光谱的种类和原子光谱分析

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光谱的种类: 物质中的原子、分子处于运动状态。这种物质的内部运动，在外部可辐射或吸收能的形式（即电磁辐射）表现出来，而光谱就是按照波长顺序排列的电磁辐射。由于原子和分子的运动是多种多样的， 因此光谱的表现也是多种多样的。从不同的角度可把光谱分为不同的种类: 按照波长及测定方法，光谱可分为：Y射线（0.005-1.4 Å）， X射线(0.1-100 Å )，光学光谱(100Å-300μm)和微波波谱(0.3mm-1m)。而光学光谱又可分为真空紫外光谱(100-2000 å)、近紫外光谱(2000-3800 Å)、可见光谱3800-7800 å)、近红外光谱(7800å-3μm)和远红外光谱(3-300μm)。通常所说的光谱仅指光学光谱而言。
按其外形，光谱又可分为连续光谱、带光谱和线光谱。连续光谱的特点是在比较宽的波长区域呈无间断的辐射或吸收，不存在锐线和间断的谱带。炽热的熔体或固体会发射出连续光谱。这种光谱对光谱分析不利，需采取措施避免或消除之。带光谱来源于气体分子的发射或吸收，其特点是谱线彼此靠得很近，以致在通常的分光条件下，这些谱线似乎连成谱带。这种带光谱对原子发射光谱和原子吸收光谱分析都是不利的。线光谱是由外形无规则的相间谱线所组成。光谱线是单色器入口狭缝单色光像，谱线相间不连续是由原子能级的不连续（量子化）所决定的。这种线光谱是由气磁性原子（离子）经激发后而产生的。
按照电磁辐射的本质，光谱又可分为分子光谱和原子光谱。分子光谱是由于分子中电子能级变化而产生的。 原子光谱可分为发射光谱、原子吸收光谱、原子荧光光谱和X- 射线以及X- 射线荧光光谱。前三种涉及原子外层电子跃迁，后两种涉及内层电子的跃迁。目前一般认为原子光谱仅包括前三种。原子发射光谱分析是基于光谱的发射现象；原子吸收光谱分析是基于对发射光谱的吸收现象；原子荧光光谱分析是基于被光致激发的原子的再发射现象。

原子吸收光谱分析的波长区域在近紫外和可见光区。其分析原理是将光源辐射出的待测元素的特征光谱通过样品的蒸气时，被蒸气中待测元素的基态原子所吸收，由发射光谱被减弱的程度，进而求得样品中待测元素的含量。 　

二、 原子吸收光谱分析的特点
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1．选择性强
由于原子吸收谱线仅发生在主线系，而且谱线很窄，线重叠几率较发射光谱要小得多，所以光谱干扰较小选择性强，而且光谱干扰容易克服。在大多数情况下，共存元素不对原子吸收光谱分析产生干扰。由于选择性强，使得分析准确快速。
2．灵敏度高
原子吸收光谱分析是目前最灵敏的方法 之一。火焰原子吸收的相对灵敏度为μg/ ml - ng / ml；无火焰原子吸收的绝对灵敏度在10-10-10-14之间。如果采取预富集，可进一步提高分析灵敏度。由于该方法的灵敏度高，使分析手续简化可直接测定，则缩短分析周期加快测量进程 。由于灵敏度高，则需样量少。微量进样热核的引入，可使火乐趣的需样量少至20-300μl。无火焰原子吸收分析的需样量仅5 - 100μl。固体直接进样石墨炉原子吸收法仅需0.005 - 30mg，这对于试样来源困难的分析是极为有利的。
3．分析范围广
目前应用原子吸收法可测定的元素超过70种。就含量而言，既可测定低含量和主量元素 ，又可测定微量、痕量甚至超痕量元素；就元素的性质而言，既可测定金属元素、类金属元素，又可间接测定某些非金属元素，也可间接测定有机物；就样品的状态而言，既可测定液态样品，也可测定气态样品，甚至可以直接测定某些固态样品，这是其他分析技术所不能及的。因此原子吸收分析技术正向各个领域普及。
4．精密度好
火焰原子吸收法的精密度较好。在日常的微量分析中，精密度为1-3%。如果仪器性能好，采用精密测量精密度可达x%。无火焰原子吸收法较火焰法的精密度低，目前一般可控制在15%之内。若采用自动进样技术，则可改善测定的精密度。
缺点
原子吸收光谱分析的缺点在于每测验一种元素就要使用一种元素灯而使得操作麻烦。对于某些基体复杂的样品分析，尚存某些干扰问题需要解决。如何进一步提高灵敏度和降低干扰，仍是当前和今后原子吸收分析工作者研究的重要课题。


