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文檔簡介
一、原子吸取光譜分析概述1、原子吸取光譜的起源
第五章 原子吸取光譜法ChapterFiveAtomicAbsorptionSpectrumForShort:AAS第一節(jié)根本原理18世紀初,人們便開頭觀看和爭論原子吸取光譜 太陽光譜中的暗線。1955年,澳大利亞物理學家瓦爾西發(fā)表了著名論文“原子吸取光譜在化學分析中的應用”,奠定了原子吸取光譜分析法的理論根底。1955年,原子吸取光譜作為一種分析方法開頭應用。并在60年月得到快速進展和普及。2、什么是原子吸取光譜?溶液中的金屬離子化合物在高溫下能夠解離成原子蒸氣,兩種形態(tài)間存在定量關系。當光源放射出的特征波長光輻射通過原子蒸氣時,原子中的外層電子吸取能量,特征譜線的光強度減弱。光強度的變化符合朗伯-比耳定律,進展定量分析。它是基于物質所產(chǎn)生的原子蒸氣對特征譜線的吸取作用來進展定量分析的一種方法。原子與分子一樣,吸取特定能量后,產(chǎn)生基態(tài)→激發(fā)態(tài)躍遷;產(chǎn)生原子吸取光譜,即共振吸取。原子由基態(tài)→第一激發(fā)態(tài)的躍遷,最易發(fā)生。每種原子的核外電子能級分布不同,當產(chǎn)生由基態(tài)→第一激發(fā)態(tài)的躍遷時,吸取特定頻率的輻射能量。二、共振線:共振吸取線——電子從基態(tài)躍遷至第一激發(fā)態(tài)所產(chǎn)生的吸取譜線稱為共振吸取線〔簡稱共振線。共振放射線——電子從第一激發(fā)態(tài)再躍回基態(tài)時,則放射出同樣頻率的輻射,對應的譜線稱為共振放射線〔也簡稱共振線。原子的共振線的吸取共振線稱為元素的特征譜線,由于:各種元素的原子構造和外層電子排布不同。所以不同元素的原子從基態(tài)激發(fā)成第一激發(fā)態(tài)〔或由第一激發(fā)態(tài)躍回基態(tài)〕時,吸取〔或放射〕的能量不同,因此各種元素的共振線各有其特征性。共振線又稱為元素的靈敏線,由于:這種從基態(tài)到第一激發(fā)態(tài)的躍遷最簡潔發(fā)生,因此對大多數(shù)元素來說,共振線是指元素全部譜線中最靈敏的譜線。在原子吸取光度法中,就是利用處于基態(tài)的待測原子蒸氣對從光源放射的共振放射線的吸取來進展分析的。三、譜線輪廓與譜線變寬譜線輪廓:原子群從基態(tài)躍遷至激發(fā)態(tài)所吸取的譜線并不是確定單色的幾何線,而是具有確定的寬度,稱之為譜線輪廓。1、譜線輪廓的描述:透過光〔或吸取光〕強度與原子蒸氣寬度呈正比關系,即符合朗伯定律:Ⅰv=Ⅰ
e-KvL0v其中Ⅰv為透過光的強度,Ⅰ0v為不同頻率光的強度,L為原子蒸氣的寬度,Kv為原子蒸氣對頻率為v的光的吸取系數(shù)。引入一個概念:2、半寬度Δv用吸取線的半寬度來表征吸取線的輪廓更清楚。通常以吸取系數(shù)極大值一半〔K0/2〕處吸取線輪廓上兩點的距離〔兩點間的頻率差〕來表征吸取線的寬度,稱為吸取線的半寬度。其數(shù)量級約為10-3~10-2nm。因此,中心頻率v0和半寬度Δv是表征吸取輪廓的特征參數(shù)。原子吸取譜線不是一條單色的幾何線,而是具有確定的寬度。吸取線在中心頻率v0的兩側具有確定的寬度。v0由原子的能級分布特征打算。半寬度除受本身自有的寬度影響外,還受多種因素影響。