文档介绍：美国 PerkinElmer 公司 AAnalyst 系列火焰 AAS 培训手册珀金埃尔默仪器(上海)有限公司姚继军编译张扬祖审校第 1 章火焰 AAS 的基本分析方法发射和吸收如今所有的 PERKINELMER 原子吸收光谱仪器都能测量原子吸收和原子发射。对于操作者来说,了解每项技术的过程是很重要的。对于每种元素来说,它的原子核周围都有特定数量的电子。每种原子的常见的和最稳定的轨道结构称作“基态”。如果将能量加到原子上,能量将会被吸收并且外层电子将会激发到不稳定的形态,这种状态被称为“激发态”。因为这种状态是不稳定的,原子最终将会返回到“基态”,同时放出光能。原子发射原子发射包含了激发和衰变两个步骤。样品被放置在高能热环境中,这样有助于产生激发态的原子。我们可以用火焰,更常用的是等离子体来提供所需要的热环境。尽管如此,因为激发态是不稳定的,原子将自动返回到“基态”,并且释放出光能。元素的发射光谱包含一系列发射波长,由于发射波长是不连贯的,所以这些波长叫做发射谱线。当元素中被激发原子的数量增加时,发射谱线的强度就会增加。原子吸收“基态”原子吸收了特定波长的光的能量进入到“激发态”。随着光路中原子数目的增加,吸收光的量也会增加。通过测量被吸收的光的量,我们可以定量确定分析物的量。使用特定的光源并且选择合适的波长可以使我们确定特定的元素。原子发射和原子吸收在原子发射和原子吸收之间存在着一些基本的区别。在原子发射中,火焰主要有两种作用:火焰将样品蒸发,形成气态原子;火焰使气态原子跃迁到激发态。当这些原子回到基态时,它们会发光,这些光可以被特定的仪器检测到。所释放的光强度与溶液中待分析的元素浓度有关。在原子吸收中,火焰的唯一功能是使样品蒸发,形成气态原子,这些气态原子可以吸收初始光源(空心阴极灯或无极放电灯)发出的光。原子吸收仪器原子吸收仪器包括 5 个基本的部件: 1 .光源:能够发射待测元素的光谱。 2.“吸收池”:样品的原子在吸收池内产生(火焰,石墨炉, MHS 池, FIAS 池, FIMS 池)。 3 .分光器:用于光散射。 4 .检测器:测量光强度,并且可以放大信号。 5 .显示器:在经过仪器电子设备处理后,显示器可以显示读数。有两种基本的原子吸收仪器:单光束和双光束。单光束图中列出了单光束原子吸收光谱的原理图。光源(空心阴极灯或无极放电灯)可以产生与待测元素相匹配的光谱,这些光将通过样品池进入到分光器中。光源必须是电子调节或机械切割的,这样可以把光源的光和样品池中发出的辐射区别开来。分光器可以散射光,并且可以使特定波长的光单独的通过检测器,这个检测器通常是一个光电倍增管。电流的产生依赖与光强度,并且通过仪器电子设备来测量。电子设备可以测量样品池中的光衰减的量,并且可以将这些读数转化为实际的样品浓度。对于单光束系统来说,光源需要经过一个短的准备时间才能达到稳定。双光束图中列出了双光束原子吸收光谱的原理图。光源的光被分成样品光束和参考光束,样品光束通过样品池,而参考光束则会绕过样品池。在双光束系统中,读数表示样品光束和参考光束之间的比例。因此,光强度中的波动并没有引起仪器读数的波动,并且可以增加稳定性。一般来说,光源不需要准备时间就可以分析待测物。原子吸收光源因为原子吸收特定波长的光,我们有必要使用窄带光源,这些光源将会放射分析待测元素所需要的窄带光谱。窄带光谱具有很高的强度,并且使原子吸收成为特定的分析技术。原子吸收中使用的主要光源是空心阴极灯( HCL )和无极放电灯( EDL )。对于大多数元素来说,空心阴极灯是一种卓越的,明亮的,稳定的线光源。尽管如此,对一些不稳定的元素来说,空心阴极灯的低灵敏性和较短的灯寿命是一个问题,这时无极放电灯( EDL )是合适的。无极放电灯( EDL )与空心阴极灯相比更强,因此,对于某些元素来说,无极放电灯( EDL )可以提供更高的精确度和较低的检出限。空心阴极灯阴极是一个镂空的圆筒,这个筒全部或部分由某种金属制成,而阴极灯所发出的光谱就是金属产生的光谱。阳极和阴极被隐藏在玻璃圆筒中,这些玻璃圆筒中填满了氖气或氩气。这个玻璃圆筒有一个石英或紫外玻璃窗,这样可以为发射辐射提供最适宜的能见度。选择填充气既要考虑最强的灯强度,还要考虑光谱干扰,所以最适宜的填充气一般从氖气或氩气中进行选择。当用氖气填充时,灯会显示出红色;而用氩气填充时,灯会显示出蓝色。空心阴极灯适合于分析 60 种以上的元素。我们在阳极和阴极之间施加电势,一部分填充在阴阳极之间的气体会离子化。带正电的离子会与带负电的阴极发生碰撞,并且会释放出金属原子,这个过程叫做“喷溅”。通过与填充气体的碰撞,被喷溅的金属原子将会被进一步激发产生发射。空心阴极灯的生命是有限的。随着使用时间的延长,空心阴极灯中的金属原子会由于喷溅过程而不断