原子吸收光譜分析法是實驗室元素分析最常用的方法之一。接下來，將原子光譜儀的檢測原理、分類，以及火焰等內容進行分享。

原子吸收光譜分析（又稱原於吸收分光光度分析）是(shi)基(ji)於(yu)從(cong)光(guang)源(yuan)輻(fu)射(she)出(chu)待(dai)測(ce)元(yuan)素(su)的(de)特(te)征(zheng)光(guang)波(bo)，通(tong)過(guo)樣(yang)品(pin)的(de)蒸(zheng)汽(qi)時(shi)，被(bei)蒸(zheng)汽(qi)中(zhong)待(dai)測(ce)元(yuan)素(su)的(de)基(ji)誌(zhi)原(yuan)子(zi)所(suo)吸(xi)收(shou)，由(you)輻(fu)射(she)光(guang)波(bo)強(qiang)度(du)減(jian)弱(ruo)的(de)程(cheng)度(du)，可(ke)以(yi)求(qiu)出(chu)樣(yang)品(pin)中(zhong)待(dai)測(ce)元(yuan)素(su)的(de)含(han)量(liang)。

原子吸收光譜的理論基礎 

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、原子吸收光譜的產生    
在原子中，電子按一定的軌道繞原子核旋轉

，各個電子的運動狀態是由4geliangzishulaimiaoshu。butongliangzishudedianzi，juyoubutongdenengliang，yuanyudenengliangweiqisuohandianzinengliangdezonghe。yuanzichuyuwanquanyoulizhuangtaishi，juyouzuididenengliang，chengweijitai。zaireneng、電(dian)能(neng)或(huo)光(guang)能(neng)的(de)作(zuo)用(yong)下(xia)
，基(ji)態(tai)原(yuan)於(yu)吸(xi)收(shou)了(le)能(neng)量(liang)，最(zui)外(wai)層(ceng)的(de)電(dian)子(zi)產(chan)生(sheng)躍(yue)遷(qian)，從(cong)低(di)能(neng)態(tai)躍(yue)遷(qian)到(dao)較(jiao)高(gao)能(neng)態(tai)

，它(ta)就(jiu)成(cheng)為(wei)激(ji)發(fa)態(tai)原(yuan)子(zi)。激(ji)發(fa)態(tai)原(yuan)於(yu)很(hen)不(bu)穩(wen)定(ding)，當(dang)它(ta)回(hui)到(dao)基(ji)態(tai)時(shi)
，這(zhe)些(xie)能(neng)量(liang)以(yi)熱(re)或(huo)光(guang)的(de)形(xing)式(shi)輻(fu)射(she)出(chu)來(lai)，成(cheng)為(wei)發(fa)射(she)光(guang)譜(pu)。
其輻射能量大小，用下列公式示：

ΔE=Eq-E0=hv=hc/λ

式中：

h――普朗克常數，其數值為6．626X10-23J・S；         

C――光速（3X105km／s）；       

V、入―一分別為發射光的頻率和波長；       

E0
、Eq―一分別代表基態和激發態原子的能量，它們與原子的結構有關。由於不同元素的原子結構不同
，所以一種元素的原子隻能發射由其已與Eq決定的特定頻率的光。這樣，每一種元素都有其特征的光譜線。即使同一種元素的原子
，它們的Eq也可以不同

，也能產生不同的譜線。原子吸收光譜是原於發射光譜的逆過程。基態原子隻能吸收頻率為υ=（Eq-E0）/h的光
，躍遷到高能態Eq。因此，原子吸收光譜的譜線也取決於元素的原子結構，每一種元素有其特征的吸收光譜線。   

yuanzidedianzicongjitaijifadaozuijiejinyujitaidejifatai
，chengweigongzhenjifa。dangdianziconggongzhenjifataiyueqianhuijitaishi，chengweigongzhenyueqian。zhezhongzhenyueqiansuofashedepuxianchengweigongzhenfashexian，yuciguochengxiangfandepuxianchengweigongzhenxishouxian。yuansudegongzhenxishouxianyibanyouhaoduotiao，qicedinglingminduyebutong。zaicedingshi，yibanxuanyonglingminxian，dandangbeiceyuansuhanliangjiaogaoshi，yekecaiyongcilingminxian。 