下面爭論幾種重要的變寬效應:1、自然寬度ΔvN與原子外層電子發(fā)生能級間躍遷時激發(fā)態(tài)原子的壽命有關。不同的譜線有不同的自然寬度,是客觀存在。在多數(shù)狀況下,ΔvN約相當于10-5nm數(shù)量級,可無視。2、多普勒變寬(ΔvD):式中A是吸光質點的相對原子質量;R是氣體常數(shù);T是確定溫度。代入各常數(shù)的數(shù)值后得可見,ΔvD與T1/2成正比。所以在確定范圍內,溫度的微小變化對譜線寬度的影響并不很大。但從式中可以看出,待測元素的相對原子質量越小,溫度越高,則譜線的多普勒變寬越大。就其變寬的程度而言,即使是在溫度較低時,因此,多普勒變寬與元素的相對原子質量、溫度和譜線的頻率有關。一般狀況: Δ=10-2?D3、壓力變寬〔碰撞變寬〕吸光原子與蒸氣中原子或分子相互作用而引起的變寬?;蛎枋鰹椋骸苍?、離子、電子〕譜線愈寬。依據(jù)與之作用的粒子不同,壓力變寬分為兩類:①勞倫茨變寬:吸光原子與外界其它粒子〔如火焰氣體分子〕間相互作用而引起?!惙N粒子碰撞②共振變寬:與同種原子相互作用而產(chǎn)生的變寬。——同種粒子碰撞只有在被測元素濃度很高時,共振變寬才有影響。通常,對壓力變寬起主要作用的是勞倫茨變寬。壓力變寬〔碰撞變寬〕為10-2?,也是譜線變寬的主要因素。勞倫茨變寬與多普勒變寬一起對吸取線的外形、寬度和位置影響很大。4.自吸變寬當基態(tài)、氣態(tài)原子密度較大時產(chǎn)生。5.場致變寬斯塔克變寬(StarkBroadening):由于外部的電場或等離子體中離子、電子所形成的電場引起。齊曼變寬(ZeemanBroadening):由于外部的磁場影響,導致譜線的分裂,在單色器區(qū)分率無法區(qū)分時,也產(chǎn)生譜線變寬。在1000~3000K、0.101MPa狀態(tài),多普勤寬度ΔD和壓力變寬(或勞倫茨變寬)是譜線變寬的主要因素。四、積分吸取和峰值吸取積分吸取在原子吸取分析中常將原子蒸汽所吸取的全部能量稱為積分吸取。積分吸取與單位體積原子蒸汽中吸取輻射的原子數(shù)呈簡潔的線性關系。這是原子吸取分析方法的一個重要理論根底。但由于原子吸取線的半寬度很小,要測量這樣一條半寬度很小的吸取線的積分吸取值,就需要有區(qū)分率高達五十萬的單色器,這在目前的技術狀況下還難以做到。1955年,瓦爾西提出了承受銳線光源測量譜線峰值吸取的方法解決了以上難題。銳線光源:能放射出譜線半寬度很窄的放射線的光源。峰值吸?。?A=lg(Ⅰ0/Ⅰ)用很窄的銳線光源作原子吸取測量時,測得的吸光度與原子蒸氣中待測元素的基態(tài)原子數(shù)呈線性關系。實現(xiàn)峰值吸取測量的條件:1、光源放射線的半寬度應小于吸取線半寬度。2、使通過原子蒸氣的放射線中心頻率恰好與吸取線的中心頻率v0相重合〔即測定時使用一個與待測元素同種元素制成的銳線光源的緣由〕。原子吸取定量根底:比爾定律A=K’CC為待測元素的濃度。K’在確定試驗條件下為常數(shù)。比爾定律指出在確定試驗條件下,吸光度與濃度呈正比關系。因此,可以通過測定吸光度來求出待測元素的含量。其次節(jié)原子吸取分光光度計1.2文字表述:原子吸取分光光度計由五局部組成:光源系統(tǒng)用于放射出待測元素的特征光譜線,一般承受空心陰極燈;原子化系統(tǒng)主要用于產(chǎn)生待測元素的原子蒸氣;分光系統(tǒng)用于分出通過火焰的光線中待測元素的譜線;檢測系統(tǒng)則把光信號轉換成電信號,經(jīng)調制、放大、計算,最終將結果輸出。