原子吸收最终讲课稿

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1、,原子吸收分光光度计 原理及应用内蒙古饲料草种监督检验站 郝美艳 2013.11.18,概 述 基本原理 仪器构造 分析方法 仪器应用 注意事项,一、原子吸收光谱法（atomic absorption spectrometry 简称AAS) 又称原子吸收分光光度法或简称原子吸收法。,原子吸收的定义：是指气态基态原子对于同种原子发射出来的特征光谱具有吸收能力的现象。,原子吸收光谱法的定义：将试样溶液中的待测元素原子化，同时还要有强度高而且稳定的光源，给予同种原子特征的光辐射，并且通过一定的待测原子区域，从而测定其原子吸光度，然后根据吸光度对标准溶液浓度的关系曲线，计算出试样中待测元素的含量，这种

2、方法称为原子吸收光谱法。,二、原子吸收光谱分析的特点灵敏度高：火焰原子吸收法可达10-9g.ml-1，石墨炉原子吸收法可高达10-13g.ml-1。准确度高：火焰原子吸收法的相对误差1%。石墨炉原子吸收法的相对误差3%5%。选择性好：大多数情况下共存元素对被测元素不产生干扰。,分析速度快： 化学处理和测定操作简便，易于掌握。 应用范围广：目前可以测定七十余种元素。,原子吸收法的缺点：标准工作曲线线性范围窄，一般为一个数 量级范围。通常每测一种元素要使用一种元素灯。测定难熔元素，如W、Nb、Ta、Zr、Hf、稀土等，及非金属元素，不能令人满意。,原子吸收法的缺点： 标准工作曲线线性范围窄，一般为

3、一个数 量级范围。 通常每测一种元素要使用一种元素灯。 测定难熔元素，如W（钨）、Nb（铌）、Ta（钽）、Zr（锆）、Hf（铪）、稀土等，及非金属元素，不能令人满意。,三、原子吸收光谱法与紫外可见分光 光度法比较原子吸收光谱和紫外可见光谱同 属吸收光谱，它们的异同点如下:,正常情况下原子处于基态，当有相同频率的辐射通过自由原子蒸气时，原子中的电子便从基态跃迁到激发态（一般为第一激发态），此时原子将从辐射场中吸收能量，产生共振吸收，电子由基态跃迁到激发态，同时使辐射减弱，产生原子吸收光谱。,吸收线的产生 （原子吸收光谱的产生）,共振线：电子在激发态和基态之间跃迁产生的谱线为。 主共振线：第一激发

4、态与基态之间跃迁产生的谱线属于主共振线。主共振线是原子光谱中强度最大的谱线，通常被选作分析测试线。,主共振线的特点： 特征线 最灵敏的谱线：由基态第一激发态所需要的能量最小跃迁几率最大,锐线光源,原子化系统,单色器,检测系统,可以削除光源不稳定 产生的测量误差,一、锐线光源,1. 作用：发射被测元素的特征光谱。,2. 种类：空心阴极灯、无极放电灯、蒸气放电灯。,1)结构,阳极：钨或镍棒,阴极：待测元素金属,内充低压惰性气体,2)工作原理：低压辉光放电,3)特点：只有一个操作参数(灯电流),4) 灯电流的选择原则：在保证放电稳定和有适当光强输出情况下，尽量选用低的工作电流。,若阴极物质只含一种元

5、素的则为单元素灯，若阴极物质还有多种元素则可制成多元素灯，多元素空心阴极灯其 辐射强度、灵敏度、抗干扰能力都不如单元素灯，所以在通常情况下都使用单元素灯。测量不同的元素必须使用相对应的元素灯，所以衡量原子吸收分光光度计是否方便使用的一个重要指标就是在测量多个元素时，元素灯切换是否简便易行。从使用上看，仪器可以容纳的元素灯越多，关机换灯的频率就越低，而且自动换灯又比手动换灯方便准确。如果同时点亮2只灯也可以节约预热的时间,提高工作效率。氘灯：是十分重要的光源，主要作用是扣除背景，使用波长一般为190-360nm 。,2,二、原子化系统,(一)火焰原子化法包括喷雾器、雾化室和燃烧器三部分。,1.