吸收強度與分析物質濃度的關係

yuanzizhengqiduibutongpinlvdeguangjuyoubutongdexishoulv，yinci，yuanzizhengqiduiguangdexishoushipinlvdehanshu。danshiduigudingpinlvdeguang，yuanzizhengqiduitadexishoushiyudanweitijizhongdeyuanzidenongduchengzhengbibingfuhelanggeyibierdinglv。dangyitiaopinlvweiυ
，強度為I0的單色光透過長度為L的原子蒸氣層後，透射光的強度為Iv，令比例常數為Kv，則吸光度A與試樣中基態原子的濃度N。有如下關係：A=lg(I0/I)=KLN
zaiyuanzixishouguangpufazhong，yuanzichizhongjifataideyuanzihelizishuhenshao，yincizhengqizhongdejitaiyuanzishumushijishangjiejinyubeiceyuansuzongdeyuanzishumu
，yushiyangzhongbeiceyuansudenongduC成正比。因此吸光度A與試樣中被測元素濃度C的關係如下；A＝KC式中 K―吸收係數隻有當入射光是單色光，上式才能成立。

由於原子吸收光的頻率範圍很窄（0.01nrn以下），隻有銳線光源才能滿足要求。在原子吸收光譜分析中，出於存在多種譜線變寬的因素，例如自然變寬、多普勒（熱）變寬
、同位素效應
、羅蘭茲（壓力）變寬、場變寬、自吸和自蝕變寬等
，引起了發射線扣吸收線變寬，尤以發射線變寬影響最大。譜線變寬能引起校正曲線彎曲，靈敏度下降。減小校正曲線彎曲的幾點措施： 

(1) 選擇性能好的空心陰極燈，減少發射線變寬。

(2) 燈電流不要過高，減少自吸變寬。

(3) 分析元素的濃度不要過高。

(4) 對準發射光
，使其從吸收層中央穿過。

(5) 工作時間不要太長
，避免光電倍增管和燈過熱。

(6) 助燃氣體壓力不要過高，可減小壓力變寬。 

原子吸收光譜儀分類

目前，市場上常見的原子吸收光譜儀有火焰式、石墨爐式、氫化式、冷蒸汽式等四類。
 

1
、火焰式原子吸收光譜法( FLAA）
直(zhi)接(jie)將(jiang)樣(yang)品(pin)導(dao)入(ru)儀(yi)器(qi)進(jin)行(xing)偵(zhen)測(ce)。其(qi)不(bu)同(tong)於(yu)感(gan)應(ying)耦(ou)合(he)電(dian)漿(jiang)原(yuan)子(zi)發(fa)射(she)光(guang)譜(pu)法(fa)者(zhe)，為(wei)隻(zhi)能(neng)進(jin)行(xing)單(dan)一(yi)元(yuan)素(su)的(de)檢(jian)測(ce)，及(ji)較(jiao)不(bu)會(hui)受(shou)到(dao)元(yuan)素(su)間(jian)光(guang)譜(pu)線(xian)的(de)幹(gan)擾(rao)。笑(xiao)氣(qi)/乙炔或空氣/乙(yi)炔(que)火(huo)焰(yan)係(xi)作(zuo)為(wei)將(jiang)吸(xi)入(ru)的(de)樣(yang)品(pin)解(jie)離(li)的(de)能(neng)源(yuan)

，使(shi)樣(yang)品(pin)變(bian)成(cheng)自(zi)由(you)的(de)原(yuan)子(zi)態(tai)
，而(er)可(ke)吸(xi)收(shou)待(dai)測(ce)原(yuan)子(zi)的(de)特(te)定(ding)光(guang)線(xian)，分(fen)析(xi)某(mou)些(xie)元(yuan)素(su)時(shi)，所(suo)使(shi)用(yong)的(de)溫(wen)度(du)或(huo)火(huo)焰(yan)的(de)形(xing)式(shi)極(ji)重(zhong)要(yao)，若(ruo)未(wei)使(shi)用(yong)適(shi)當(dang)的(de)火(huo)焰(yan)及(ji)分(fen)析(xi)條(tiao)件(jian)

，則(ze)化(hua)學(xue)和(he)離(li)子(zi)化(hua)的(de)幹(gan)擾(rao)就(jiu)會(hui)產(chan)生(sheng)。 

