第一頁，共三十六頁，2022年，8月28日

2光譜早期發現

?1600年牛頓發現太陽光經過棱鏡后分成了彩色光帶，他稱其為光譜。SunlightPrism第二頁，共三十六頁，2022年，8月28日

3Fraunhofer線?1802年Wollaston利用狹縫和‘棱鏡，第一次發現太陽光譜中的暗線，這是原子吸收光譜的最初觀測。?1814年Fraunhofer在棱鏡后放置了一個望遠鏡來觀察太陽光譜，對那些暗線作了粗略的測量，并列成譜圖，暗線條數超過700條，后來這些線稱為Fraunhofer線。?這些線是由于太陽外層的大氣吸收了太陽發射的光線所致第三頁，共三十六頁，2022年，8月28日

4Kirchhoff和Bunsen的實驗（1）燈源燃燒器棱鏡白色卡片將鹽放在金屬絲上并放入火焰中透鏡透鏡暗線第四頁，共三十六頁，2022年，8月28日Kirchhoff和Bunsen的實驗（2）燃燒頭棱鏡白卡將鹽放在金屬絲上并放入火焰中透鏡因此發現了Rb和Cs發射線第五頁，共三十六頁，2022年，8月28日吸收和發射

BaNaKFraunhofer吸收線發射線元素定性分析190nm900nmCu第六頁，共三十六頁，2022年，8月28日

71952-53 SirAlanWalsh 研制、發展了AAS &CSIRO1962 Techtron 推出世界上第一臺商品化AAS儀器1966 JohnWillis 采用氧化亞氮/乙炔作為AAS的工作氣 &PhilThomas 1967 Varian-Techtron Varian與Techtron合作1971 Varian-Techtron Zeeman

專利,開發出GFAAS

1987 Varian-Techtron 引入石墨爐Zeeman1991-92 Varian-OSI 通過ISO-9001質量論證VarianAA發展簡介第七頁，共三十六頁，2022年，8月28日

8AlanWalsh第八頁，共三十六頁，2022年，8月28日

9基態原子中子質子電子Orbitals第九頁，共三十六頁，2022年，8月28日原子能量的吸收和發射基態激發態h吸收能量外層電子h放出能量第十頁，共三十六頁，2022年，8月28日能級圖電子能級躍遷EoE2E3E11234E456共振線來自與基態原子(Eo)第十一頁，共三十六頁，2022年，8月28日原子吸收過程基態原子吸收共振線能量躍遷EoE2E3E1太陽外層大氣壓陽光12341234第十二頁，共三十六頁，2022年，8月28日

13Pb的能級躍遷圖電子能量躍遷EoE2E3E1202.2E4217.0261.4283.3波長/nm第十三頁，共三十六頁，2022年，8月28日

14吸收能量圖

(每個元素的吸收線較少)abcdEo

基態激發態激發能量bac}E3E2E1E

離子化第十四頁，共三十六頁，2022年，8月28日

15發射能量圖

（每個元素有較多的發射線)abcdEo

基態激發態發射能量bac}E3E2E1E

離子化第十五頁，共三十六頁，2022年，8月28日

16吸收與濃度的關系第十六頁，共三十六頁，2022年，8月28日

17比耳－朗伯定律（Beer-Lambert）

吸收計算A=log(

)

=abcIoItA這里:A

=吸光度 a=吸收系數Io=初始光強 b=樣品在光路中的強度It=透過光的強度 c=濃度

c第十七頁，共三十六頁，2022年，8月28日

18透光率T（％）與吸光度（ABS）的關系

透光率/T

吸光度/A

100%010%11%20.1%3第十八頁，共三十六頁，2022年，8月28日

19比耳－朗伯定律實際理論曲線吸收值(ABS)濃度A=abc

abcA火焰原子化分析曲線線性可達2個數量級而石墨爐則較窄，通常只有一個數量級吸收定律，假設：基態原子對光的吸收，只存在鑒定的電子躍遷，而無復雜的次級過程；在整個吸收層中吸收系數不變；激發處理關系式進行了近似簡化。第十九頁，共三十六頁，2022年，8月28日

20校正曲線彎曲的原因（1）由于有不被吸收的輻射、雜散光。因為必須全部光被吸收到同一程度才能保持線性（2）由于光源的老化或使用高的燈電流引起的空心燈譜線擴寬（3）由于單色器狹縫太寬，則傳送到檢測器去的譜線會超過一條。校正曲線表現出更大的彎曲光吸收的最簡式A=KC，只適用于均勻稀薄的蒸汽原子，隨著吸收層中原子濃度的增加，上述簡化關系不成立在高濃度下，分子不成比例地分解。結果，相對于穩定的原子溫度，較高濃度下給出的自由原子比率較低第二十頁，共三十六頁，2022年，8月28日

21原子化

原子化即產生自由基態原子以便進行吸收測量的過程。原子吸收分析，必須要產生被分析元素的自由基態原子，并將之置于該元素的特征譜線中。原子吸收用于檢測元素的濃度，通常是以液態形式。原子吸收最適合于分析溶解或吸收后呈水溶液狀態樣品中元素的分析，或者用其它溶劑如有機溶劑稀釋處理的樣品。自原子吸收建立以來，已有數種原子化器問世。主要有三類：火焰、石墨爐和氫化物發生器。

