原子吸收光谱仪的原理是基于 原子吸收光谱法(Atomic Absorption Spectrometry, AAS),其核心在于测量气态原子对特定波长光的吸收程度,以确定样品中待测元素的含量。
原子吸收光谱仪的基本原理
原子吸收现象:
当特定波长的光穿过原子蒸气时,气态原子的基态电子会吸收光能,从基态跃迁到激发态。
光源系统:
提供待测元素的特征共振辐射,常用空心阴极灯(HCL)作为光源,发射出特定元素的特征谱线。
原子化系统:
将样品中的元素原子化成气态原子,常用的原子化器有火焰原子化器、石墨炉原子化器和氢化物发生器。
分光系统:
分离出待测元素的特征辐射光,通常包括单色器,选择性地让特定波长的光通过。
检测系统:
测量通过样品蒸气后的特征辐射光的强度,常用的检测器是光电倍增管。
原子吸收光谱仪的工作过程
样品制备:
样品通常需要以液体形式存在,固体或气体样品必须先转化为溶液。
雾化:
样品溶液通过雾化器转化为微小的液滴,形成气溶胶。
原子化:
气溶胶被引入到高温火焰或石墨炉中,溶液中的溶剂蒸发,留下的干燥残留物被加热至高温,使样品中的元素转化为气态原子。
光通过原子蒸气:
特征谱线的光穿过原子蒸汽时,基态原子会吸收与其特定能级跃迁相对应的光。
检测吸光度:
被吸收的光的强度减弱,通过检测这种减弱程度(吸光度),可以得到待测元素的含量。
定量分析:
根据光的吸收程度,利用郎伯-比尔定律(Beer’s Law)计算出样品中待测元素的含量。
原子吸收光谱仪的特点
灵敏度高:能够检测到极低浓度的元素。
选择性好:每种元素都有其独特的吸收谱线,干扰少。
速度快:易于实现自动化,分析速度快。
可测元素多:适用于多种元素的定量分析。
结构简单:成本低,维护方便。
原子吸收光谱仪广泛应用于化学、生物、医学、环境科学等领域,用于测定土壤、水、食品、药品等样品中的金属元素含量。