記錄系統(tǒng):記錄光譜圖工作原理:光源系統(tǒng)光源是原子吸取分光光度計的重要組成局部,其作用是放射待測元素的特征譜線〔一般是共振線〕。為了測出元素的峰值吸取,必需使用銳線光源。對光源的要求:是取得好的分析結果的根底。半寬小〔小于0.00Xnm〕 高強度 低背景 構造牢靠 使用壽命長蒸汽放電燈、無極放電燈和空心陰極燈都能符合以上要求。使用最廣泛的是空心陰極燈。2.1.1構造:一般空心陰極燈是一種氣體放電管,它包括一個陽極和一個空心圓筒形陰極。陰極:用以放射所需譜線的金屬或合金,或銅、鐵、鎳等金屬制成陰極襯套,空穴內再襯入或熔入所需金屬。陽極:裝有鈦、鋯,鉭金屬的鎢棒。陰極和陽極密封于充有低壓惰性氣體的帶有石英窗或玻璃窗的玻璃殼中。管內充氣:氬或氖133.3~266.6Pa工作電壓:150~300伏啟動電壓:300~500伏 要求穩(wěn)流電源供電。HollowCathodeLamp--HCL即放射線半寬度遠小于吸取線半寬度光源.2.1.2.銳線光產(chǎn)生原理在高壓電場下,陰極電子向陽極高速飛濺放電,并與載氣原子碰撞,使之電離放出二次電子,而使場內正離子和電子增加以維持電流。載氣陽離子在電場中大大加速,轟擊陰極外表時可將被測元素的原子從晶格中轟擊出來,即濺射。濺射出的原子大量聚攏在空心陰極內,經(jīng)與其它粒子碰撞而被激發(fā),放射出相應元素的特征譜線 共振譜線。使用留意事項:空心陰極燈的光強度與燈的工作電流有關。使用空心陰極燈時必需選擇適當?shù)臒綦娏?。最適宜的燈電流隨陰極元素和燈的設計而不同。增大燈的工作電流,可以增加放射強度。但工作電流過大,會導致一些不良現(xiàn)象,如:使陰極濺射增加,產(chǎn)生密度較大的電子云,燈本身發(fā)生自蝕現(xiàn)象;加快內充氣體的消耗而縮短壽命;陰極溫度過高,使陰極物質熔化;放電不正常,使燈光強度不穩(wěn)定等。假設工作電流過低,也會產(chǎn)生不利影響,如:燈光強度減弱 穩(wěn)定性下降 信噪比下降空心陰極燈的優(yōu)點:只有一個操作參數(shù)〔即電流〕、放射的譜線穩(wěn)定性好、強度高而寬度窄、簡潔更換。2.1.4空心陰極燈的選擇〔鑒定〕方法:強度優(yōu)質空心陰極燈在較小的工作電流下仍具有較大的發(fā)光強度。在1/3—2/3的最大工作電流、1/3—2/3的最大光電倍增管負高壓下,對共振線掃描,記錄儀可達滿刻度,即為合格燈。背景指共振線兩側的發(fā)光強度。在發(fā)光穩(wěn)定,具有最正確靈敏度的工作電流下,當共振線強度調至滿刻度時,兩側背景強度應小于1%。穩(wěn)定度燈經(jīng)30分鐘預熱后,連續(xù)記錄30分鐘,吸光度最大漂移不大于0.00044nm。2.2、原子化系統(tǒng)原子化系統(tǒng)是原子吸取分光光度計的關鍵組成部件,它的作用是將樣品中的待測元素轉化為自由態(tài)原子蒸氣,原子化效率直接影響到測定靈敏度。原子扮裝置一般包括火焰原子化系統(tǒng)、石墨爐原子化系統(tǒng)和氫化物發(fā)生器三種類型。原子化系統(tǒng)作用:將試樣中待測元素變成氣態(tài)的基態(tài)原子。種類:火焰原子化器;(原子化器/預混合室/霧化器)無火焰原子化器。m2-2-5.swf火焰原子化系統(tǒng)主要由霧化器和燃燒器兩局部組成。