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原子吸收光譜（AAS)法，又稱原子吸收分光光度法，是基于物質(zhì)的原子蒸氣對同種原子發(fā)射的特征輻射（譜線）的吸收作用而建立起來的分析方法。分析過程：用（銳線光源）同種原子發(fā)射的特征輻射照射試樣溶液被霧化和原子化的原子蒸氣層，測量（特征輻射）透過的光強或吸光度，根據(jù)吸光度對濃度的關(guān)系計算試樣中被測元素的含量。
AAS可以測定70多種元素，具有準確度高、靈敏度高、選擇性好、抗干擾能力強等優(yōu)點，并且設(shè)備操作簡單、分析速度快。但是，AAS也有一定的局限性，對難熔元素、非金屬元素測定困難，對復(fù)雜樣品分析干擾也較嚴重，且不能同時測定多元素。
基本原理
一切物質(zhì)的分子均由原子組成，原子由原子核與核外電子構(gòu)成。原子核內(nèi)有中子和質(zhì)子，質(zhì)子帶正電，核外電子帶負電，電子的數(shù)量和構(gòu)型決定了該元素的物理和化學(xué)性質(zhì)。當原子處于正常狀態(tài)時，每個電子趨向占有低能量的能級，這時原子所處的狀態(tài)叫基態(tài)(Eo)。當原子所處的環(huán)境發(fā)生變化，受到熱能、電能或光能的影響，原子中的電子吸收一定的能量，處于低能態(tài)的電子被激發(fā)躍遷到較高的能態(tài)，原子此時的狀態(tài)叫激發(fā)態(tài)(Eq)。
不同元素，包含的原子種類和分布情況不同，形成的波長和頻率也不同。因此，可運用原子中電子排列結(jié)構(gòu)的差異性形成的光譜線，對不同的元素進行區(qū)分，并判斷元素的含量，形成元素強度與含量的譜線可以作為元素分析的依據(jù)。原子吸收光譜分析技術(shù)的應(yīng)用，便是運用不同的元素形成的不同譜線，對其進行區(qū)分，獲得相應(yīng)的檢測結(jié)果。
原子吸收光譜分析儀器的基本原理，是通過火焰、石墨爐等設(shè)備將待測樣本在高溫環(huán)境下變成原子蒸汽，再由光源燈將待測樣本的特征光線輻射到相應(yīng)的環(huán)境下，與待測元素的原子蒸氣結(jié)合，發(fā)生光譜吸收的反應(yīng)，按照元素的濃度和強度分別形成不同的光譜圖，經(jīng)過儀器的光路分析系統(tǒng)，將每種不同的譜線區(qū)分開來，再運用光電轉(zhuǎn)換器將光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺呻娐废到y(tǒng)進行放大和處理，經(jīng)過電腦對信息數(shù)據(jù)進行采集和分析，最后輸出分析結(jié)果。
原子吸收光譜原理圖
分析
定性依據(jù)
由于各元素的原子結(jié)構(gòu)和外層電子的排布不同，不同元素的原子從基態(tài)激發(fā)至第一激發(fā)態(tài)（或由第一激發(fā)態(tài)躍回基態(tài)）時，吸收（或發(fā)射）的能量不同，因而各元素的共振吸收線具有不同的特征。
定量依據(jù)
光強度的變化符合比耳-朗伯定律（Beer-Lambert）：A=log (I0/ It) =abc，可進行定量分析。A∝c，其中A=吸光度，a=吸收系數(shù)，I0=初始光強，b=樣品在光路中的強度，It=透過光的強度，c=濃度。
分析方法
1、標準曲線法：標液配制。
