原子吸收光谱仪是一种基于原子吸收效应实现元素定量分析的仪器。从光源辐射出具有待测元素特征谱线的光,通过试样蒸汽时被蒸汽中待测元素基态原子所吸收,由辐射特征谱线光被减弱的程度来测定试样中待测元素的含量。
原子吸收光谱仪的工作原理基于原子对特定波长光的吸收现象。当辐射投射到原子蒸气上时,若辐射波长对应的能量等于原子由基态跃迁到激发态所需的能量,原子会吸收该辐射并产生吸收光谱。基态原子吸收能量后,最外层电子从低能态跃迁到激发态。通过测定基态原子对特征辐射的吸收程度,结合朗伯-比尔定律(吸光度与原子浓度成正比),可定量分析样品中元素的含量。
基本构成
光源:一般为空心阴极灯,发射出具有待测元素特征谱线的光。
试样原子化器:主要有火焰原子化器和电热原子化器(如石墨炉原子化器)两类,将试样中的待测元素转化为基态原子蒸汽。
单色仪:由凹面反射镜、狭缝或色散元件(如棱镜、衍射光栅)等组成,用于分离出待测元素的特征谱线。
数据处理系统:包括光电转换器及相应的检测装置,将光信号转换为电信号,并进行放大、处理和记录。
性能特点
灵敏度高:可检测低至ppb(十亿分之一)级别的元素含量,适用于痕量分析。例如,石墨炉原子吸收法的检出限可达10⁻¹⁴~10⁻¹⁰g。
选择性好:通过选择特定波长的光,可实现对特定元素的分析,避免其他元素干扰。例如,氢化物发生器可对汞、砷、铅等8种挥发性元素进行微痕量测定。
准确度高:测量结果准确度较高,适用于准确分析。火焰原子吸收法测定中等和高含量元素的相对标准差可小于1%,准确度接近经典化学方法。
分析速度快:可在35分钟内连续测定50个试样中的6种元素,提高工作效率。
应用范围广:可测定70多种元素,包括金属元素(如铁、铜、锌)和非金属元素(如硫、磷),还可通过间接原子吸收法测定有机化合物。
操作简便:仪器结构相对简单,操作方便,易于化验员掌握。