2、石墨爐式原子吸收光譜法( GFAA）

此法係以電熱式石墨爐取代火焰作為熱源
，石墨爐可分數個加熱程序對樣品進行漸進式的加熱
，因此，針對樣品溶液中的有機
、無機分子和鹽類的溶劑之蒸發、幹燥、fenjiejizuihouxingchengyuanzideguocheng
，zaihuoyanshiyuanzixishouguangpufahuoganyingouhedianjiangyuanzifasheguangpufazhong，yushugehaomiaoneijiwancheng
，danzaishimoluzhongzekeyusuoshedingdewendujishijianqujianzhong
，yongzugoudeshijianjinxingzhi，qiekeliyongshengwenchengxuhuojizhixiushiji
，quchudaicewuyangpinzhongbuxuyaodejizhichengfen，yijianshaoganrao。
本ben方fang法fa的de優you點dian是shi可ke提ti供gong極ji低di的de偵zhen測ce極ji限xian，若ruo樣yang品pin相xiang當dang幹gan淨jing
，則ze極ji易yi使shi用yong本ben方fang法fa執zhi行xing樣yang品pin檢jian測ce。由you於yu本ben方fang法fa極ji靈ling敏min

，因yin此ci
，幹gan擾rao問wen題ti較jiao嚴yan重zhong，針zhen對dui基ji質zhi複fu雜za的de樣yang品pin

，如ru何he找zhao到dao最zui佳jia的de消xiao化hua方fang法fa，加jia熱re溫wen度du和he加jia熱re時shi間jian及ji基ji質zhi修xiu飾shi劑ji是shi一yi大da挑tiao戰zhan。 

3、氫化式原子吸收光譜法( HGAA）

liyongxuanzexingdehuaxuehaiyuanfanying


，jiangyangpinxiaohuayezhongdeshenhuoxihaiyuanchengqinghuawueryufenli
，yincibenfangfadeyoudianshinengjiangcierzhongyuansucongfuzadeyangpinzhongfenlichulai，erwuqitafenxifangfakenengzaoyudeganraowenti。baogaozhichu，zaixialieqingkuangxiahuiyouyanzhongdeganraowenti：(1)有銅

、銀、汞等易還原的金屬存在時
；(2)有大於200mg/L之高濃度過渡元素存在時
，(3)樣品消化液中有氧化劑(氮氧化物)存在時。 

4、冷蒸氣原子吸收光譜法( CVAA ）

是利用選擇性的化學還原反應，隻將樣品消化液中的汞還原。本方法對汞的分析極靈敏

，但會受樣品中揮發性有機物、氯、和硫化物的幹擾。

原子化過程

原子吸收光譜法采用的原子化方法主要有火焰法、石墨爐法和氫化物發生法。 

1
、火指原子化

這過程中，大致分為兩個主要階段：

（1）從溶液霧化至蒸發為分子蒸氣的過程。主要依賴於霧化器的性能、霧滴大小
、溶液性質
、火焰溫度和溶液的濃度等。 

（2）congfenzizhengqizhijielichengjitaiyuanzideguocheng。zhuyaoyilaiyubeicewuxingchengfenzimenjianneng
，tongshihaiyuhuoyandewendujiqifenxiangguan。fenzidelijienengyuedi，duilijieyueyouli，jiuyuanzixishouguangpufenxieryan

，jiegaonengxiaoyu3．5eV的分子，容易被解離，當大於5eV時，解離就比較困難。
2、石墨爐原子化

樣品置於石墨管內
，用大電流通過石墨管，產生3000℃以下的高溫，使樣品蒸發和原子化。為了阻止石墨管在高溫氧化，在石墨管內、外部用惰性氣體保護。石置爐加溫階段一般可分為： 

(1)幹燥。此階段是將溶劑蒸發掉，加熱的溫度控製在溶劑的沸點左右
，但應避免暴沸和發生濺射，否則會嚴重影響分析精度和靈敏度。 

（2）huihua。zheshibijiaozhongyaodejiarejieduan。qimudeshizaibaozhengbeizhayuansumeiyoumingxiansunshideqiantixia，jiangyangpinjiaredaojinkenenggaodewendu
，pohuaihuozhengfadiaojiti