方法：設(shè)定條件，測定一系列已知濃度的樣品的吸光度數(shù)值，并作圖。在相同條件下，測定樣品的吸光度，由標準曲線求得樣品待測元素濃度。
注意事項：
①合適的濃度范圍；
②扣除空白；
③標樣和試樣的測定條件相同。
2、標準加入法：主要是為了克服標樣與試樣基體不一致所引起的誤差（基體效應(yīng)）。
方法：若試樣基體組成復(fù)雜，且基體成分對測定又有明顯干擾，此時可采用標準加入法。取若干份等量的試樣溶液，分別加入濃度不等的標準溶液，測定吸光度，由吸收曲線外推得到原始樣品濃度。
注意事項：
①須線性良好；
②至少四個點（在線性范圍內(nèi)可用兩點直接計算）；
③只消除基體效應(yīng)，不消除分子和背景吸收；
④斜率小時誤差大。
3、內(nèi)標法：
優(yōu)點：消除氣體流量、進樣量、火焰濕度、樣品霧化率、溶液粘度以及表面張力等的影響，適于雙波道和多波道的AAS。
干擾及其消除方法
1、物理干擾
產(chǎn)生原因：試樣粘度、表面張力的不同使其進入火焰的速度或噴霧效率改變引起的干擾。
消除方法：
①可通過控制試液與標準溶液的組成盡量一致的方法來抑制。試樣組成不詳時，采用標準加入法。
②盡可能避免使用粘度大的硫酸來處理樣品；采用稀釋的辦法。
2、化學(xué)干擾
產(chǎn)生原因：被測原子與共存元素發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成難揮發(fā)的化合物所引起的干擾，主要影響原子化效率，使待測元素的吸光度降低。有兩種類型：①待測元素與共存物質(zhì)作用生成難揮發(fā)或難解離的化合物，致使參與吸收的基態(tài)原子減少。②待測元素原子發(fā)生電離反應(yīng)，生成離子，不產(chǎn)生吸收，總吸收強度減弱，電離電位≤6eV的元素易發(fā)生電離，火焰溫度越高，干擾越嚴重。
消除方法：
①選擇合適原子化方法。提高原子化溫度，可使難解離的化合物分解；采用還原性強的火焰與石墨爐原子化法，可使難解離的氧化物還原、分解。
②加入釋放劑，與干擾元素生成更穩(wěn)定化合物使待測元素釋放出來。如磷酸鹽干擾Ca，加入La或Sr時，可釋放出Ca。
③加入保護劑，使待測元素不與干擾元素形成難揮發(fā)化合物，使待測元素被保護起來。保護劑大多是配合劑。
④加入基體改進劑。石墨爐原子化法，在試樣中加入基體改進劑，使其在干燥或灰化階段與試樣發(fā)生化學(xué)變化，其結(jié)果可能增加基體的揮發(fā)性或改變被測元素的揮發(fā)性，以消除干擾。
⑤化學(xué)分離法。當以上方法都不能消除化學(xué)干擾時，只好采用化學(xué)方法將待測元素與干擾元素分離。常用的化學(xué)分離方法有溶劑萃取、離子交換和沉淀分離等。
3、電離干擾
產(chǎn)生原因：高溫導(dǎo)致原子電離，從而使基態(tài)原子數(shù)減少吸光度下降。
消除方法：加入消電離劑（主要為堿金屬元素化合物），產(chǎn)生大電子，從而抑制待測原子的電離。
4、光譜干擾
產(chǎn)生原因：待測元素的共振線與干擾物質(zhì)譜線分離不完全，這類干擾主要來自光源和原子化裝置。
消除方法：
①在分析線附近有單色器不能分離的待測元素的鄰近線，可以調(diào)小狹縫的方法來抑制這種干擾。
②空心陰極燈內(nèi)有單色器不能分離的干擾元素的輻射，可以換用純度較高的單元素?zé)魷p小干擾。
③燈的輻射中有連續(xù)背景輻射，可以用較小光譜通帶或更換燈。
制樣技術(shù)
