[科普中国]-峰值吸收测量法

1955年，澳大利亚科学家瓦尔什（Walsh）证明峰值吸收系数与基态原子浓度成正比。峰值吸收法是直接测量吸收线轮廓的中心频率或中心波长所对应的峰值吸收系数，来确定蒸气中的原子浓度。

在一定条件下，峰值吸收处测得的吸光度与试样中被测元素的浓度呈线性关系，这就是原子吸收分光光度法的基础。

测定条件的选择试样取量及处理原子吸收分光光度法的取样量应根据被测元素的性质、含量 、分析方法及要求的程度来确定。在火焰原子化法中，应该在保持燃气和助燃气一定比例与一定的总气体流量的条件下，测定吸光度随喷雾试样量的变化，达到最大吸光度的试样喷雾量，就是应当选取的试样喷雾器。进样量过小，信号太弱；过大，在火焰原子化法中，对火焰会产生冷却效应，吸光度下降。在实际工作中，通过实验测定吸光度值与进样量的变化，选择合适的进样量。

要防止试样的污染,其主要污染来源是水、容器、试剂和大气。用来配制对照品溶液的试剂不能含有被测元素，但其基体组成应尽可能与被测试样接近。处理试样时要避免被测元素的损失。1

分析线通常选择共振吸收线作为分析线（analytical line) ，因为共振吸收线一般也是最灵敏的吸收线。但是，并不是在任何情况下都一定要选用共振吸收线作为分析线。例如，Hg、As、Se等的共振吸收线位于远紫外区，火焰组分对其有明显吸收，故用火焰法测定这些元素时就不宜选择其共振吸收线作分析线。又如，在分析较髙浓度的试样，有时宁愿选取灵敏度较低的谱线，以便得到合适的吸收值来改善校正曲线的线性范围。而对于微量元素的测定，就必须选用最强的共振吸收线。另外，当被测定元索的共振吸收线受到其他共存杂质元素的发射或吸收线重叠时，将产生干扰，应加以注意。最适宜的分析线，视具体情况由实验决定。实验的方法是，首先扫描空心阴极灯的发射光谱，了解有哪几条可供选用的谱线;然后喷入试液，察看这些谱线的吸收情况，应该选用不受干扰而吸收值适度的谱线作为分析线。1

狭缝宽度由于吸收线的数目比发射线的数目少得多 ，谱线重叠的几率大大减少。因此，允许使用较宽的狭缝，有利于增加灵敏度，提髙信噪比。合适的狭缝宽度可由实验方法确定，即将试液喷入火焰中，调节狭缝宽度，并观察相应的吸光度变化，吸光度大且平稳时的最大狭缝宽度即为最宜狭缝宽度。对于谱线简单的元素（如碱金属、碱土金厉 ）通常可选用较大的狭缝宽度;对于多谱线的元素（如过渡金属、稀土金属）要选择较小的狭缝，以减少干扰，改善线性范围。1

空心阴极灯的工作电流空心阴极灯的辐射强度与工作电流有关 。灯电流过低，放电不稳定，光谱输出强度低；灯电流过大，谱线变宽，灵敏度下降，灯的寿命也要缩短。一般说来，在保证放电稳定和足够光强的条件下，尽量选用低的工作电流。通常选用最大电流的 1/2 ~2/3为工作电流。1

原子化条件的选择在火焰原子化法中 ，火焰的选择和调节是保证原子化效率的关键之一。对于分析线在200nm以下的短波区的元素如Se、P 等 ，由于烃类火焰有明显吸收，宜选用氢火焰。对于易电离元素如碱金属和碱土金属，不宜采用髙温火焰。反之 ，对于易形成难离解氧化物的元素则应采用高温火焰，最好使用富燃火焰。而雾化状态，燃 、助气比，燃烧器的高度等均会影响在火焰区内基态原子的有效寿命，而直接影响测定的灵敏度。石墨炉原子化法中，原子化程序要经过干燥、灰化 、原子化和净化几个阶段，各阶段的温度与持续时间均要通过实验选择。干燥是一个低温除去溶剂的过程，应在稍低于溶剂沸点的温度下进行，以防止试样飞溅。热解 、灰化的目的是为了破坏和蒸发除去试样基体，在保证被测元素没有明显损失的前提下，将试样加热到尽可能的高温。原子化温度应选择吸收信号最大时的最低温度。原子化阶段停止载气通过 ，可以降低基态原子逸出的速度，提高基态原子在石墨管中的停留时间和密度，有利于提髙分析方法的灵敏度和改善检出限。1