霧化器:它是原子化系統(tǒng)的核心部件,直接影響分析靈敏度和周密度。其噴嘴外形和毛細管噴口與節(jié)流嘴端面的相對位置及同心度是影響霧化效率的主要因素。要求霧化器的霧化效率高,應大于8%;霧滴細,直徑5-10mm的霧滴占較大比例;噴霧穩(wěn)定。燃燒器:經(jīng)過霧化的樣品進入燃燒器后,在火焰高溫存火焰氣氛下,經(jīng)枯燥、熔融、蒸發(fā)、離解過程產(chǎn)生大密度。目前應用的原子吸取分光光度計多承受預混合式燃燒器,其火焰分預熱區(qū)、第一反響區(qū)、中間薄層區(qū)和其次反響區(qū)。一般中間薄層區(qū)是主要的原子化區(qū)。燃燒器有單縫、三縫兩種。三縫燃燒器適用于粘度大的樣品,一般很少使用?;鹧嬖游∷褂玫幕鹧?,只要其溫度能使待測元素離解成游離基態(tài)原子就可以了。在確保待測元素充分別解為基態(tài)原子的前提下,低溫火焰比高溫火焰具有更高的靈敏度。假設溫度過低,則鹽類不能離解,反而使靈敏度降低,并且還會發(fā)生分子吸取,干擾可能會增大。假設超過所需溫度,則激發(fā)態(tài)原子增加,電離度增大,基態(tài)原子削減,這對原子吸取是不利的。一般易揮發(fā)或電離電位較低的元素〔如Pb,Zn,堿金屬等〕,應使用低溫且燃燒速度較慢的火焰。與氧易生成耐高溫氧化物而難離解的元素〔如Ai、Mo、Ti等〕,應使用高溫火焰。簡述三種應用最多的火焰:空氣—乙炔火焰〔中性火焰:燃氣/助燃氣=1〕這是用途最廣的一種火焰。溫度較高〔最高溫度約2300℃〕,火焰穩(wěn)定、背景低、噪聲小,能測定很多種〔35種以上〕元素。貧燃性火焰〔燃氣/助燃氣<1:6〕溫度較高,但范圍小,僅適用于測定不易氧化的Ag、Cu等和堿土金屬。富燃性火焰〔燃氣/助燃氣>1:3〕如稀土等。?小結:優(yōu)點:火焰原子化方法重現(xiàn)性好、易于操作,已成為原子吸取分析的標準方法。缺點:僅有約10%的試液被原子化,而約90%的試液由廢液管排出。這樣低的原子化效率成為提高靈敏度的主要障礙。石墨爐〔無火焰〕原子化系統(tǒng)無火焰原子扮裝置可以提高原子化效率,使靈敏度增加10~200倍,因而得到較多的應用。作為一種高靈敏度的分析技術,石墨爐原子吸取光譜分析始終是痕量元素分析的主要手段?!搽娫窗盐障到y(tǒng)〕構成。樣品在石墨管中經(jīng)枯燥、灰化、原子化,而后被測定。石墨管是石墨爐原子化系統(tǒng)的關鍵部件,樣品在石墨管中的反響極其簡潔。優(yōu)質石墨管應當具備:記憶效應小、升溫速度快、檢測靈敏度高、抗氧化力氣強、使用壽命長等特點。目前,熱解涂層石墨管因其優(yōu)越的性能而得到廣泛應用。固然,在實際工作中,還應當依據(jù)分析樣品的性質選擇不同的石墨管。氫化物發(fā)生器工作原理:某些元素在酸性介質中被復原成為該元素的氫化物并從溶液中分別出來,經(jīng)加熱分解產(chǎn)生基態(tài)原子而進展的原子吸取分析,如鉛、砷、硒、鍺、錫、碲、銻、鉍等元素,均可承受氫化物原子吸取法進展測定。特點:由于氫化物生成后,被載氣帶入石英管中,從而與反響皿脫離,這樣就消退了局部基體干擾,其靈敏度比火焰原子吸取法高出約三個數(shù)量級,但周密度相對較低。、分光系統(tǒng)原子吸取分光光度計的光學系統(tǒng)包括單色器和外光路兩局部。其核心部件為單色器。單色器的作用是將待測元素的共振線與鄰近譜線分開。單色器色散性能的優(yōu)劣直接影響原子吸取分光光度計的靈敏度和檢出限。