原子吸收光谱分析中的几个基本概念

 

以下是原子吸收光谱分析中常用的几个非常重要的基础概念。

1、原子吸收光谱光吸收的内涵

物质（原子、分子或离子）对电磁辐射的吸收，可以认为是独立的两步过程，其定义可用以下数学公式描述：M+hv—M*。式中：为基态物质（原子、分子或离子）；AT为吸收光子（b)后，处于激发态的原子、分子或离子。激发态的寿命一般为KT9〜10-S，激发态通过某种松弛过程而终止它的存在。通常的松弛过程就是激发态转化为热能：AT—JVT+热能以上就是光吸收的一般含义或称为真正的吸收。

2、原子吸收光谱特征吸收线

不同的元素只有吸收特定波长的光，才能被激发，不同元素的原子都有各自的特征吸收波长，此特征波长就叫做吸收特征线。原子吸收分光光度计中特征线非常重要，尤其是在日常分析工作中，如何选择特征吸收线更加重要。可以说,吸收线的选择是用好原子吸收分光光度计的关键问题之一。

3、原子吸收光谱共振吸收线

能使元素的基态原子吸收，并使其激发跃迁到第一电子激发态的谱线叫共振吸收线。当工作波长进人原子化器时，待测基态原子将吸收人射光能而被激发到共振能态（即共振吸收）。由于所使用的人射工作波长一般都是原子共振谱线，所以只能引起共振吸收。

4、原子吸收光谱灵敏线

原子的第一电子激发态与基态之间引起的跃迁所需的能量最低，所以，大多数元素的共振吸收线就是最灵敏线。使用原子吸收分光光度计时，对灵敏线的选择特别重要，使用者有时选用主灵敏线，而有时选用次灵敏线。

5、原子吸收光谱吸收线

因为激发的电子属于不稳定状态，它将在10－8s内迅速返回到基态能级，从而释放出所吸收的能量。但是，只要光源不熄灭，则会继续不断地发生着吸收，直到光源熄灭后10－8s，才会恢复原状。也就是说，电子返回到基态时的发射抵消了原来的吸收。但是，相同数量的吸收又已经向人射光束发生。因此，只要光源不熄，则始终显示吸收而给出吸光度值。该吸收对应的谱线就叫做吸收谱线，我们把它简称为吸收线。

6、原子吸收光谱积分吸收

如果将上述吸收线看成是由非常精细的各个频率，如V1、V2、V3…围绕一个中心频率w而组成，若按光的吸收定律求得各频率相应的吸收系数Kn、K>2、…则可绘制出如下图所示的吸收曲线。该曲线就表示这条吸收谱线的轮廓。我们对此曲线进行积分，其结果就是轮廓内的总面积，它代表整个吸收，这就是积分吸收。积分吸收与基态原子数的关系如前所示，它是原子吸收定量测定的理论依据。

7、原子吸收光谱峰值吸收

澳大利亚物理学家Walsh在1955年指出：在火焰温度不太高、变化不太大的条件下，用辐射波长的半宽度比吸收线半宽度小得多的光源就可以测出吸收谱线的中心吸收，此中心吸收叫做峰值吸收。

峰值吸收（即中心频率的吸收）与待测原子浓度成线性关系。Walsh认为要实现峰值吸收，首先要有一种能产生谱线半宽度很窄的锐线辐射光源，而空心阴极灯能满足此要求。Walsh在1955年通过对各种常见元素进行大量测定的结果，实现了原子吸收法在化学定量分析中的应用。这是Wakh对原子吸收法的一大贡献。

8、原子吸收光谱灵敏度

原子吸收一般不讲灵敏度，所以，国内外原子吸收分光光度计仪器的说明书上没有灵敏度这个技术指标。但是，原子吸收分析法中有用来表征灵敏度的性能技术指标.例如，对于火焰原子吸收法，一般都用特征浓度或检出限来表征灵敏度的髙低；对于石墨炉原子吸收法，一般都用特征量或检出限来表征灵敏度的高低。

9、原子吸收光谱检出限

原子吸收的检出限定义为给出信号等于二倍（或三倍）噪声电平时所对应的试样浓度或试样的量，以fxg/m〗或g表示。噪声电平的大小可以用空白溶液所观测到的、以吸光度为单位的标准偏差<r来计算决定。

10、原子吸收光谱精密度

精密度是指在同一条件下，对同一试样多次重复测量时，测量结果相互符合的程度或离散性，又叫重复性，以相对标准偏差（RSD)表示。

11、原子吸收光谱回收率

所谓回收率是指用加入标准液到试样中的方法，来检査或验证分析方法的准确度或可靠性的一种实验方法，它可以表征方法或仪器的分析测试结果的准确度。在湿法化学分析领域，特别是药物分析、复杂体系分析领域，经常使用回收率来说明实验方法或仪器的分析测试结果的准确度。

12、原子吸收光谱相关系数

所谓相关系数指的是实验方法或仪器的测试结果偏离或接近真值的程度，它可以表征实验方法或仪器的线性的好坏。很多从事仪器分析的工笔者，经常使用相关系数来说明实验方法或仪器的分析测试结果的线性度。

13、原子吸收光谱标样

标样即标准样品。原子吸收是相对测量，因此标准样品非常重要。原子吸收分析测试的误差，主要来自仪器误差和操作误差。仪器误差是由于仪器的性能技术指标产生的误差。操作误差则是操笔者人为产生的误差，其中包括样品的前处理（称样、稀释等）、仪器条件的选择、仪器安放场所的条件的影响等。而标准样品的制备属于样品的前处理范畴。对于原子吸收光谱分析来讲，必须重视标样问题。经常有一些原子吸收分析工笔者自己配制标准试样，由于配制的标准试样不标准，所以分析结果误差很大。他们往往不去寻找自己配制标样的问题，而是责怪仪器不好，这是不公平的。因此，笔者认为对于国家级、省级等计量认证的分析测试单位，以及需要出具具有法律效应的测试报告的单位，最好使用具有权威性的、被授予GB号的国家标准样品，这是保证出具的数据是否可靠的关键。对于一般单位在进行一些重要的分析测试时也应使用有GB号的标准样品。

14、原子吸收光谱积分时间

积分时间的概念是指用于收集原子吸收数据进行吸光度计算的时间，或者说，积分时间是为了计算吸光度，而用于收集原子吸收信号数据的时间。因为原子吸收本身就是一种积分吸收，所以原子化时间就是积分时间，也可以说，积分时间就是测量时间。对于原子吸收光谱分析来讲，积分时间长，可以提髙有用信号的强度，但同时杂峰也强了。所以，不能无限延长积分时间，否则会使信噪比降低，反而降低了灵敏度。有时为了降低杂峰，可以将积分时间变短，如从3s降到Is,也能收到很好的效果。如何选择积分时间是一个很重要的问题，每次测试样品时，应该选择多长的积分时间，要根据具体情况而定，有时候需要认真摸索，千万不要马虎从事。

15、原子吸收光谱滤波系数

滤波系数大，可以滤去一定频率的噪声，使信号平滑，还可以使峰形变好，提高信噪比。但是，也不能把滤波系数选择得太大，否则，信号变小，信噪比降低。实践证明，一般常规分析时滤波系数可以选0.6s。如何选择滤波系数也是一个很重要的问题，要根据具体情况选择合适的滤波系数。

上述的基本概念都很重要，都与原子吸收分光光度计的性能技术指标密切相关。