干扰及其抑制原子吸收分光光度法的干扰较小，但在某些情况下干扰问题仍不容忽视。干扰效应主要有电离干扰、物理干扰、光学干扰和化学干扰。1

电离干扰电离干扰 （ ionization interference）是由于被测元素在原子化过程中发生电离，使参与吸收的基态原子数减少而造成吸光度下降的现象。电离电位越低，火焰温度越高，则电离干扰越严重。加人消电离剂（易电离元素），可以有效地抑制和消除电离干扰效应。常用的消电离剂是碱金属元素。例如 ，测定 Ca时加人一定的消电离剂KC1，可以消除Ca的电离干扰。1

基体干扰基体干扰 （ matrix interference）即物理干扰。是指试样在处理、转移、蒸发和原子化过程中，由于试样物理特性的变化引起吸光度下降的现象。在火焰原子化法中，试液的黏度、表面张力、溶剂的蒸气压、雾化气体压力、取样管的直径和长度等将影响吸光度。在石墨炉原子化法中，进样量大小、保护气的流速等均影响吸光度。物理干扰是非选择性干扰，对试样中各元素的影响基本上是相似的。配制与被测试样组成相近的对照品或采用标准加入法，是消除物理干扰最常用的方法。1

光学干扰光学干扰（optical interference）是指原子光谱对分析线的干扰。主要包括光谱线干扰和非吸收线干扰。光谱线干扰是在所选光谱通带内，试样中共存元素的吸收线与被测元素的分析线相近（吸收线重叠）而产生的干扰，使分析结果偏高。例如测定Fe 271. 903mn时 ，Pt 271. 904m n有重叠干扰。消除办法：另选波长（如 选用 Fe 248. 33mn为分析线可消除Pt的干扰）或用化学方法分离干扰元素。

非吸收线干扰是一种背景吸收（ background absorption）。它指原子化过程中生成的气体分子、氧化物、盐类等对共振线的吸收及微小固体颗粒使光产生散射而引起的干扰。它是一种宽带吸收，干扰较严重。

背景吸收校正（ background absorption correction ) 主要有邻近线法、连续光源（在紫外光区通常用氘灯）法 、塞曼（Zeeman）效应法等。邻近线背景校正法是用分析线测量原子吸收与背景吸收的总吸光度，再选一条与分析线相近的非吸收线，测得背景吸收。两次测量的吸光度相减，即为扣除背景后原子吸收的吸光度值。连续光源法是用氘灯与锐线光源 ，采用双光束外光路，斩光器使人射强度相等的两灯发出的光辐射交替地通过原子化器 ，用锐线光源测定的吸光度值为原子吸收和背景吸收的总吸光度，而用氘灯测定的吸光度仅为背景吸收，两者之差即是经过背景校正后的被测定元素的吸光度值。塞曼效应校正背景是利用在磁场作用下简并的谱线发生裂分的现象进行的。磁场将吸收线分裂为具有不同偏振方向的组分，利用这些分裂的偏振成分来区别被测元素和背景的吸收。寒曼效应校正背景法分为两大类— 光源调制法与吸收线调制法。光源调制法是将强磁场加于光源，吸收线调制法是将磁场加于原子化器，后者应用较广。1

化学干扰化学干扰（ chemical interference） 是指在溶液或气相中由于被测元素与其他共存组分之间发生化学反应而影响被测元紊化合物的离解和原子化。它主要影响被测元素的原子化过程的定量进行，使参与的基态原子数减少而影响吸光度。化学干扰是原子吸收分析的主要干扰来源。

消除化学干扰的方法要视情况向定。常用的有效方法有：①加人释放剂，释放剂与干扰组分生成比被测元素更稳定或更难挥发的化合物，使被测元素从其与干扰物质形成的化合物中释放出来。例如磷酸盐干扰Ca的测定，当加入La或 Sr之 后 ，La和 Sr同磷酸根结合 而 将C a释放出来；②加保护剂，保护剂与被测元素形成稳定的又易于分解和原子化的化合物，以防止被测定元素和干扰元素之间的结合。例如 ，加入EDTA，它与被测元素Ca、Mg形成配合物,从而抑制了磷酸根对Mg、Ca的干扰；③适当提高火焰温度，可以抑制或避免某些化学干扰。例如采用高温气化亚氮-乙炔火焰，使某些难挥发、难离解的金属盐类、氧化物、氢氧化物原子化效率提高。如上述方法达不到效果，则需考虑采取预先分离的方法，消除干扰。21

本词条内容贡献者为:

唐浩宇 - 教授 - 湘潭大学