硝酸酸化至pH≤2時來測定Zn的含量多少，在水樣中加入適量NaCl來減少電離干擾的同時也能測定鉀的含量。

4 原子吸收光譜法的應(yīng)用趨勢

（1）原子吸收光譜法近些年來在發(fā)展過程中逐漸完善，激光在原子吸收分析方面的應(yīng)用研究也逐漸步入正軌，目前在針對激光是否可以代替空心陰極燈光源問題上的研究上也有重大突破，激光具有的能夠使樣品原子化的功能也為微區(qū)和薄膜分析提供了新手段，在對一些難溶元素的分析上也取得了重大的進(jìn)展。

（2）電視型光電器件在研究中發(fā)現(xiàn)可以做多元素分析鑒定器。該種器件的應(yīng)用能夠較好的結(jié)合中階梯光柵單電器和可調(diào)諧激光器光源并利用計算機(jī)技術(shù)進(jìn)行測定多元素的原子吸收光譜儀的設(shè)計，為多種元素共同分析提供了可能。

（3）高效分離技術(shù)GC、LC的引入應(yīng)用使原子吸收在痕量、超痕量范圍內(nèi)的測定有了更大的應(yīng)用空間。

5 結(jié)語

綜上所述，原子吸收光譜法作為一種應(yīng)用較為廣泛的分析法已經(jīng)受到各領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，其具有的選擇性強(qiáng)、精準(zhǔn)度高、分析范圍廣以及抗干擾能力強(qiáng)等特性使其在重點在礦物的分析中發(fā)揮出重大作用，并能夠在物理或者化學(xué)領(lǐng)域的實驗研究中取得較大成效，因此，在其以后發(fā)展中還需要借助先進(jìn)的技術(shù)手段提高其應(yīng)用效能，使其應(yīng)用更加廣泛。