樣品大致可以分為無機固體樣品、有機固體樣品和液體樣品三大類。對試樣溶劑的要求：溶液要澄清、無懸浮物、穩(wěn)定。溶液的酸堿度要求：酸度應(yīng)該在0.1%以上，一般不要超過5%，盡可能標準溶液的酸度保持一致。溶液介質(zhì)：盡可能用鹽酸或硝酸溶液。
1、無機試樣的分解
①水溶解：可溶性無機物可直接用水溶液制成待測溶液，考慮到溶液的穩(wěn)定性及與標準溶液的酸度一致，往往加入一些酸。
②酸分解：大多數(shù)無機化合物、金屬、合金、礦石等式樣用酸溶解。常用的溶劑有HCI、HNO3、H2SO4、H3PO4、HCIO4、HF及它們的混合酸等。其中HNO3和HCl的干擾比較小，因此通常使用HNO3和HCI來溶解樣品。為了提高溶解效率，還可以在溶解過程中加入某些氧化劑（如H2O2），鹽類（如銨鹽）或有機溶劑（如酒石酸）等。
③高溫熔融：如石英、錫石SnO、金紅石、鋯英石等，分解這些樣品必須用堿熔融。常見的溶劑有NaOH、LiBO2、Na2O2、K2S2O7等。
④焙燒、燒結(jié)：在低于溶劑熔點的溫度下分解試樣。燒結(jié)的溶劑有碳酸鈉、碳酸鈣、過氧化鈉、氧化鎂等。
2、有機試樣的消解
①干法灰化：使有機物燃燒，其中的金屬元素轉(zhuǎn)化為無機鹽，然后用適當?shù)乃崛芙饣曳种瞥上∷崛芤�，用于原子吸收測定。不適于揮發(fā)性元素的測定。
②濕式消解：用濃無機酸或再加氧化劑，在消化過程中保持在氧化狀態(tài)的條件下消化處理樣品。常用的消化劑有HNO3、HNO3+HCL、HNO3+H2SO4、HNO3+HCL+H2O2
等。濕法消解法中樣品揮發(fā)損失比干法灰化要小一些，但對于Hg、Se、Fe等易揮發(fā)金屬元素仍有較大損失。
③高壓密封罐消解：加熱溫度一般在120—160℃，加熱數(shù)小時，消解周期較長。
④微波消解：在密封容器內(nèi)加壓進行，避免了揮發(fā)性元素的損失，減少了試劑消耗量，不污染環(huán)境，消解速度比傳統(tǒng)加熱消解快4—100倍，且重復(fù)性好。
文章來源：網(wǎng)絡(luò)
AAS可以測定70多種元素，具有準確度高、靈敏度高、選擇性好、抗干擾能力強等優(yōu)點，并且設(shè)備操作簡單、分析速度快。但是，AAS也有一定的局限性，對難熔元素、非金屬元素測定困難，對復(fù)雜樣品分析干擾也較嚴重，且不能同時測定多元素。
基本原理
一切物質(zhì)的分子均由原子組成，原子由原子核與核外電子構(gòu)成。原子核內(nèi)有中子和質(zhì)子，質(zhì)子帶正電，核外電子帶負電，電子的數(shù)量和構(gòu)型決定了該元素的物理和化學(xué)性質(zhì)。當原子處于正常狀態(tài)時，每個電子趨向占有低能量的能級，這時原子所處的狀態(tài)叫基態(tài)(Eo)。當原子所處的環(huán)境發(fā)生變化，受到熱能、電能或光能的影響，原子中的電子吸收一定的能量，處于低能態(tài)的電子被激發(fā)躍遷到較高的能態(tài)，原子此時的狀態(tài)叫激發(fā)態(tài)(Eq)。
不同元素，包含的原子種類和分布情況不同，形成的波長和頻率也不同。因此，可運用原子中電子排列結(jié)構(gòu)的差異性形成的光譜線，對不同的元素進行區(qū)分，并判斷元素的含量，形成元素強度與含量的譜線可以作為元素分析的依據(jù)。原子吸收光譜分析技術(shù)的應(yīng)用，便是運用不同的元素形成的不同譜線，對其進行區(qū)分，獲得相應(yīng)的檢測結(jié)果。