第二十一頁，共三十六頁，2022年，8月28日

22火焰原子化最常用的原子化器是化學火焰。其反應機理是其他燃料（如乙炔）和氧化劑（如空氣和氧化亞氮）燃燒，樣品中的被測物在這種火焰下，分解產生出原子。測定的是平衡時通過光路吸收區平均基態原子數，其特征是原子蒸發特性不世界變化，即是科研連續重復測定結果，是已知簡便、快速、穩定的裝置，適用與廣泛元素的常規分析第二十二頁，共三十六頁，2022年，8月28日

23第二十三頁，共三十六頁，2022年，8月28日

24通過大量實踐經驗，我們能夠知道那種元素的分析采用那種火焰比較合適，因火焰的類型可決定那些元素能夠產生更多的自由基態原子。從該目的出發，我們可將元素按其分解的難易程度分為三大類。通常溶液制備成1％的鹽酸溶液，因鹽酸鹽較易揮發。

第二十四頁，共三十六頁，2022年，8月28日

25采用空氣－乙炔火焰進行分析的元素

對那些容易原子化的元素（如銅、鉛、鉀和鈉），空氣－乙炔火焰是最為常用的火焰。對這些元素來說，在空氣－乙炔火焰中已有較高比例的成分被轉化成原子基態（溫度大約在2300oC）。干擾可忽略，火焰中的化學環境（如氧化、燃燒比等）不是主要因素。然而，空氣乙炔火焰卻不足以將難熔元素分解。第二十五頁，共三十六頁，2022年，8月28日

26采用乙炔－氧化亞氮火焰進行分析的元素第二類元素是那些用空氣－乙炔火焰不能分解，而需要更熱的氧化亞氮－乙炔火焰的難熔元素，火焰溫度大約在3000oC。如Al、Si、W等。第二十六頁，共三十六頁，2022年，8月28日

27然而，火焰溫度并不是所要考慮的唯一元素－燃燒比也同樣重要。‘貧焰’中含乙炔量較少，且均被氧化。這類火焰對那些受氧化作用影響較強的元素來說，將不能產生足夠的自由基態原子。但如果火焰中含乙炔量較多，即在‘富焰’中，因其中含較多的炭、氫，因而可打破被分析元素較強的氧化鏈，形成自由原子。一個較好的例子是鉻元素的測量，在空氣－乙炔火焰中，貧焰狀態下沒有吸光度，但富焰狀態下確有吸光度。這些元素的測量需綜合考慮火焰溫度及火焰的化學環境，可通過調節火焰的燃燒比來仔細調整之。

第二十七頁，共三十六頁，2022年，8月28日

28最后需要考慮的是原子化過程中其它的因素。例如，磷會對數種元素包括鈣，產生較大的負面影響。在此情況下，應在樣品中加入‘釋放劑’，如鑭鹽。鑭與磷結合從而釋放出鈣。

第二十八頁，共三十六頁，2022年，8月28日

29可用這兩種元素進行分析的元素

有些元素，如As,Ca,Cr,Mg,Mo,Os,Se和Sr即可用空氣－乙炔，也可用氧化亞氮－乙炔火焰來進行測量。第二十九頁，共三十六頁，2022年，8月28日

30火焰原子化優點：便于使用、可靠和受記憶效應的影響小。燃燒器系統小巧、耐用、價格低廉可獲得足夠的信噪比，精密度高，線性范圍較石墨爐寬缺點：樣品量需要較多霧化效率低：一般5～10％不能或難以直接分析固體或黏度高的液體樣品靈敏度低，因為燃氣和助燃氣體將樣品大量稀釋，因而靈敏度受到限制第三十頁，共三十六頁，2022年，8月28日

31石墨爐：一定量的樣品加入到石墨爐（一般為石墨材質）內，電加熱經幾個步驟，最后在一個較高的溫度下，被迅速地原子化，從而產生與被測元素的含量成正比的原子數量突出的優點：靈敏度高，檢出限低進樣量少重要的問題：分析速度慢（一般每次分析2～3分鐘）精度差（一般1～5％，正常吸光度）原子化機理復雜，導致背景問題第三十一頁，共三十六頁，2022年，8月28日MnTcReFeRuOsCoRhIrZnPdPtCuAgAuZnCdHgBAlGaInTlCSiGeSnPbNPAsSbBiOSSeTePoFClBrIAtHeNeArKrXeRnHLiNaKRbCsFrBeMgCaSrBaRaScYLaAcTiZrHfVNbTaCrMow火焰石墨爐和火焰周期表CePrNdPmSmEuGdTbDyHoErTmYbLuThPaUNpPuAmCmBkCfEsFmMdNoLrTm第三十二頁，共三十六頁，2022年，8月28日

33火焰和石墨爐原子吸收AAS標準 火焰

石墨爐元素 67 48靈敏度 ppm-% ppt-ppb精度 好

不錯干擾 少

多速度 快

慢操作方便程度 容易

較復雜火焰的毒害性

是 無自動化可行性 是

是(不用人監視）操作費用 l低 中等第三十三頁，共三十六頁，2022年，8月28日火焰與石墨爐的靈敏度比較Absorbance100g/LPb@217.0nm0.9360.004火焰吸收的信號石墨爐吸收（10L進樣