244
化果体理
原子吸收使用技巧
罗习文(陕西省地质矿产勘查开发局第一地质队实验室)
2013年第9期
摘要：原子吸收测试方法中，在很多论文中都只是介绍了选择好的条件及结果，两本文主要介绍关于测试人员如何根据当时环境选择最佳测试条件的手段。
关键词：温度；燃气比例；原子化高度
原则吸收是众所周知的仅器，在很多化探样品及化学样品
中都需要用它来测定。其原理是：基于测量蒸汽中基态原子对特征电磁辐射（电磁辐射实际是空心阴极灯发射光子形成的辐射）的吸收，以测定各元素索的方法。同时吸收有选择性且条件不同，结果差异很大。
原子吸收服从朗伯定律：Itr=I0e-kub。式中ku为原子燕汽对额率为v的电磁辐射的吸收系数,b为原子蒸汽厚度。
在通常的原子吸收光谱法的条件下，吸收线的轮席主要受多普勤变宽（原子无规则热运动产生多普勘效应而引起、又称热变宽）和劳伦兹变宽（吸收原子和其他粒子碰撞而产生的变宽）的影响。多普勒变宽△D由下式决定：
△ uD =7.162*107 v0 (T / Ar) 。
vO中心普贤频率，T为热力学文温度，Ar为吸收原子的相对原子质量。吸收原子是被测元素中的一部分原子，在一定温度下，处于热力学平衡时，激发态与基态原子数之比服从波茨受定律：
Nj/NO =( Pj/PO ) e- (EjE0 )kT
j代表激发态，0代表基态，N代表原子数，P代表统计权重， E代表激发能，K为波茨曼常数，T为热力学温度。原子吸收主要是对共振线的吸收，对共振线，电子从基态(E0=0)跃迁至第-激发态。因此可得到激发态与基态原子数之比：Ni/NO三(Pi/PO) e-Ej/kT=（Pj/PO）e-hu/kT在原子光谱中，对一定波长的谱线，Pj/PO和Ej都是已知值。所以激发态与基态的比值主要取决于温度。
原子吸收光谱法的测定基础：原子吸收理论上是测得积分吸收值，但在现阶段实际仪器分析工作中，都是通过测得吸收线中心频率的峰值吸收系数KO，来计算待测元索原子数，面KO与谱线宽度有关。而现在一般只考虑多普勤变宽，所以有：
K0 =(2/rin2)/(△uD )*(e2 /mc)Nf
e为电子电荷，m为电子质量，N为单位体积原子蒸汽中吸收辐射的原子数，f振子强度（表示能被光源辐射激发的每个原子的平均电子数)。在测定温度不变时，多普宽度是常数，对一定待测元素，f也是常数，在热激发温度低于3000K的恒定温度下，峰值吸收系数K。与单位体积原子蒸汽中待测元素吸收辐射的原子数N成正比。
前面提到Itr=le对于一定待测元索来说，共振线的额率v 是一定的,所以可以用K。代替K,即得Itr=lge+即A=lg I。/ltr = 0.4343Kb在实际测定中，一般是测定吸光度面不求峰值吸收系数K。。将以上公式代人即得A=kNb=KC
通过以上几个公式简述了原子吸收的原理，发现温度的影响起到了决定性的作用。同时我们还发现作为一个测试人员，主要能够改变的参数有一、吸收程长度b（通过偏转燃烧头实现）二、改变和选择原子化温度（1，调节燃气比例。2调节燃烧器高度，当然高度不同，Nj/NO也就不同)。由于火焰各部位气体组成不同、燃烧反应进行程度不同、发热不同、散热不同、故各温度不
同。下面主要介绍改变原子化温度的两个方式：万方数据
1、燃气比例调节
对于许多元索来说，为了达到最好的灵敏度，必须调节燃气与助燃气的比例以达到改变温度的目的，下面是以2ug/ml的C 标液，然后改变燃气比例测出的一组数据。
测定环境：温度33℃湿度56%仪器型号GGX-600负高压 320v灯电流6mA
乙快燃气(L/min)
1.5 1.8 2.0 2.3 2.5
助燃气(L/min)
6.0 6.0 6.0 6.0 6.0
吸光强度 0.0103 0.0270 0.0405 0.0550 0.0750
从以上这组数据不难看出，随着燃气比例的增加，吸光度非常明显的增加，灵敏度也变大。当然助燃气大而不变的情况下，火焰会太高，稳定性就不好。这时可以降低助燃气比例。然后再调节燃气，主要是调节好二者的比例，得到合适的灵敏度。在调节过程中我们需要检查零点，如有需要还得重调由于火焰吸收随燃气比例而变引起的零点变动。
2、燃烧器高度的调节
燃烧器高度位置，决定了火焰各部位的组成，是内焰还是外焰，亦或是两者之间的位置，我们都可以随意选择，位置不同，火焰温度不同，Nj/NO也会不同。原则是得到自已最合适的信号。调节时先降低灯头到光路下方，然后慢慢升高到刚好挡住光路为止，这可以从吸光度的变化看出来。然后在吸入标液的同时再慢慢降低灯头，可以得到各个高度的信号。下面是以5ug/ml的Cr 标液做的一个实验
实验条件：温度33℃覆度56%仪器型号GGX-600负高压 320v灯电流6mA
原子化高(mm）|15
爱光强度
13
12
10
5
3
011750.150680.17500.17630156701357
0.081 0.0060
从以上数据可以看出，在8-10mm高度时，灵数度高，数据稳定。所以我们在测定不同元素时可以根据自已需要选择合适的高度。
结语：由于我们每个人测定的工作环境不同（气体纯度、空气条件、机子性能不同，同厂家同型号的机子性能也不一定完全相同，机子使用时间、电压不稳等等未知的不同）。所以这就要求我们每个测试人员能深刻理解工作原理，根据现场环境，选择最佳条件，得出最佳结果，面不是拿着别人的条件生搬硬套。只
有这样我们才能快速提高自己的业务水平。参考文献：
1、分析化学第四版（华东理工大学分析化学板研组等编） 2、岩石矿物分析(地质出版社)
3、原子受收分析方法（光谱学与光谱分析编辑部，北京）