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痕量金属元素的原子吸收光谱分析

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原子吸收光谱仪分析多种痕量金属元素

建立在分散成蒸气状态的基态原子具有吸收同种原子所辐射的特征光的性质基础上的定量分析方法。

原子吸收光谱仪简史 1860年G.R.基尔霍夫证实了发自钠蒸气的光通过比该蒸气温度低的钠蒸气时,会引起钠发射谱线的被吸收现象。进一步的研究还发现,太阳辐射中暗线的波长恰与某些元素发射的特征谱线相同,从而说明J.夫琅和费观察到的太阳光谱中的暗线,为太阳辐射被其周围存在的低温同种原子吸收的结果。这是zui早的原子吸收光谱的概念。1902年R.伍德森首先利用汞弧灯发射的2537埃谱线可以被汞蒸气所吸收的现象,测定了空气中的汞。后来原子吸收现象逐步被用于大气中化学组分的研究。直到1955年,澳大利亚物理学家A.沃尔什设计制造了简单的仪器,利用原子吸收原理进行多种痕量金属元素的分析获得成功,他被公认为原子吸收光谱法的创建人。

20世纪50年代初,高质量封闭式空心阴极灯光源研制成功后,对原子吸收光谱法的建立起了极大的促进作用。直到今天,空心阴极灯仍然是zui广泛应用的光源。这是一种利用异常辉光放电的特殊气体放电管,常以吸气性金属钛、钽为阳极,用含有待测元素的金属材料制成空心圆柱形阴极,两极间施加调制的电压,使辉光放电保持在阴极腔内,阴极物质溅射出来的原子与其他粒子(充入的惰性气体原子或离子)碰撞而受激发光。此种条件可辐射足够强的、纯净、锐利和稳定的特征谱线。虽然近年来还发展了微波激发无极放电灯光源,但只局限用于卤化物蒸气压较高的少数元素。

为使分析试样转化为相应的原子蒸气,必须有专门的原子化装置。目前常采用火焰原子化和电热原子化两种方式。前者将试样溶液随载气喷入高温化学火焰燃烧器,利用火焰的高温使试样原子化;后者是利用电加热由不同的材料(如石墨、钨、钽、石英等)制作的炉、管、丝或片状原子化器,将试样置于原子化器内加热蒸发和原子化。火焰原子化具有操作简单、迅速、适用范围广等优点,缺点是试样为载气和燃气稀释,因此效率低,火焰化学干扰和试样消耗较大。1959年苏联物理学家..利沃夫首先将原子发射光谱法中石墨炉蒸发法的原理用于原子吸收光谱法中,开创了非火焰原子化方式,随后十年里各种类型的电热原子化装置相继出现,其中石墨炉是zui早发展的一种。

原子吸收光谱法基于在实验条件下较稳定存在的、占多数的基态原子对光源特征辐射的吸收,外界条件变化对其影响较小。此法较之原子发射光谱法具有较高的准确度、较好的选择性,并对部分元素具有较高的灵敏度。此法不仅适用于各类试样中痕量元素

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