6、喷雾器和雾化室,作用：吸入试样溶液并将其雾化，使之形成直径为微米级的气溶胶。雾滴越细、越多，在火焰中生成的基态自由原子就越多，检出限越低。,作用：将试样转化为气态的基态原子，并吸收光源发出的特征光谱。,2. 燃烧器试液的细微雾气与燃气在雾化室充分预混合以后，进入燃烧器点燃。燃烧器所用灯头，有“孔型”和“长缝型”两种。为了加强吸收光程，一般多采用长缝型燃烧器。,原子化技术1,脱溶剂,(二)石墨炉原子化法,石墨炉原子化器自动进样系统,原子化技术2,在非火焰原子化法中，应用最广的原子化器是石墨炉原子化器，它包括石墨管、炉体和电源三大部分。在设备中，原子化发生在一个圆筒状石墨管中，中央开一个小孔作为液

7、体试样的注入口和保护气（Ar）的出气口。,1. 干燥,石墨炉原子化法,目的：蒸发除去溶剂。,温度：稍高于溶剂的沸点。,2. 灰化,目的：除去易挥发的基体和有机物，减少分子吸收。,温度：在保证被测元素不损失的前提下，尽量选择较高的灰化温度以减少灰化时间。,目的：使待测元素成为基态原子。,温度：1800 3000。,目的：高温除去管内残渣。,操作：停止载气，以延长基态原子在石墨管中的停留时间，提高分析的灵敏度。,3. 原子化,4. 净 化,a) 进样程序0100l,干燥程序 （去除溶剂） 略低于溶剂的沸点2060s,c) 灰化程序(去除干扰元素)10020000C0.55min,d) 原子化程序2

8、00030000C510s,e) 高温除残程序（消除记忆） 30000C35 s,石墨炉原子化器的工作程序,1. 火焰原子化法,2. 石墨炉原子化法,1)精密度高,1)精密度低,3)不能直接分析固体试样,2)灵敏度低，原子化效率一般为10%。,5)重现性好。,5)重现性差。,6)装置简单、快速。,6)装置复杂、速度慢。,4)基体干扰小，化学干扰大。,4)基体干扰大,化学干扰小。,(四)原子化法特点,2)灵敏度高，原子化效率可达90%。,3)可分析固体试样,三、单色器,四、检测系统,检测器、放大器、对数变换器、读数显示装置。,主要由色散元件、凹面镜、狭缝组成。,棱镜、光栅(最常用),作用：将待测

9、元素的共振线与邻近线分开。,1.标准曲线法配制一系列不同浓度的标准试样，由低到高依次分析，将获得的吸光度A数据对应于浓度作标准曲线，在相同条件下测定试样的吸光度A数据，在标准曲线上查出对应的浓度值；此方法适用于组成简单试样的分析。,定量分析方法,cx,Ay,使用条件 a.每次分析前应该用标准溶液对系统进行校正； b.整个分析过程中操作条件保持不变； c.标准系列与被分析样品溶液的组成应该尽可能一致； d.标准和试样溶液的吸光度应在0.10.8之间。,2.标准加入法分取几份相同量的被测试液，分别加入不同量的被测元素的标准溶液，其中一份不加被测元素的标准溶液，最后稀释至相同体积，使加入的标准溶液浓

10、度为0，CS、2CS 、3CS ，然后分别测定它们的吸光度，绘制吸光度对浓度的校准曲线，再将该曲线外推至与浓度轴相交。交点至坐标原点的距离Cx即是被测元素经稀释后的浓度。该法可消除基体效应的影响，但不能扣除背景。,3.内标法在对照品溶液和试样溶液中分别加入一定量的试样中不存在的第二元素作为内标元素，同时测定这两种溶液的吸光度比值，As/A内, Ax/A内。然后绘制As/A内C校正曲线。再根据试样溶液的Ax/A内，从校正曲线上求出试样中被测元素的浓度。,使用条件 内标元素与被测元素在原子化过程中具有相似的特性。 内标法可消除原子化过程中由于实验条件（如燃气及助燃气流量、基体组成、表面张力等）变化

11、而引起的误差。 但内标法需用双波道型原子吸收分光光度计。,原子吸收最新应用进展 原子吸收广泛应用于医疗卫生领域、药物的分析测试质量检验、农业环保、商检食品领域、冶金工业以及饮用水环境监测等各领域。 特别是近年来AAS技术已由无机化学向有机化学过渡。一些含有金属元素的生物酶及重要蛋白质，在生物体内起到十分重要的作用，AAS是“生物金属科学”的最重要的、最新的分析手段之一。 AAS的联用技术发展特别值得重视：2005年，我国用AAS作为HPLC的检测器，把AAS和HPLC有机地结合起来，组成As形态分析仪，用来分析测试有机As（无毒）和无机As（剧毒）的含量 ，区分水中的3价As （剧毒）和5价A

