現(xiàn)代技術(shù)分析

現(xiàn)代技術(shù)分析討論課討論問題：自主設(shè)計(jì)貝類中微量元素含量的測(cè)定方法要求：分別設(shè)計(jì)用原子發(fā)射光譜法和原子吸收光譜法進(jìn)行測(cè)量，并比較這兩種方法。一、原子吸收法測(cè)貝類中的微量元素1

原子吸收光譜分析的基本原理原子吸收光譜分析法是基于從光源輻射出具有待測(cè)元素特征譜線的光(從空心陰極燈發(fā)射出來(lái)的銳線光源)，通過試樣蒸氣時(shí)被蒸氣中待測(cè)元素基態(tài)原子所吸收，由輻射特征譜線光被減弱的程度來(lái)測(cè)定試樣中待測(cè)元素含量的方法。銳線光源輻射的共振線強(qiáng)度被吸收的程度與待測(cè)元素吸收輻射的原子數(shù)總數(shù)成正比，即:A=KNL式中:A為吸收率；K為常數(shù)；N為待測(cè)元素吸收輻射原子數(shù)總數(shù)；L為原子蒸氣厚度(即吸收光程)。

要求測(cè)量的元素的濃度與N成正比，一定光程下：A=K1C所以直接測(cè)量吸光度就可知道濃度。?2原子吸收分光光度計(jì)的構(gòu)造及其功能

光源能發(fā)出待測(cè)元素銳線的共振輻射源即光源，常用的是空心陰極燈原子化器將試樣中的待測(cè)元素轉(zhuǎn)變成基態(tài)原子的過程稱為試樣的原子化分光系統(tǒng)把待測(cè)的原子吸收線與其它的譜線分離出來(lái)，只讓待測(cè)的原子吸收線通過檢測(cè)系統(tǒng)原子吸收器使用光電倍增管作為光電轉(zhuǎn)換元件，即作光信號(hào)的檢測(cè)器?3原子吸收光譜的應(yīng)用原子吸收光譜分析主要用于測(cè)定各類樣品中的微痕量金屬元素，可進(jìn)行土壤、肥料和植物體元素的分析，也可對(duì)廢料廢水進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)測(cè)，在農(nóng)林科學(xué)、生理生化、環(huán)境監(jiān)測(cè)、農(nóng)副產(chǎn)品加工和食品衛(wèi)生檢驗(yàn)中有著廣泛地應(yīng)用，有的已成為國(guó)家分析標(biāo)準(zhǔn)。?4

實(shí)驗(yàn)方案儀器與試劑AA3700MC型原子吸光分光光度儀(FAAS)；TG328B光電分析天平。硝酸(優(yōu)純級(jí))，高氯酸(優(yōu)純級(jí))，實(shí)驗(yàn)用水為去離子水。Mn2+、Fe3+、Zn2+、Ca2+、Mg2+、Cu2+標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液濃度均為1g/L。樣品的采集與處理方法

貝類海鮮購(gòu)于海鮮市場(chǎng)，采用碳化酸溶法消解試樣。將新鮮貝類洗凈、瀝干、去殼，然后粉碎，混勻準(zhǔn)確稱取10.00g試樣于100mL燒杯中，

加入20mL硝酸高氯酸(1:3)混合液浸泡過夜，次日在電熱板上加熱消解，加熱過程中試樣有不同程度的碳化。取下冷卻，加入適量混酸，繼續(xù)在電熱板上加熱消解，直至溶液變?yōu)闊o(wú)色透明或略帶黃色，繼續(xù)加熱趕酸至近干，加去離子水溶解定容50mL，備用。測(cè)試方法

分別取一定量的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液配制成一系列標(biāo)準(zhǔn)溶液，利用標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)量樣品中的微量元素含量。標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制標(biāo)準(zhǔn)系列溶液的配制

用移液管準(zhǔn)確移取1mL

1000ug/mL的*標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液于100mL的容量瓶中，加入超純水定容至刻度線，搖勻，配制成10ug/mL

*標(biāo)準(zhǔn)溶液，貼上標(biāo)簽，備用。

用移液管準(zhǔn)確吸取0

mL、5mL、10mL、15

mL、20

mL、25

mL

10

μg/mL

*標(biāo)準(zhǔn)溶液于6個(gè)100

m

L的容量瓶中，用去超純水定容至刻線，搖勻、備用、各貼上標(biāo)簽。?標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

按選定的儀器工作條件，由稀到濃依次測(cè)定各標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度，以含*量為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。結(jié)果見表1

編號(hào)123456標(biāo)樣濃度00.51.01.52.02.5吸光度值公式及相關(guān)系數(shù)

