原子吸收分光光度法的原理及應用
原子吸收分光光度分析又稱原子吸收光譜分析，是基于從光源發出的被測元素特征輻射通過元素的原子蒸氣時被其基態原子吸收，由輻射的減弱程度測定元素含量的一種現代儀器分析方法。優點是：檢出限低 火焰原子吸收光譜法（FAAS）的檢出限可達到mg/L級，石墨爐原子吸收光譜法(GFAAS)的檢出限可達到10-10g～10-14g；選擇性好 原子吸收光譜是元素的固有特征；精密度高 FAAS相對標準偏差一般為0.x%-3%，GFAAS相對標準偏差一般可控制在5%之內；抗干擾能力強 一般不存在共存元素的光譜干擾，干擾主要來自化學干擾；分析速度快 使用自動進樣器，每小時可測定幾十個樣品；應用范圍廣 可分析周期表中絕大多數的金屬與非金屬元素，利用聯用技術可以進行元素的形態分析，用間接原子吸收光譜法可以分析有機化合物，還可以進行同位素分析；用樣量小 FAAS進樣量一般為3mL/min～6mL/min，GFAAS液體的進樣量為10μL～50μL，固體進樣量為毫克級;儀器設備相對比較簡單，操作簡便。不足之處是：主要用于單元素的定量分析；標準曲線的動態范圍通常小于2個數量級。 1 原子吸收光譜分析基本原理眾所周知，任何元素的原子都是由原子核和饒核運動的電子組成，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，因此，一個原子可以具有多種能級狀態。能量*低的能級狀態稱為基態能級（E0=0），其余能級稱為激發態能級，而能級*低的激發態則稱為**激發態。正常情況下，原子處于基態，核外電子在各自能量*低的軌道上運動。如果將一定外界能量如光能提供給該基態原子，當外界光能量E恰好等于該基態原子中基態和某一較高能級之間的能級差時，該原子將吸收這一特征波長的光，外層電子由基態躍遷到相應的激發態，而產生原子吸收光譜。
原子吸收光譜的波長和頻率由產生躍遷的兩能級的能量決定：
（2-18）式中 ——兩能級的能量差，eV(1eV=1.602192×10-19J)；——頻率，s-1；λ——波長，nm；C——光速，m/s；——普朗克常數。原子吸收光譜分析的波長區域在近紫外區。其分析原理是將光源輻射出的待測元素的特征光譜通過樣品蒸汽被待測元素的基態原子所吸收，由發射光譜被減弱的程度，進而求得樣品中待測元素的含量，它符合比爾定律（2-19）式中 I——透射光強度；I0——發射光強度；T——透射比；L——光通過原子化器的光程；N0——待測元素基態原子的數目。由于L是不變值，在試樣原子化階段，火焰溫度低于3000K時，對大多數元素來說，原子蒸氣中基態原子的數目實際上接近原子總數。在固定的實驗條件下，待測元素的原子總數是與該元素在樣品中的濃度c成正比的。因此，上式可以表示為（2-20）式中在一定實驗條件下是一個常數，實際上是標準曲線的斜率。只要通過測定標準系列溶液的吸光度，繪制工作曲線，根據同時測得的樣品溶液中待測元素的吸光度，在工作曲線上即可查得待測元素的濃度。這就是原子吸收光譜法定量分析的基礎。2 原子吸收光譜分析的定量方法原子吸收光譜分析是一種動態分析方法，用校正曲線進行定量。常用的定量方法有標準曲線法、標準加入法。標準曲線法是*基本的定量方法。2.1 標準曲線法用標準物質配制一組合適的標準溶液，由低濃度到高濃度依次測定各標準溶液的吸光度值Ai，以吸光度值Ai（i=1,2,3,4,5…）為縱坐標，待測元素的濃度ci（i=1,2,3,4,5…）為橫坐標，繪制A-c標準曲線。在同樣的測試條件下，測定待測試樣溶液的吸光度值Ax，由標準曲線求得待測試樣溶液中被測元素的濃度cx。從測光誤差的角度考慮，吸光度在0.1～0.5之間測光誤差較小，因此，應該這樣來選擇標準曲線的濃度范圍，使之產生的吸光度位于0.1～0.5之間。為了保證測定結果的準確度，標準溶液的組成應盡可能接近樣品溶液的組成。噴霧效率和火焰狀態的稍許變動，石墨爐原子化條件的變動，波長的漂移，標準曲線的斜率也會隨之有些變動。因此，每次分析測定時都應重新繪制標準曲線。2.2 標準加入法在實際分析過程中，樣品的機體、組成和濃度千變萬化，要找到完全與樣品組成相匹配的標準物質是很困難的，特別是對于復雜基體樣品就更困難。試樣物理化學性質的變化，引起噴霧效率、氣溶膠粒子粒徑分布、原子化效率、基體效應、背景和干擾情況的改變，導致測定誤差的增加。標準加入法可以自動進行基體匹配，補償樣品的物理和化學干擾，提高測定的準確度。標準加入法的操作如下：分取幾份等量的被測試樣，在其中分別加入0、c1、c2、c3、c4和c5等不同量的被測元素標準溶液，依次在同樣條件下測定它們的吸光度Ai（i=1,2,3,4,5…），制作吸光度值對加入量的校正曲線（見圖2-7），校正曲線不通過原點。加入量的大小，要求c1接近于試樣中被測定元素含量cx，c2是cx的兩倍，c3是cx的3～4倍，c5必須仍在校正曲線的線性范圍內。從理論上講，在不存在或校正了背景吸收的情況下，如果試樣中不含有被測定元素，校正曲線應通過原點。現在校正曲線不通過原點，說明試樣中含有被測定元素。校正曲線在縱坐標軸上的截距所相應的吸光度正是試樣中被測定元素所引起的效應。將校正曲線外延與橫坐標軸相交，由原點至交點的距離相當的濃度cx，即為試樣中被測定元素的含量。