單色器組成:入射狹縫、色散元件〔棱鏡或光柵〕、出射狹縫。目前國內外普遍承受光柵作為色散元件。光柵單色器的特征可用色散率、區(qū)分率和閃耀波長來表征。閃耀波長作用:在光柵光譜中,輻射能量分散在各級光譜中,而以不分光的零級光譜所占能量最多。使用閃耀光柵可以抑制一般光柵的這一弱點。什么是閃耀波長?量最大的波長,即閃耀波長。由于原子吸取分光光度法測定的大多數(shù)元素的共振線位于紫外區(qū),因此,常用的閃耀波長為250-300nm。有些儀器承受兩塊光柵的單色器,這樣可以獲得較寬的工作波長。、檢測系統(tǒng)檢測器的作用是將單色器分出的光信號進展光電轉換。原子吸取分光光度計的檢測系統(tǒng)一般包括檢測器、放大器和讀數(shù)顯示裝置。靈敏度很高的光電倍增管檢測器已被廣泛使用。在原子吸取分析中,應盡可能選擇響應范圍寬、靈敏度高、噪聲小的光電倍增管。第三節(jié)干擾及消退方法原子吸取分光光度法中,總的來說干擾較小,但在實際工作中仍不行無視干擾問題,在某些狀況下,干擾甚至還很嚴峻,因此應當了解可能產(chǎn)生干擾的緣由及其抑制方法。原子吸取分析中的干擾主要有光譜干擾、物理干擾和化學干擾三種類型。一、光譜干擾光譜干擾主要來自光源和原子化器。1、與光源有關的光譜干擾光源在單色器的光譜通帶內存在與分析線相鄰的其它譜線,一般有以下兩種狀況。與分析線相鄰的是待測元素的譜線。產(chǎn)生緣由:此種狀況常見于多譜線元素,如Ni、Fe、Co等。在分析線四周還有該元素的放射線,而這些譜線并不被該元素吸取。影響:導致測定靈敏度下降,工作曲線彎曲。消退方法:減小狹縫寬度可改善或消退這種影響。與分析線相鄰的是非待測元素的譜線產(chǎn)生緣由:空心陰極燈的陰極材料不純等,常見于多元素燈。影響:會導致靈敏度下降。消退方法:選用具有適宜惰性氣體,純度又高的單元素燈。光譜線重疊干擾產(chǎn)生緣由:假設在光譜內存在光源的幾條放射線,而且被測元素對這幾種放射線均產(chǎn)生吸取,因此產(chǎn)生干擾。即多重譜線干擾,常見于過渡元素。消退方法:①減小狹縫寬度:用于多重吸取線和主吸取線波長差不是很小的狀況。例:Fe有213.859nm的譜線,Zn有213.856nm的譜線,選用Zn的307.6nm譜線作為分析線。2、與原子化器有關的干擾主要來自原子化器的放射和背景吸取。原子化器的放射:產(chǎn)生緣由:主要來自火焰本身或原子蒸氣中待測元素的放射。消退方法:承受調制方式進展工作,并適當增加燈電流,提高光源放射強度。背景吸取〔分子吸取〕:產(chǎn)生緣由:由氣態(tài)分子對光的吸取以及高濃度鹽的固體微粒對光的散射所引起的。是一種寬頻帶吸取。
消退方法: Ⅰ鄰近線校正法 Ⅱ測標準溶液Ⅲ分別基體 Ⅳ氘燈校正法 Ⅴ塞曼效應校正法二、物理干擾〔基體效應〕概念:物理干擾是指試樣在轉移、蒸發(fā)和原子化過程中,由于試樣任何物理性質的變化而引起的干擾效應。產(chǎn)生的緣由:試樣的粘度:影響吸噴速率進而影響霧量和霧化效率。外表張力:影響霧滴的大小及分布。溶劑的蒸氣壓:影響蒸發(fā)速度和分散損失。霧化氣體的壓力:影響噴入量。毛細管的內徑和長度以及空氣的流量同樣影響吸噴速率。等等。。。特點:此類干擾為非選擇性的,即對試樣中各元素的影響根本上是相像的。物理干擾一般都是負干擾,最終影響火焰分析體積中原子的密度。消退方法:配制標準溶液,這是消退基體干擾常用而有效的方法。假設元素含量不太低,稀釋試液的方法也削減或消退干擾。