三、 原子吸收光谱分析的应用 --------------------------------------------------------------------------------

原子吸收光谱分析现巳广泛用于各个分析领域，主要有四个方面：理论研究；元素分析；有机物分析；金属化学形态分析。
1． 在理论研究中的应用
原子吸收可作为物理和物理化学的一种实验手段，对物质的一些基本性能进行测定和研究。电热原子化器容易做到控制蒸发过程和原子化过程，所以用它测定一些基本参数有很多优点。用电热原子化器所测定的一些有元素离开机体的活化能、气态原子扩散系数、解离能、振子强度、光谱线轮廓的变宽、溶解度、蒸气压等。
2． 在元素分析中应用
原子吸收光谱分析，由于其灵敏度高、干扰少、分析复合快速，现巳广泛地应用于工业、农业、生化、地质、冶金、食品、环保等各个领域，目前原子吸收巳成为金属元素分析的最有力工具之一，而且在许多领域巳作为标准分析方法。
原子吸收光谱分析的特点决定了它在地质和冶金分析中的重要地位，它不仅取代了许多一般的湿法化学分析，而且还与X- 射线荧光分析，甚至与中子活化分析有着同等的地位。目前原子吸收法巳用来测定地质样品中40多种元素，并且大部分能够达到足够的灵敏度和很好的精密度。钢铁、合金和高纯金属中多种痕量元素的分析现在也多用原子吸收法。
原子吸收在食品分析中越来越广泛。食品和饮料中的20多种元素巳有满意的原子吸收分析方法。生化和临床样品中必需元素和有害元素的分析现巳采用原子吸收法。有关石油产品、陶瓷、农业样品、药物和涂料中金属元素的原子吸收分析的文献报道近些年来越来越多。水体和大气等环境样品的微量金属元素分析巳成为原子吸收分析的重要领域之一。
利用间接原子吸收法尚可测定某些非金属元素。
3． 在有机物分析中的应用
利用间接法可以测定多种有机物。8- 羟基喹啉(Cu)、醇类(Cr)、醛类(Ag)、酯类(Fe)、酚类(Fe)、联乙酰(Ni)、酞酸(Cu)、脂肪胺(co)、氨基酸(Cu)、维生素C(Ni)、氨茴酸(Co)、雷米封(Cu)、甲酸奎宁(Zn)、有机酸酐(Fe)、苯甲基青霉素(Cu)、葡萄糖(Ca)、环氧化物水解酶(PbO、含卤素的有机化合物(Ag)等多种有机物，均通过与相应的金属元素之间的化学计量反应而间接测定。
4． 在金属化学形态分析中的应用
通过气相色谱和液体色谱分离然后以原子吸收光谱加以测定，可以分析同种金属元素的不同有机化合物。例如汽油中5种烷基铅，大气中的5种烷基铅、烷基硒、烷基胂、烷基锡，水体中的烷基胂、烷基铅、烷基揭、烷基汞、有机铬，生物中的烷基铅、烷基汞、有机锌、有机铜等多种金属有机化合物，均可通过不同类型的光谱原子吸收联用方式加以鉴别和测定。