1原子吸收仪概述
1.1原子吸收仪的定义
原子吸收仪通过对其吸收的特定波长的光亮大小的测定来得出需要检测的元素含量。原子吸收仪的工作原理是在原子化器中利用待测元素的基态原子蒸气对从光源中射出的特定波长进行吸收并将不能吸收的部分透射过去。
1.2原子吸收仪的工作原理
原子辐射产生的特征谱线被表现形式为气态的同类原子所吸收的现象称为原子吸收。在原子蒸气被辐射投射到时,原子从基础状态迁跃到激发状态所产生的能量和辐射波长本身的能量相等,此时,吸收光谱便会出现,辐射会被原子吸收。原子最外层的电子产生迁跃是因为相应的能量被基态的原子所吸收,原子产生了在两个定态之间转化。
1.3原子吸收仪具有广泛的应用
原子吸收仪具有很多特点,像灵敏度高、操作简单、准确度高等等,因为这些优点,原子吸收仪在常量和微痕量元素分析方面被广泛应用于各行各业,比如:地质和冶金行业,食品和饮料行业,水体和大气的监测等等。
2原子吸收仪技术的特点
2.1灵敏度高
原子吸收光谱法主要有火焰原子化方式和高温石墨炉原子化方式等。微痕量金属的分析需要其中的金属元素的灵敏度达到ppm级或者ppb级乃至更高。要想元素灵敏度达到PPM级可使用火焰原子吸收光谱法,这样一来也可使少数元素灵敏度达PPB级。若要其绝对灵敏度达10-6-10-14,那么采用高温石墨炉原子化方式便可实现。
2.2操作方式简便
对于从事化学分析行业的人来说,火焰原子吸收分析的反应速率高,操作起来得心应手。这是因为原子吸收光谱分析仪器和分光光度分析的制造原理、内部组成结构以及使用方法等几乎没有区别。
2.3受波动影响小
经过玻尔兹曼方程计算得知,原子吸收分析所受到的火焰温度产生的波动的影响要小于波动对发射光谱产生的谱线强度的影响。
2.4运行速度快
当前市场上,原子吸收光谱分析仪器中最紧凑的仪器类型是全自动操作的分析光谱仪,它是通过微型计算机来实现完全自主控制的。全自动型分析光谱仪器从样品的进入、对样品进行检测、将需要的样品进行稀释或者浓缩再到最后的调整,完全实现自动化。仪器还能够自动设置检测所需的各种数据,使燃烧头的高度自动达到所需位置,及时根据分析进程调整气体的流量大小和助燃比例;扩展能力以强大的方法为支撑,操作方式由多元素序列分析,使分析的时间得到极大限度的缩短,大大降低了运行成本,提高了运行速度。
2.5不易产生干扰
原子吸收光谱法因为原子的吸收线明显少于发射线,所以此法的光谱干扰少。另外只用某一种特定元素制成的空芯阴极灯,有一个优点就是光源辐射所产生的光谱较为纯净且少杂质。这样一来就不容易产生背景发射干扰,不会影响被测元素中的共振波长。
2.6测定精准度高
为了使原子吸收分析的准确度保持在一个较高的水平,所采用的空芯阴极灯所辐射出的特征谱线只能被特定的某些元素所吸收。但是因为空芯阴极灯只有单一的某种元素,某种元素的空芯阴极灯就只能测定这一种元素,因此在测定难熔元素时,测定不能达到让人满意的效果。
3原子吸收仪技术的实际应用
3.1在实验研究中的应用
原子吸收作为一种实验手段,可以测定一些物质的物理和化学的基本性能。电热原子化器在测定元素基本参数时能够使蒸发的过程和原子化的过程得到控制,得到一些基本参数就变得不再那么困难。解离能、振子强度、光谱线轮廓的变宽、溶解度、蒸气压等都能用电热原子化器来进行测定。
3.2在元素测定中的应用
在地质和冶金元素的测定中,原子吸收光谱法代替了湿法化学分析,它的特点决定了它在这一行业中的重要地位。现在原子吸收法已经能使测定的四十多种元素达到较高的精密度和很好的灵敏度。在食品行业中,原子吸收分析方法已经能满足多达二十余种元素的分析。在生物化学行业和临床医学中,原子吸收法已经能用来分析必须的元素和有害的元素。而在最近几年的有关报道中,原子吸收法在石油行业、制陶行业、农业、建筑行业中有关金属元素的分析应用也逐年增多。原子吸收分析在对水质和大气环境中金属微量元素的测定中起着举足轻重的作用。
3.3在金属元素测定中的应用
通过金属元素和元素之间产生的化学计量反应来间接的测定多种有机物。例如8-羟基喹啉等都是间接的利用这一方法来进行测定的。
3.4在金属有机化合物测定中的应用
光谱原子吸收联用是指将原子吸收光谱和气相色谱以及液体色谱相结合,通过这一方式能够对同一种金属元素中不同的有机化合物进行分析。这一方式的原理是先利用气相色谱和液体色谱进行分离,再用原子吸收光谱进行测定和鉴别。例如:汽油、大气、水体和生物中各种金属有机化合物,都可以用这种方法来进行分析和测定。
4结语
现如今,原子吸收仪技术在各行各业中都得了广泛应用,原子吸收仪技术有着其他相关技术所不能比拟的优势。这一技术的不断发展与完善,使得人们的生产生活越来越方便快捷。我们要继续探求与寻找原子吸收仪技术在其他领域的应用,让这一技术更好的造福人类,同时也为科学技术的发展奠定良好的基础。
作者：张雪川 韩伟利 单位：河北建投老挝通联矿业有限公司 石家庄桥东污水处理有限公司