12、s（无毒）的含量；在水质、食品、农业、疾控等领域有广阔的应用。,GB/T 13885-92 饲料中铁、铜、锰、锌、镁的测定方法 原子吸收光谱法GB/T 13885-2003 动物饲料中钙、铜、铁、镁、锰、钾、钠和锌含量的测定 原子吸收光谱法,1、适用范围 标准中规定了火焰原子吸收光谱法测定铁、铜、锰、锌的方法。 本标准适用于饲料原料、配合饲料、浓缩饲料、预混合饲料等所有动物饲料中的铁、铜、锰、锌的测定。 2、方法原理 用干法灰化样品，在酸性条件下溶解残渣，浸提处理饲料样品，定容制成试样溶液;将试样溶液导人原子吸收分光光度计的空气一乙炔火焰中。测量每个元素的吸光度，并与同一元素校正溶液的吸光度比

13、较定量。,3、仪器设备 所有的容器，包括配制校正溶液的吸管，使用前均需用10的硝酸溶液浸泡24小时，再用去离子水冲洗干净。 3.1 分析天平，称量精度到0.1 mg 3.2 坩埚 3.3 硬质玻璃器皿：烧杯、容量瓶 3.4 电热板或电炉 3.5 马福炉 3.6 原子吸收分光光度计：空气-乙炔焰 3.7 测定Cu、Fe、Mn、Zn所用的空心阴极灯 3.8 定量滤纸,4、试剂和溶液 实验用水应符合GB/T 6682中二级用水的规格 盐酸优级纯 浓度36.038.0% 高纯乙炔99.9% 标准储备溶液 1000g/ml,4.1铜标准工作溶液 4.1.1铜标准中间液 准确移取2.00ml铜标准储备液，

14、加入10ml 6mol/L盐酸，加水定容至100ml，摇匀，此为20g/ml的铜标准中间液。 4.1.2铜标准工作液 分别吸取中间液2.50、5.00、10.00、20.00、25.00ml于100ml容量瓶中，加入10ml 6mol/L盐酸，并定容，摇匀，配制成0.5、1.0、2.0、4.0、5.0 g/ml标准系列。,4.2铁标准工作溶液 4.2.1铁标准中间液 准确移取10.00ml铁标准储备液，加入10ml 6mol/L盐酸，加水定容至100ml，摇匀，此为100g/ml的铁标准中间液。 4.2.2铁标准工作液 分别吸取中间液2.00、4.00、6.00、8.00、10.00ml于10

15、0ml容量瓶中，加入10ml 6mol/L盐酸，并定容，摇匀，配制成2.0、4.0、6.0、8.0、10.0 g/ml标准系列。,4.3锰标准工作溶液 4.3.1锰标准中间液 准确移取2.00ml锰标准储备液，加入10ml 6mol/L盐酸，加水定容至100ml，摇匀，此为20g/ml的锰标准中间液。 4.3.2锰标准工作液 分别吸取中间液2.50、5.00、10.00、20.00、25.00ml于100ml容量瓶中，加入10ml 6mol/L盐酸，并定容，摇匀，配制成0.5、1.0、2.0、4.0、5.0 g/ml标准系列。,4.4锌标准工作溶液 4.4.1锌标准中间液 准确移取2.00ml

16、锌标准储备液，加入10ml 6mol/L盐酸，加水定容至100ml，摇匀，此为20g/ml的锌标准中间液。 4.4.2锌标准工作液 分别吸取中间液1.00、2.50、5.00、7.50、10.00ml于100ml容量瓶中，加入10ml 6mol/L盐酸，并定容，摇匀，配制成0.2、0.5、1.0、1.5、2.0 g/ml标准系列。,GB/T 27404-2008 标准溶液参考有效期 元素标准溶液元素标准溶液一般配制成浓度为100 g/ml的标准储备液，保存在05 的冰箱中，有效期为6个月；稀释成浓度为1g/ml 10 g/ml或适当浓度的标准工作液，保存在05 的冰箱中，有效期为1个月。,5、分析步骤 5.1饲料原料、配合饲料、浓缩饲料试样的处理准确称取 2-5g 粉碎后的试样(精确至0.0001g)于50m L坩埚中在电炉上缓慢加热炭化，然后于高温炉中550下，灰化3h，冷却后加少量水浸润，再加10ml 6mol/L盐酸煮至近干，再加入10ml 6mol/L盐酸煮沸，冷却至室温，移入100mL容量瓶中，用水定容、过滤，得试样分解液，备用。同时制备试样空白溶液（试样空白溶液是除不加试样外，其余都同样品处理过程）。,