，jianshaoyuanzihuajieduankenengyudaodeyuansujianganrao，yijiguangsanshehuofenzixishouyinqidebeijingxishou
，tongshishibeizhayuansubianweiyanghuawuhuoqitaleixingwu。 

(3)原子化。在高溫下
，把被測元素的氧化物或其它類型物熱解和還原（主要的）成自由原子蒸氣。 
3、氫化物發生法

在酸性介質中
，以硼氫化鉀（KBH4）作為還原劑，使鍺、錫、鉛
、砷
、銻、秘、硒和儲還原生成共價分於型氫化物的氣體，然後將這種氣體引人火焰或加熱的石英管中，進行原子化。AsCl3+4KBH4+HCl+8H2O=AsH3+4KCl+4HBO2+13H2

火焰

1

、火焰的種類 

原子吸收光譜分析中常用的火焰有：空氣一乙炔
、空氣一煤氣（丙烷）和一氧化二氮一乙炔等火焰。 

（1）空氣一乙炔。這是最常用的火焰。此焰溫度高（2300℃），乙炔在燃燒過程中產生的半分解物C*、CO*
、CH*等活性基因，構成強還原氣氛，特別是富燃火焰，具有較好的原子化能力。 

（2）空氣一煤氣（丙烷）。此焰燃燒速度慢、安全
、溫度較低（1840～1925℃），火焰穩定透明。火焰背景低
，適用於易離解和幹擾較少的元素
，但化學幹擾多。 

（3）一氧化二氮一乙炔。由於在一氧化二氮中，含氧量比空氣高
，所以這種火焰有更高的溫度（約3000℃）。
在富燃火焰中，除了產生半分解物C*、CO*
、CH*外，還有更強還原性的成分CN*及NH*等
，這些成分能更有效地搶奪金屬氧化物中氧
，從而達到原子化的目的。這就是為什麼空氣乙炔火焰不能測定的矽、鋁、鈦

、錸等特別難離解的元素

，在一氧化二氮一乙炔火焰中就能測定的原因。本文除特指外均屬空氣一乙炔火焰。 
2、火焰的類型 

(1) huaxuejilianghuoyan。youchengzhongxinghuoyan，zhezhonghuoyanderanqijizhuranqi，jibenshangshianzhaotamenzhijiandehuaxuefanyingshitigongde。duikongqiyiyiquehuoyan，kongqiyuyiquezhibiyuewei4：1。火huo焰yan是shi藍lan色se透tou明ming的de，具ju有you溫wen度du高gao，幹gan擾rao少shao，背bei景jing發fa射she低di的de特te點dian。火huo焰yan中zhong半ban分fen解jie產chan物wu比bi貧pin燃ran火huo焰yan高gao，但dan還hai原yuan氣qi氛fen不bu突tu出chu，對dui火huo焰yan中zhong不bu特te別bie易yi形xing成cheng單dan氧yang化hua物wu的de元yuan素su，除chu堿jian金jin屬shu外wai，采cai用yong化hua學xue計ji量liang火huo焰yan進jin行xing分fen析xi為wei好hao。
(2) 貧焰火焰。當燃氣與助燃氣之比小於化學反應所需量時，就產生貧燃火焰。其空氣與乙炔之比為4：1至6：1。huoyanqingxi，chengdanlanse。youyudalianglengdezhuranqidaizouhuoyanzhongdereliang
，suoyiwendujiaodi。youyuranshaochongfen，huoyanzhongbanfenjiechanwushao，haiyuanxingqifendi，buliyujiaonanlijieyuansudeyuanzihua，bunengyongyuyishengchengdanyanghuawuyuansudefenxi。danwendudiduiyilijieyuansudecedingyouli。

（3）富燃火焰。燃氣與助燃氣之比大於化學反應量時
，就產生富燃火焰。空氣與乙炔之比為4：1．2～二．5huogengda，youyuranshaobuchongfen，banfenjiewunongduda，juyoujiaoqiangdehaiyuanqifen。wendulvediyuhuaxuejilianghuoyan，zhongjianbocengquyubijiaoda，duiyixingchengdanyanghuawunanlijieyuansudecedingyouli，danhuoyanfashehehuoyanxishoujibeijingjiaoqiang，ganraojiaoduo，buruhuaxuejilianghuoyanwending。