原子吸收光譜分析儀器的基本原理，是通過火焰、石墨爐等設(shè)備將待測樣本在高溫環(huán)境下變成原子蒸汽，再由光源燈將待測樣本的特征光線輻射到相應(yīng)的環(huán)境下，與待測元素的原子蒸氣結(jié)合，發(fā)生光譜吸收的反應(yīng)，按照元素的濃度和強度分別形成不同的光譜圖，經(jīng)過儀器的光路分析系統(tǒng)，將每種不同的譜線區(qū)分開來，再運用光電轉(zhuǎn)換器將光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺呻娐废到y(tǒng)進行放大和處理，經(jīng)過電腦對信息數(shù)據(jù)進行采集和分析，最后輸出分析結(jié)果。
原子吸收光譜原理圖
分析
定性依據(jù)
由于各元素的原子結(jié)構(gòu)和外層電子的排布不同，不同元素的原子從基態(tài)激發(fā)至第一激發(fā)態(tài)（或由第一激發(fā)態(tài)躍回基態(tài)）時，吸收（或發(fā)射）的能量不同，因而各元素的共振吸收線具有不同的特征。
定量依據(jù)
光強度的變化符合比耳-朗伯定律（Beer-Lambert）：A=log (I0/ It) =abc，可進行定量分析。A∝c，其中A=吸光度，a=吸收系數(shù)，I0=初始光強，b=樣品在光路中的強度，It=透過光的強度，c=濃度。
分析方法
1、標準曲線法：標液配制。
方法：設(shè)定條件，測定一系列已知濃度的樣品的吸光度數(shù)值，并作圖。在相同條件下，測定樣品的吸光度，由標準曲線求得樣品待測元素濃度。
注意事項：
①合適的濃度范圍；
②扣除空白；
③標樣和試樣的測定條件相同。
2、標準加入法：主要是為了克服標樣與試樣基體不一致所引起的誤差（基體效應(yīng)）。
方法：若試樣基體組成復(fù)雜，且基體成分對測定又有明顯干擾，此時可采用標準加入法。取若干份等量的試樣溶液，分別加入濃度不等的標準溶液，測定吸光度，由吸收曲線外推得到原始樣品濃度。
注意事項：
①須線性良好；
②至少四個點（在線性范圍內(nèi)可用兩點直接計算）；
③只消除基體效應(yīng)，不消除分子和背景吸收；
④斜率小時誤差大。
3、內(nèi)標法：
優(yōu)點：消除氣體流量、進樣量、火焰濕度、樣品霧化率、溶液粘度以及表面張力等的影響，適于雙波道和多波道的AAS。
干擾及其消除方法
1、物理干擾
產(chǎn)生原因：試樣粘度、表面張力的不同使其進入火焰的速度或噴霧效率改變引起的干擾。
消除方法：
①可通過控制試液與標準溶液的組成盡量一致的方法來抑制。試樣組成不詳時，采用標準加入法。
②盡可能避免使用粘度大的硫酸來處理樣品；采用稀釋的辦法。
2、化學(xué)干擾
產(chǎn)生原因：被測原子與共存元素發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成難揮發(fā)的化合物所引起的干擾，主要影響原子化效率，使待測元素的吸光度降低。有兩種類型：①待測元素與共存物質(zhì)作用生成難揮發(fā)或難解離的化合物，致使參與吸收的基態(tài)原子減少。②待測元素原子發(fā)生電離反應(yīng)，生成離子，不產(chǎn)生吸收，總吸收強度減弱，電離電位≤6eV的元素易發(fā)生電離，火焰溫度越高，干擾越嚴重。
消除方法：
①選擇合適原子化方法。提高原子化溫度，可使難解離的化合物分解；采用還原性強的火焰與石墨爐原子化法，可使難解離的氧化物還原、分解。