三、化學干擾1、概念:指待測元素與其它組分之間的化學作用所引起的干擾效應,它主要影響待測元素的原子化效率。2、特點:①此類干擾具有選擇性,并隨火焰溫度、火焰狀態(tài)和部位、其它組分的存在、霧滴的大小等條件而變化。②化學干擾是原子吸取分光光度法中的主要干擾來源。3、干擾類型及消退方法、鈦等。這是典型的化學干擾。消退方法:使用高溫火焰由于此類干擾的大小,在很大程度上取決于火焰溫度和火焰氣體組成,使用高溫火焰即可降低此類干擾。電離: 這是化學干擾的另一重要形式。原子推動失去電子后形成離子,不產(chǎn)生吸取,所以局部基態(tài)原子的電離,會使吸取強度減弱。這種現(xiàn)象在堿金屬和堿土金屬中特別顯著。消退方法:參與試劑來把握此類化學干擾。①消電離劑:所謂的消電離劑,是電離電位較低的元素,參與時,產(chǎn)生大量電子,抑制被測元素電離。參與大量易電離元素,如鈉、鉀,即可把握火焰溫度,也因易電離元素在火焰中猛烈電離而消耗能量來削減待測元素基態(tài)原子的電離,使測定結果得到改善。②釋放劑:參與一種過量的金屬元素,與干擾元素形成更穩(wěn)定或更難揮發(fā)的化合物,從而使待測元素釋放出來。 如:磷酸鹽干擾Ca,當參與La或Sr時,可釋放出Ca來。③保護劑:參與試劑,使待測元素不與干擾元素生成難揮發(fā)化合物。如:EDTA與Ca、Mg形成螯合物〔在火焰中易原子化〕,可參與EDTA抑制磷酸根的干擾。第四節(jié)分析方法及測定條件的選擇一、標準曲線法標準曲線法是日常工作中最常用的分析方法之一,依據(jù)朗伯-比爾定律A=kc,在確定范圍內,樣品的吸光值與樣品中某元素的濃度成正比,由此通過測定繪制標準溶液吸取曲線,測定樣品吸光值后,即可從標準曲線上查得樣品中某元素的含量。標準曲線可分為抱負型、正常型、反常型和簡潔型四類。其它方法:標準參與法、內標法、差示法、嚴密內插法、間接測定法確定的抱負型曲線是不存在的。實際工作中最常見的是正常型。在高濃度時曲線消滅向濃度軸彎曲的現(xiàn)象;反常型是由于高濃度下發(fā)生電離干擾所致。要獲得較好的工作曲線,就要把儀器的狀態(tài)調整到最正確,具體可從以下7個方面考慮。選擇較低的燈電流以獲得較窄的入射光。選擇適宜的光譜通帶以盡量減除干擾譜線。調整好燃燒頭的位置,使之與主光軸平行并使入射光通過最正確吸取位置。對于濃度較高的樣品,可以少取樣并適當稀釋的方法避開高濃度測定。通過化學預處理消退與濃度無關的化學干擾。承受背景校正技術。選擇最正確的儀器工作條件,保證測定的周密度。二、測定條件的選擇〔一〕測定條件選擇的原則首先,要考慮避開干擾。如共振線四周存在其它譜線,或火焰氣氛對吸取線影響較大,則有時寧愿犧牲一些靈敏度而選用次靈敏線,以保證良好的線性。如Pb,217.0nm283.3nm來測Pb。其次,要考慮樣品的組成和待測元素的濃度。一般在測定低含量元素時,應選擇最靈敏的共振線;當測定高濃度元素時,為了避開過度稀釋和削減污染等問題,可選用次靈敏線代替共振線?!捕尘唧w操作條件的選擇1、分析線的選擇共振線:A一般狀況下選擇元素的共振線作為分析線,這樣可以得到較高的靈敏度。B選擇靈敏度較低的譜線作為分析線:A當元素的共振線處于遠紫外區(qū)時,火焰的吸取很猛烈,易產(chǎn)生干擾。B當樣品濃度較高時,有時寧愿選擇靈敏度較低的譜線來獲得適宜的吸取值,以改善標準曲線的線性范圍。2、燈電流的選擇應從三個方面來考慮燈電流的選擇:第一是靈敏度。