原子吸收光谱分析的特点

第二节　原子吸收光谱分析的特点

原子吸收光谱分析能在短短的几十年中迅速成为分析实验室的有力武器，是因为它具有许多其他分析方法无可比拟的优点。

一、灵敏度高

原子吸收光谱分析法是目前最灵敏的方法之一。采用火焰原子化方式，大多数元素的灵敏度可达mg／kg（L）级，少数元素可达μg／kg（L）级，若用石墨炉原子化，其绝对灵敏度可达10^－14～10^－10g，因此，原子吸收光谱法适用于痕量元素分析。常规分析中大多数元素均能达到mg／kg（L）数量级。如果采用特殊手段，例如预富集，还可进行μg／kg（L）数量级浓度范围测定。由于该方法的灵敏度高，使分析手续简化而可进行直接测定，缩短分析周期加快测量进程；由于灵敏度高，需要的进样量少。无火焰原子吸收分析的试样用量仅需试液5～100μL。固体直接进样石墨炉原子吸收法仅需0．05～30mg，这对于试样来源困难的分析是极为有利的。譬如，测定小儿血清中的铅，取样只需10μL即可。

二、选择性好

原子吸收光谱分析法具有好的选择性是因为原子吸收带宽很窄。在发射光谱分析中，当共存元素的辐射线或分子辐射线不能和待测元素的辐射线相分离时，会引起表观强度的变化。而对原子吸收光谱分析来说：谱线干扰的几率小，由于谱线仅发生在主线系，而且谱线很窄，谱线重叠几率较发射光谱小得多，所以光谱干扰较小。即便是和邻近线分离得不完全，由于空心阴极灯不发射那种波长的辐射线，所以辐射线干扰少，容易克服。在大多数情况下，共存元素不对原子吸收光谱分析产生干扰。

由于原子吸收线比原子发射线少得多，因此，原子吸收光谱分析的光谱干扰少，加之采用单元素制成的空心阴极灯作锐线光源，光源辐射的光谱较纯，在样品溶液中被测元素的共振线波长处不易产生干扰。

三、操作方便、快速

原子吸收光谱分析与分光光度分析极为类似，其仪器结构、原理也大致相同，因此对于长期从事化学分析的人来说，使用原子吸收仪器极为方便，火焰原子吸收分析的速度也较快。

四、抗干扰能力强

第三组分的存在，等离子体温度的变动，对原子发射谱线强度影响比较严重。而原子吸收谱线的强度受温度影响相对说来要小得多。和发射光谱法不同，不是测定相对于背景的信号强度，所以背景影响小。在原子吸收光谱分析中，待测元素只需从它的化合物中离解出来，而不必激发，故化学干扰也比发射光谱法少得多。

五、精密度好

空心阴极灯辐射出的特征谱线仅被其特定元素所吸收，所以原子吸收分析的精密度较好，在日常的一般低含量测定中（火焰原子吸收法），精密度为1%～3%。如果仪器性能好，采用高精度测量方法，精密度会小于1%。无火焰原子吸收法较火焰法的精密度低，目前一般可控制在15%之内。若采用自动进样技术，则可改善测定的精密度。火焰法：RSD＜1%，石墨炉3%～5%。

六、测定元素多

从理论上说，原子吸收光谱分析可直接测定自然界中存在的所有金属元素。火焰原子吸收法采用空气—乙炔火焰可测定30多种元素，采用氧化亚氮—乙炔火焰，测定的元素可达70余种。

七、分析范围广

在原子吸收光谱分析中，只要使化合物离解成原子就行了，不必激发，测定的是大部分原子。目前应用原子吸收光谱法可测定的元素达73种。就含量而言，既可测定低含量和常量元素，又可测定微量、痕量甚至超痕量元素；就元素的性质而言，既可测定金属元素、类金属元素，又可间接测定某些非金属元素，也可间接测定有机物；就样品的状态而言，既可测定液态样品，也可测定气态样品，甚至可以直接测定某些固态样品，这是其他分析技术所不能及的。

八、原子吸收光谱分析法的缺点

原子吸收光谱分析法测定不同的元素，必须更换相应的空心阴极灯，这是它的不便之处。除此之外，其测定难熔元素的灵敏度也不令人满意。在可以用其进行测定的70多种元素中，比较常用的仅30多种。当采用将试样溶液喷雾到火焰的方法实现原子化时，会产生一些变化因素，因此精密度比分光光度法差。原子吸收光谱分析法现在还不能测定共振线处于真空紫外区域的元素，如磷、硫等。标准工作曲线的线性范围窄，这给实际分析工作带来了不便。对于某些基体复杂的样品进行分析时，尚存在某些干扰问题需要解决。在高背景、低含量样品的测定任务中，精密度会下降。

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一、光谱分类

按照波长划分，光谱可分为真空紫外光谱（10～200nm）、近紫外光谱（200～380nm）、可见光谱（380～780nm）、近红外光谱（780～3000nm）和远红外光谱（3～300μm）。

按照产生光谱的基本微粒的不同，光谱可分为分子光谱和原子光谱。分子光谱是由于分子中电子能级变化而产生的。原子光谱又可分为原子发射光谱和原子吸收光谱，是根据辐射传递的情况进行划分的。

二、原子发射光谱法

原子发射光谱法是根据处于激发态的待测元素原子回到基态时发射的特征谱线对待测元素进行分析的方法。

原子发射光谱法包括了三个主要的过程，即由光源提供能量使样品蒸发、形成气态原子，并进一步使气态原子激发而产生光辐射；将光源发出的复合光经单色器分解成按波长顺序排列的谱线，形成光谱；用检测器检测光谱中谱线的波长和强度。

由于待测元素原子的能级结构不同，发射谱线的特征不同，据此可对样品进行定性分析；而根据待测元素原子的浓度不同导致的发射强度不同，可实现元素的定量测定。

三、原子吸收光谱的产生

当有辐射通过自由原子蒸气，且入射辐射的频率等于原子中的电子由基态跃迁到较高能态（一般情况下都是第一激发态）所需要的能量频率时，原子就要从辐射场中吸收能量，产生共振吸收，电子由基态跃迁到激发态，同时伴随着原子吸收光谱的产生。