②加入釋放劑，與干擾元素生成更穩(wěn)定化合物使待測元素釋放出來。如磷酸鹽干擾Ca，加入La或Sr時，可釋放出Ca。
③加入保護劑，使待測元素不與干擾元素形成難揮發(fā)化合物，使待測元素被保護起來。保護劑大多是配合劑。
④加入基體改進劑。石墨爐原子化法，在試樣中加入基體改進劑，使其在干燥或灰化階段與試樣發(fā)生化學(xué)變化，其結(jié)果可能增加基體的揮發(fā)性或改變被測元素的揮發(fā)性，以消除干擾。
⑤化學(xué)分離法。當以上方法都不能消除化學(xué)干擾時，只好采用化學(xué)方法將待測元素與干擾元素分離。常用的化學(xué)分離方法有溶劑萃取、離子交換和沉淀分離等。
3、電離干擾
產(chǎn)生原因：高溫導(dǎo)致原子電離，從而使基態(tài)原子數(shù)減少吸光度下降。
消除方法：加入消電離劑（主要為堿金屬元素化合物），產(chǎn)生大電子，從而抑制待測原子的電離。
4、光譜干擾
產(chǎn)生原因：待測元素的共振線與干擾物質(zhì)譜線分離不完全，這類干擾主要來自光源和原子化裝置。
消除方法：
①在分析線附近有單色器不能分離的待測元素的鄰近線，可以調(diào)小狹縫的方法來抑制這種干擾。
②空心陰極燈內(nèi)有單色器不能分離的干擾元素的輻射，可以換用純度較高的單元素?zé)魷p小干擾。
③燈的輻射中有連續(xù)背景輻射，可以用較小光譜通帶或更換燈。
制樣技術(shù)
樣品大致可以分為無機固體樣品、有機固體樣品和液體樣品三大類。對試樣溶劑的要求：溶液要澄清、無懸浮物、穩(wěn)定。溶液的酸堿度要求：酸度應(yīng)該在0.1%以上，一般不要超過5%，盡可能標準溶液的酸度保持一致。溶液介質(zhì)：盡可能用鹽酸或硝酸溶液。
1、無機試樣的分解
①水溶解：可溶性無機物可直接用水溶液制成待測溶液，考慮到溶液的穩(wěn)定性及與標準溶液的酸度一致，往往加入一些酸。
②酸分解：大多數(shù)無機化合物、金屬、合金、礦石等式樣用酸溶解。常用的溶劑有HCI、HNO3、H2SO4、H3PO4、HCIO4、HF及它們的混合酸等。其中HNO3和HCl的干擾比較小，因此通常使用HNO3和HCI來溶解樣品。為了提高溶解效率，還可以在溶解過程中加入某些氧化劑（如H2O2），鹽類（如銨鹽）或有機溶劑（如酒石酸）等。
③高溫熔融：如石英、錫石SnO、金紅石、鋯英石等，分解這些樣品必須用堿熔融。常見的溶劑有NaOH、LiBO2、Na2O2、K2S2O7等。
④焙燒、燒結(jié)：在低于溶劑熔點的溫度下分解試樣。燒結(jié)的溶劑有碳酸鈉、碳酸鈣、過氧化鈉、氧化鎂等。
2、有機試樣的消解
①干法灰化：使有機物燃燒，其中的金屬元素轉(zhuǎn)化為無機鹽，然后用適當?shù)乃崛芙饣曳种瞥上∷崛芤�，用于原子吸收測定。不適于揮發(fā)性元素的測定。
②濕式消解：用濃無機酸或再加氧化劑，在消化過程中保持在氧化狀態(tài)的條件下消化處理樣品。常用的消化劑有HNO3、HNO3+HCL、HNO3+H2SO4、HNO3+HCL+H2O2
等。濕法消解法中樣品揮發(fā)損失比干法灰化要小一些，但對于Hg、Se、Fe等易揮發(fā)金屬元素仍有較大損失。
③高壓密封罐消解：加熱溫度一般在120—160℃，加熱數(shù)小時，消解周期較長。
④微波消解：在密封容器內(nèi)加壓進行，避免了揮發(fā)性元素的損失，減少了試劑消耗量，不污染環(huán)境，消解速度比傳統(tǒng)加熱消解快4—100倍，且重復(fù)性好。
文章來源：網(wǎng)絡(luò)
