AAS(Atomic Absorption Spectroscopy)即原子吸收光譜,基于氣�(tài)的基�(tài)原子外層電子�(duì)紫外光和可見光范圍的相對(duì)�(yīng)原子共振輻射線的吸收�(qiáng)度來(lái)定量被測(cè)元素含量為基�(chǔ)的分析方�,是本世紀(jì)50年代中期出現(xiàn)并在以后逐漸�(fā)展起�(lái)的一種新型的儀器分析方�,這種方法根據(jù)蒸氣相中被測(cè)元素的基�(tài)原子�(duì)其原子共振輻射的吸收�(qiáng)度來(lái)�(cè)定試樣中被測(cè)元素的含�。它在地�(zhì)、冶�、機(jī)械、化�、農(nóng)�(yè)、食�、輕�、生物醫(yī)�、環(huán)境保�(hù)、材料科�(xué)等各�(gè)�(lǐng)域有廣泛的應(yīng)��
階段 原子吸收�(xiàn)象的�(fā)�(xiàn)與科�(xué)解釋
早在1802年,伍朗斯頓(W.H.Wollaston)在研究太陽(yáng)連續(xù)光譜�(shí),就�(fā)�(xiàn)了太�(yáng)連續(xù)光譜中出�(xiàn)的暗��1817�,弗勞霍�(fèi)(J.Fraunhofer)在研究太陽(yáng)連續(xù)光譜�(shí),再次發(fā)�(xiàn)了這些暗線,由于當(dāng)�(shí)尚不了解�(chǎn)生這些暗線的原因,于是就將這些暗線稱為弗勞霍費(fèi)��1859�,克希荷夫(G.Kirchhoff)在研究堿金屬和堿土金屬的火焰光譜時(shí),發(fā)�(xiàn)鈉蒸氣發(fā)出的光通過(guò)溫度較低的鈉蒸氣�(shí),會(huì)引起鈉光的吸�,并且根�(jù)鈉發(fā)射線與暗線在光譜中位置相同這一事實(shí),斷定太�(yáng)連續(xù)光譜中的暗線,正是太�(yáng)外圍大氣圈中的鈉原子�(duì)太陽(yáng)光譜中的鈉輻射吸收的�(jié)��
第二階段 原子吸收光譜儀器的�(chǎn)�
原子吸收光譜作為一種實(shí)用的分析方法是從1955年開始的。這一年澳大利亞的瓦爾�(A.Walsh)�(fā)表了他的著名論文'原子吸收光譜在化�(xué)分析中的�(yīng)�'奠定了原子吸收光譜法的基�(chǔ)�50年代末和60年代�,Hilger, Varian Techtron及Perkin-Elmer公司先后推出了原子吸收光譜商品儀器,�(fā)展了瓦爾西的�(shè)�(jì)思想。到�60年代中期,原子吸收光譜開始�(jìn)入迅速發(fā)展的�(shí)期�
第三階段 電熱原子吸收光譜儀器的�(chǎn)�
1959�,蘇聯(lián)里沃夫發(fā)表了電熱原子化技�(shù)的篇論文。電熱原子吸收光譜法的靈敏度可達(dá)�10-12-10-14g,使原子吸收光譜法向前�(fā)展了一�。近年來(lái),塞曼效應(yīng)和自吸效�(yīng)扣除背景技�(shù)的發(fā)�,使在很高的的背景下亦可順利地�(shí)�(xiàn)原子吸收�(cè)�。基體改�(jìn)技�(shù)的應(yīng)�、平�(tái)及探針技�(shù)的應(yīng)用以及在此基�(chǔ)上發(fā)展起�(lái)的穩(wěn)定溫度平�(tái)石墨爐技�(shù)(STPF)的應(yīng)�,可以�(duì)許多�(fù)雜組成的試樣有效地實(shí)�(xiàn)原子吸收�(cè)��
第四階段 原子吸收分析儀器的�(fā)�
隨著原子吸收技�(shù)的發(fā)�,推�(dòng)了原子吸收儀器的不斷更新和發(fā)�,而其它科�(xué)技�(shù)�(jìn)�,為原子吸收儀器的不斷更新和發(fā)展提供了技�(shù)和物�(zhì)基礎(chǔ)。微�(jī)控制的原子吸收光譜系�(tǒng)�(jiǎn)化了儀器結(jié)�(gòu),提高了儀器的自動(dòng)化程度,改善了測(cè)定準(zhǔn)確度,使原子吸收光譜法的面貌�(fā)生了重大的變�。聯(lián)用技�(shù)日益受到人們的重視,色�-原子吸收�(lián)�,不僅在解決元素的化�(xué)形態(tài)分析方面,而且在測(cè)定有�(jī)化合物的�(fù)雜混合物方面,都有著重要的用�,是一�(gè)很有前途的�(fā)展方向�
任何元素的原子都是由原子核和繞核�(yùn)�(dòng)的電子組�,原子核外電子按其能量的高低分層分布而形成不同的能級(jí),因�,一�(gè)原子核可以具有多種能�(jí)狀�(tài)。能量的能級(jí)狀�(tài)稱為基態(tài)能級(jí)(E0=0),其余能級(jí)稱為激�(fā)�(tài)能級(jí),而能的激�(fā)�(tài)則稱為激�(fā)�(tài)。正常情況下,原子處于基�(tài),核外電子在各自能量的軌道上�(yùn)�(dòng)。如果將一定外界能量如光能提供給該基態(tài)原子,當(dāng)外界光能量E恰好等于該基�(tài)原子中基�(tài)和某一較高能級(jí)之間的能�(jí)差E�(shí),該原子將吸收這一特征波長(zhǎng)的光,外層電子由基態(tài)躍遷到相�(yīng)的激�(fā)�(tài),而產(chǎn)生原子吸收光�。電子躍遷到較高能級(jí)以后處于激�(fā)�(tài),但激�(fā)�(tài)電子是不�(wěn)定的,大約經(jīng)�(guò)10-8秒以�,激�(fā)�(tài)電子將返回基�(tài)或其它較低能�(jí),并將電子躍遷時(shí)所吸收的能量以光的形式釋放出去,這�(gè)�(guò)程稱原子�(fā)射光�??梢娫游展庾V�(guò)程吸收輻射能�,而原子發(fā)射光譜過(guò)程則釋放輻射能量。核外電子從基態(tài)躍遷至激�(fā)�(tài)所吸收的譜線稱為共振吸收線,簡(jiǎn)稱共振線。電子從激�(fā)�(tài)返回基態(tài)�(shí)所�(fā)射的譜線稱為共振�(fā)射線。由于基�(tài)與激�(fā)�(tài)之間的能�(jí)差最�,電子躍遷幾�,故共振吸收線最易產(chǎn)生。對(duì)多數(shù)元素�(lái)�,它是所有吸收線中最靈敏�,在原子吸收光譜分析中通常以共振線為吸收線。即�(dāng)有輻射通過(guò)自由原子蒸氣,且入射輻射的頻率等于原子中的電子由基態(tài)躍遷到較高能�(tài)(一般情況下都是激�(fā)�(tài))所需要的能量頻率�(shí),原子就要從輻射�(chǎng)中吸收能�,產(chǎn)生共振吸收,電子由基�(tài)躍遷到激�(fā)�(tài),同�(shí)伴隨著原子吸收光譜的�(chǎn)生�
1、靈敏度高:火焰原子法,ppm �(jí),有�(shí)可達(dá) ppb �(jí);石墨爐可達(dá)10-范圍�,可�(cè)70 �9--10-14(ppt �(jí)或更低)
2、準(zhǔn)確度高:FAAS � RSD 可達(dá)1~3�
3、干擾小,選擇性極��
4、測(cè)定元�
不足:多元素同時(shí)�(cè)定有困難;對(duì)非金屬及難熔元素的測(cè)定尚有困難;�(duì)�(fù)雜樣品分析干擾也較嚴(yán)�;石墨爐原子吸收分析的重�(xiàn)性較��
原子吸收光譜法采用的原子化方法主要有火焰�、石墨爐法和氫化物發(fā)生法�
1� 火焰原子�
在這過(guò)程中,大致分為兩�(gè)主要階段�1、從溶液霧化至蒸�(fā)為分子蒸氣的�(guò)程。主要依賴于霧化器的性能、霧滴大�、溶液性質(zhì)、火焰溫度和溶液的濃度等�2、從分子蒸氣至解離成基態(tài)原子的過(guò)程。主要依賴于被測(cè)物形成分子的鍵能,同�(shí)還與火焰的溫度及氣氛相關(guān)。分子的離解能越�,對(duì)離解越有�。就原子吸收光譜分析而言,解離能小于3.5eV的分�,容易被解離;當(dāng)大于5eV�(shí),解離就比較困難�
2� 石墨爐原子化
樣品置于石墨管內(nèi),用大電流通過(guò)石墨�,產(chǎn)�3000℃以下的高溫,使樣品蒸發(fā)和原子化。為了防止石墨管在高溫氧�,在石墨管內(nèi)、外部用惰性氣體保�(hù)。石墨爐加溫階段一般可分為:(1)干�。此階段是將溶劑蒸發(fā)�,加熱的溫度控制在溶劑的沸點(diǎn)左右,但�(yīng)避免暴沸和發(fā)生濺�,否則會(huì)�(yán)重影響分析精度和靈敏�。(2)灰�。這是比較重要的加熱階段。其目的是在保證被測(cè)元素沒有明顯損失的前提下,將樣品加熱到盡可能高的溫度,破壞或蒸發(fā)掉基體,減少原子化階段可能遇到的元素間干�,以及光散射或分子吸收引起的背景吸收,同�(shí)使被�(cè)元素�?yōu)檠趸锘蚱渌愋臀?�?)原子化。在高溫下,把被�(cè)元素的氧化物或其他類型物熱解和還原(主要的)成自由原子蒸��
3� 氫化物發(fā)生法
在酸性介�(zhì)�,以硼氫化鉀(KBH4)作為還原劑,使�、錫、鉛、砷、銻、鉍、硒和碲還原生成共價(jià)分子型氫化物的氣�,然后將這種氣體引入火焰或加熱的石英管中,�(jìn)行原子化�
AsCl3 + 4KBH4 + HCl + 8H2O = AsH3 �+ 4KC1 + 4HBO2 + 13H2 ↑nbsp;