原子吸收分光光度計(jì)通過“光源發(fā)射→原子化吸收→分光過濾→信號(hào)檢測(cè)”的鏈?zhǔn)椒磻?yīng),實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)元素的定量分析,其工作原理全解如下:
1.光源:發(fā)射待測(cè)元素的特征輻射
采用空心陰極燈作為銳線光源,燈內(nèi)充入待測(cè)元素(如鉛、銅)的惰性氣體,在高壓電場(chǎng)激發(fā)下,陰極材料原子躍遷并發(fā)射出與待測(cè)元素對(duì)應(yīng)的特征譜線(如鉛的283.3nm譜線)。該譜線具有單色性好、強(qiáng)度穩(wěn)定的特性,為后續(xù)選擇性吸收提供基礎(chǔ)。
2.原子化:將樣品轉(zhuǎn)化為基態(tài)原子蒸汽
樣品經(jīng)霧化器噴入原子化器,在高溫(火焰法2100-2400℃,石墨爐法2900-3000℃)或化學(xué)還原作用下,轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)原子。例如,火焰原子化器通過空氣-乙炔火焰將溶液中的金屬離子還原為原子態(tài);石墨爐原子化器則通過電熱升溫分階段干燥、灰化、原子化,實(shí)現(xiàn)更高效的原子化效率。
3.吸收:基態(tài)原子選擇性吸收特征輻射
當(dāng)特征譜線通過原子化器時(shí),基態(tài)原子對(duì)其產(chǎn)生共振吸收,光強(qiáng)減弱。吸收強(qiáng)度遵循朗伯-比爾定律(A=KC),其中A為吸光度,K為吸收系數(shù),C為樣品濃度。在一定濃度范圍內(nèi),吸光度與濃度呈線性關(guān)系,這是定量分析的理論依據(jù)。
4.分光與檢測(cè):過濾雜散光并轉(zhuǎn)換信號(hào)
未被吸收的光經(jīng)單色器(如光柵)分離,濾除非特征波長(zhǎng)雜散光后,進(jìn)入檢測(cè)器(如光電倍增管)。檢測(cè)器將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào),經(jīng)放大器處理后,由數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)顯示吸光度值或濃度曲線。