Y=k*X+bR=？查閱相關(guān)資料得微量元素的標(biāo)準(zhǔn)曲線如下：二、原子發(fā)射法測(cè)貝類中的微量元素1

原子發(fā)射光譜分析的基本原理

利用物質(zhì)在熱激發(fā)或電激發(fā)下，每種元素的原子或離子發(fā)射特征光譜來(lái)判斷物質(zhì)的組成，而進(jìn)行元素的定性與定量分析。

譜線的強(qiáng)度I與該元素在試樣中的濃度（百分含量）c（在較低濃度下）成正比：即I=AC其中A是與實(shí)驗(yàn)測(cè)試條件，如激發(fā)條件、被測(cè)元素的性質(zhì)等因素有關(guān)的常數(shù)。由光源提供能量使樣品蒸發(fā)、形成氣態(tài)原子、并進(jìn)一步使氣態(tài)原子激發(fā)而產(chǎn)生光輻射將光源發(fā)出的復(fù)合光經(jīng)單色器分解成按波長(zhǎng)順序排列的譜線，形成光譜用用檢測(cè)器檢測(cè)光譜中譜線的波長(zhǎng)和強(qiáng)度?2原子吸收分光光度計(jì)的構(gòu)造及其功能激發(fā)光源光源具有使試樣蒸發(fā)、解離、原子化、激發(fā)、躍遷產(chǎn)生光輻射的作用。分光系統(tǒng)有一些棱鏡組合而成檢測(cè)系統(tǒng)常用的檢測(cè)方法有：目視法、攝譜法和光電法?2原子發(fā)射光譜的應(yīng)用目前，原子發(fā)射光譜在材料分析中已經(jīng)廣泛應(yīng)用，主要集中在金屬合金材料、高純稀土、難熔陶瓷材料、化學(xué)試劑、化工試劑、化工原材料及礦石等。其中，絕大部分方法為ICP-AES法，而以火花為激發(fā)光源的光電直讀光譜法則主要用于鋼鐵冶煉過程中的爐前分析。環(huán)境水樣、植物莖葉、煤灰飛、水系沉淀物、土壤等試樣的重金屬及稀土元素測(cè)定是新近原子發(fā)射光譜法用于環(huán)境分析研究的焦點(diǎn)，其中以形態(tài)分析備受人們關(guān)注。?3實(shí)驗(yàn)方案儀器

電感耦合全譜直讀等離子發(fā)射光譜儀，微波消解儀，電子加熱板。試劑與標(biāo)準(zhǔn)樣

待測(cè)元素的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液的濃度均為1.0mg/mL，As，Hg和Si購(gòu)自國(guó)家鋼鐵材料測(cè)試中心，其他標(biāo)液儲(chǔ)備液由各自的光譜純或高純物質(zhì)，用硝酸、鹽酸、高氯酸和高純水(電阻率18MΨ·cm)按標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行配置。用時(shí)按元素激發(fā)難易、干擾大小，配成不同元素的組合濃度分別5、10、20μg·mL-1的混標(biāo)液。樣品制備

將鮮貝螺肉洗凈、瀝干、切碎、混勻，各稱取3.00g于清洗好的聚四氟乙烯杯內(nèi)，加入15mL硝酸(2+1)，加蓋放于電子加熱板上緩慢加熱至170℃下消解40min后，放入消解罐，進(jìn)行微波消解。?3實(shí)驗(yàn)方案ICP儀操作參數(shù)設(shè)定

據(jù)不同元素激發(fā)特性，進(jìn)行工作參數(shù)優(yōu)化設(shè)定，設(shè)置頻率為27.12MHz，射頻發(fā)生器功率RF為950～1150kW不等，霧化器壓力25～30psi(約相當(dāng)于1.7725×102～2.0670×105Pa)不等，輔氣流量為1L·min-1，試液提升量為1.5～1.7mL·min-1不等，高波掃描5s，低波掃描30s，觀察方向?yàn)榇怪狈较?。測(cè)定

在儀器最佳工作條件下,制作各元素的標(biāo)準(zhǔn)曲線,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線對(duì)各個(gè)樣品進(jìn)行測(cè)定。三、兩種方法優(yōu)缺點(diǎn)比較

兩種方法都是光學(xué)分析方法，AES

是基于原子的發(fā)射現(xiàn)象，而

AAS

則是基于原子的吸收現(xiàn)象。原子吸收光譜原子發(fā)射光譜優(yōu)點(diǎn)<1>

檢出限低，靈敏度高<2>

分析精度好<3>

分析速度快<4>

應(yīng)用范圍廣<5>

儀器比較簡(jiǎn)單，操作方便<1>

靈敏度高<2>

選擇性好<3>

分析速度快<4>

試樣消耗少(毫克級(jí))缺點(diǎn)不能多元素同時(shí)分析。測(cè)定元素不同，必須更換光源燈，標(biāo)準(zhǔn)工作曲線的線性范圍窄只能確定物質(zhì)的元素組成與含量，不能給出物質(zhì)分子及其結(jié)構(gòu)的信息。