燈電流小,譜線的多普勒變寬和自吸效應小,放射線半寬窄,靈敏度高;其次是穩(wěn)定性。燈電流小,則放電不穩(wěn)定,光輸出穩(wěn)定性差;第三是燈的使用壽命。燈的使用壽命單位是電流乘以時間〔毫安·小時。因此,燈電流的減小對延長燈的使用壽命有利。但對于高熔點、低濺射的元素如鐵、鈷、鎳、鉻等,燈電流允許大些;對于低熔點高濺射的元素如鋅、鉛等,燈電流應小些。實際工作中應依據(jù)具體狀況進展選擇。通常,對于微量元素分析,應在保證讀數(shù)穩(wěn)定的前提下盡量選用較小的燈電流,以獲得較高的靈敏度;對于較高含量元素分析,在保證足夠靈敏度的前提下,盡量選用較大的燈電流以保證足夠的穩(wěn)定性和周密度。3、狹縫寬度的選擇狹縫寬度的選擇受多種因素的影響。狹縫寬度的選擇首先與單色器的區(qū)分率有關。當單色器的區(qū)分率大時,可用較窄的狹縫。當火焰的背景放射很強時,在吸取線四周有干擾譜線的非吸取光,應用較窄的狹縫。當光源輻射較弱或共振線吸取較弱時,必需用較寬的狹縫。最適宜的狹縫寬度應通過試驗確定。4、燃助比的選擇燃氣與助燃氣的比例打算著火焰的類型和狀態(tài)從而直接關系到測定的靈敏度、周密度和基體等重要因素。依據(jù)火焰的溫度和氣氛以及樣品的特點選擇適宜的火焰。5、燃燒器高度的選擇自由原子在火焰的不同部位分布是不均勻的,只有使入射光束通過自由原子密度最高的區(qū)域才能獲得最高的靈敏度。因此,為了獲得較高的靈敏度并盡量避開干擾,需要對觀測高度進展選擇。從理論上講,火焰構造分為四個區(qū)域:預熱區(qū)、第一反響區(qū)、中間薄層區(qū)、其次反響區(qū)?;鹧娓鲄^(qū)的特點如下:預熱區(qū):燃氣被加熱到著火溫度;第一反響區(qū):火焰燃燒不充分,其中有一個藍色的核心;中間薄層區(qū):火焰溫度較高,厚度較小,是產(chǎn)生自由原子的主要區(qū)域;其次反響區(qū):火焰燃燒充分,反響產(chǎn)物集中到大氣中。選擇觀測高度,要兼顧待測自由原子密度高和干擾成分濃度低兩個方面,我們將觀測高度大致分為三個部位。過氧化焰區(qū):離燃燒器縫口6-12mm,火焰穩(wěn)定,干擾少,對紫外吸取較弱,靈敏度稍低,吸取線在紫外區(qū)的元素適于這一高度。中間區(qū):離縫口4-6mm,穩(wěn)定性較差,溫度較低、干擾較多,但靈敏度高,適于鈹、鉛、硒、錫、鉻等元素的測定。復原焰區(qū):離縫口4mm以下,穩(wěn)定性差、干擾多,對紫外吸取強,靈敏度較高,適于長波段元素測定〔光譜分區(qū)P26。總之,火焰原子吸取分析條件的選擇,要通過試驗的方法,經(jīng)過屢次測定、摸索,才能獲得最正確的測定條件。石墨爐原子吸取分析最正確條件的選擇在石墨爐原子吸取分析法中,燈電流和光譜通帶等條件的選擇根本與火焰法全都。6、枯燥溫度和時間的選擇枯燥階段的目的是蒸發(fā)樣品溶劑,以蒸盡溶劑而又不發(fā)生迸濺為原則,一般選擇略高于溶劑沸點的溫度。7、熱清燒和空燒一般承受高于原子化的溫度,時間為3-5秒。8、灰化溫度和時間的選擇在灰化階段,一方面要保證有足夠的溫度和時間使灰化完全,使背景吸取降到最低;另一方面又要選擇盡可能低的灰化溫度和最短灰化時間,以保證待測元素不受損失。在實際工作中,常承受測繪灰化溫度曲線的方法來選擇最正確灰化溫度。9、惰性氣體流量的選擇目前常用的惰性氣體為氬氣,外部氣體流量一般為1-5/30-60/分。為了提高靈敏度,可以實行在原子化階段“停氣”的技術。10、靈敏度、特征濃度SCAc靈敏度SCAc即當待測元素濃度或質量轉變一個單位時吸光度的變化量。在火焰原子吸取光度法中常用特征濃度來表征靈敏度。ccc0.0044cA0.0044吸光度值所對〔mc〕原子吸取光度法的特點:
m0.00440.0044mA第五節(jié)原子吸取分析法的特點及應用靈敏度高 對于火焰原子吸取法,其靈敏度一般為mg/L~mg/L;對于無火焰原子吸取法,確定靈敏度可到達10-10~10-14克。選擇性強 在原子吸取分析中,通常承受的是可在低電流低氣壓下產(chǎn)生待測元素特征譜線的銳線光源譜線干擾很小,這就使得原子吸取分析具有很強的選擇性。分析范圍廣 可分析70多種元素,可進展常量分析,也可進展微量甚至痕量分析,而且需樣量小。周密度高,準確度好 一般火焰原子吸取分析的周密度在1%-3%,無火焰原子吸取分析的偏差一般小于15%。原子吸取光度法的應用實例???食品中鉛的測定火焰原子吸取分光光度法〔1〕原理。樣品經(jīng)消化后,導入原子吸取分光光度計中,經(jīng)火焰原子化后,吸取波長為283.3nm的共振線,其吸取量與鉛含量成正比,與標準系列比較定量?!玻病吃噭R笫褂萌ルx子水,酸為優(yōu)級純。5+1。B.0.5mol/L321mL1000mL。C.鉛標準貯存液:準確稱取1.000g金屬鉛〔純度大于99.99〕或1.598g的硝酸鉛〔優(yōu)級純,加適量硝酸1+〕使1000mL0.5mol/L1mgD.鉛標準使用液:10.0mL100mL容量瓶中,用0.5mol/L當于?鉛?!玻场硟x器:A.原子吸取分光光度計,帶鉛空心陰極燈;B.電熱板;C.馬弗爐;D.玻璃儀器。所用玻璃儀器使用前必需用20%的硝酸浸泡24h以上,然后分別用水和去離子水沖洗干凈后晾干?!玻础巢僮鞑襟E:A.樣品濕法消化:固體樣品:2g-5g150mL20mL-30mL。蓋一玻片,放置過夜。次日于電熱板上漸漸升溫加熱,溶液變成棕紅色,應留意防止炭化。如覺察消化液顏色變深,再滴加濃硝酸,連續(xù)加熱消化至冒白色煙霧,取下放冷后,參與約10mL水連續(xù)加熱趕酸至冒25mL液體樣品:10mL-20mL置于150mL熱板上小火加熱除去酒精和二氧化碳。然后參與20mL的混合酸,于電熱板上加熱至顏色由深變淺,至無10mL25mL的刻度試管中。同時做試劑空白。樣品干法灰化。2.0g-5.050mL5008h0.5mol/L50mL0.5mol/L混勻備用。同時做試劑空白。標準曲線制備:吸取0.0m0.50m1.0m2.5m5.0mL50mL〔0.5mol/〕稀釋刻度,混勻,此標準系列含鉛分別為0.0ug/mL1.0ug/mL2.0ug/mL,5.0ug/mL,10.0ug/mL。儀器條件:測定波長283.3nm,燈電流、狹縫、空氣乙炔流量及燈頭高度均接儀器說明調至最正確狀態(tài)。E.樣品測定:將鉛標準溶液、試劑空白液和處理好的樣品溶液分別導入火焰原子化器進展測定。記錄其對應的吸光度值,與標準曲線比較定量。分析結果的表述:允許差相對標準差小于10%。原子吸取分光光度計使用留意事項使用環(huán)境的留意事項15~3585%。儀器應放置在穩(wěn)定的平面工作臺上,四周不能有猛烈的震驚源,應避開日光直射。室內無強磁場、有害氣體、腐蝕氣體、酒精等干擾。電源電壓
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