原子吸收光谱法,简称AAS,是一种基于原子对特定频率光的吸收来测定样品中元素浓度的分析技术。此方法的核心在于原子吸收原理,即当特定频率的光通过含有待测元素原子的原子蒸气时,部分光会被原子吸收,其吸收程度与原子的数量成正比。这一过程遵循朗伯-比尔定律,即透过光强度I与初始光强度I0的关系为I=I0exp(-kνLc),其中kν是基态原子对特定频率ν的吸收系数,L是原子蒸气层的厚度,c是原子浓度。
原子吸收光谱仪由四部分组成:光源、原子化器、波长选择和检测系统。光源的作用是发射被测元素的特征共振辐射,如空心阴极灯,是理想的光源,因为它能发射强度大、稳定性高的辐射,且半宽度小于吸收线的半宽度。空心阴极灯根据所含元素分为单元素灯和多元素灯,前者针对单一元素,后者则包含多种元素。
原子化器是原子吸收法的关键部分,它提供能量将样品转化为原子蒸汽。常见的原子化器有火焰原子化器(如乙炔-空气火焰、氢-空气火焰、乙炔-一氧化二氮火焰)和非火焰原子化器(如石墨炉原子化器)。火焰原子化器通过喷雾器、雾化室和燃烧器将试液雾化并燃烧,产生基态原子。石墨炉原子化器则利用高温使样品干燥、蒸发和原子化。
波长选择部分,即分光器,用于分离被测元素的特征谱线,避免其他谱线干扰,确保只检测到特定频率的吸收。检测系统通常采用光电倍增管,将光信号转化为电信号,进行放大和检测。
原子吸收分光光度计有两种类型:单光束型和双光束型。单光束型简单但受光源波动影响,双光束型能消除光源波动影响但无法抵消火焰波动的影响。测定样品含量常用的标准曲线法,需要配制一系列不同浓度的标准溶液,绘制吸光度对浓度的曲线,然后通过内插法确定样品中元素的浓度。
原子吸收光谱法具有高灵敏度、高选择性和快速分析的特点,广泛应用于环境科学、食品科学、地质学、医学以及材料科学等领域,是检测微量元素和痕量元素的重要工具。在实际操作中,需要注意光源稳定性、原子化效率、背景扣除和干扰校正等问题,以确保分析结果的准确性和可靠性。