原子吸收光譜儀是分析化學(xué)領(lǐng)域中一種極其重要的光譜分析儀器,已廣泛用于冶金工業(yè)、食品安全、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域。原子吸收光譜法是利用被測元素的基態(tài)原子特征輻射線的吸收程度進(jìn)行定量分析的方法。既可進(jìn)行某些常量組分測定,又能進(jìn)行ppm、ppb級微量測定。例如鋼鐵中低含量的Cr、Ni、Cu、Mn、Mo、Ca、Mg、Al、Cd、Pb、Ad等元素檢測,原材料、鐵合金中的K2O、Na2O、MgO、Pb、Zn、Cu、Ba、Ca等元素分析及一些純金屬(如Al、Cu)中殘余元素的檢測及食品中鉛、砷等污染物檢測、鉀、鈉、鈣、鎂等礦物質(zhì)元素檢測。
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光譜法的發(fā)現(xiàn):1802年,伍朗斯頓(W.H.Wollaston)研究太陽連續(xù)光譜時,就發(fā)現(xiàn)了太陽連續(xù)光譜中出現(xiàn)的暗線。1859年,克希荷夫(G.Kirchhoff)與本生(R.Bunson)研究堿金屬和堿土金屬的火焰光譜時,發(fā)現(xiàn)鈉蒸氣發(fā)出的光通過溫度較低的鈉蒸氣時,會引起鈉光的吸收,奠定了光譜法的研究基礎(chǔ)。
光譜儀器的產(chǎn)生:原子吸收光譜作為一種實用的分析方法是從1955年開始的。這一年澳大利亞的瓦爾什(A.Walsh)發(fā)表了他的論文‘原子吸收光譜在化學(xué)分析中的應(yīng)用’奠定了原子吸收光譜法的基礎(chǔ)。50年代末和60年代初,Hilger, Varian Techtron及Perkin-Elmer公司先后推出了原子吸收光譜商品儀器,發(fā)展了瓦爾西的設(shè)計思想。到了60年代中期,原子吸收光譜開始進(jìn)入迅速發(fā)展的時期。電熱原子吸收光譜儀器的產(chǎn)生1959年,蘇聯(lián)里沃夫發(fā)表了電熱原子化技術(shù)的篇論文。電熱原子吸收光譜法的靈敏度可達(dá)到10-10g,使原子吸收光譜法向前發(fā)展了一步。原子吸收分析儀器的發(fā)展隨著原子吸收技術(shù)的發(fā)展,推動了原子吸收儀器的不斷更新和發(fā)展,而其它科學(xué)技術(shù)進(jìn)步,為原子吸收儀器的不斷更新和發(fā)展提供了技術(shù)和物質(zhì)基礎(chǔ)。近年來,使用連續(xù)光源和中階梯光柵,結(jié)合使用光導(dǎo)攝象管、二極管陣列多元素分析檢測器,設(shè)計出了微機(jī)控制的原子吸收分光光度計,為解決多元素同時測定開辟了新的前景。微機(jī)控制的原子吸收光譜系統(tǒng)簡化了儀器結(jié)構(gòu),提高了儀器的自動化程度,改善了測定準(zhǔn)確度,使原子吸收光譜法的面貌發(fā)生了重大的變化。1959年,蘇聯(lián)里沃夫發(fā)表了電熱原子化技術(shù)的篇論文,由此開始了穩(wěn)定溫度平臺石墨爐技術(shù)(STPF)的研究。至今隨著基體改進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用、平臺及探針技術(shù)、各種扣背景技術(shù)的應(yīng)用,原子吸收光譜在不斷完善。
光譜法是依椐處于氣態(tài)的被測元素基態(tài)原子對該元素的原子共振輻射有強(qiáng)烈的吸收作用而建立的。當(dāng)有輻射通過自由原子蒸氣,且入射輻射的頻率等于原子中的電子由基態(tài)躍遷到較高能態(tài)(一般情況下都是激發(fā)態(tài))所需要的能量頻率時,原子就要從輻射場中吸收能量,產(chǎn)生共振吸收,電子由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài),同時伴隨著原子吸收光譜的產(chǎn)生。
該法具有檢出限低,準(zhǔn)確度高,選擇性好,分析速度快,穩(wěn)定性良好等優(yōu)點(diǎn)。
原子吸收光譜法遵守朗博比爾定律,當(dāng)吸收光程,進(jìn)樣方式等實驗條件固定時,樣品產(chǎn)生的待測元素相基態(tài)原子對作為銳線光源的該元素的空心陰極燈所輻射的單色光產(chǎn)生吸收,其吸光度(A)與樣品中該元素的濃度(C)成正比。即 A=KC 式中,K為常數(shù)。據(jù)此,通過測量標(biāo)準(zhǔn)溶液及未知溶液的吸光度,又已知標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度,可作標(biāo)準(zhǔn)曲線,求得未知液中待測元素濃度。