第四章原子吸收光谱分析

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1、第四章 原子吸收光谱分析Atomic Absorption Spectrometry (AAS)4.1 方法概述根据蒸气相中被测元素的基态原子对其原子共振辐射的吸收强度来对试样中被测元素进行定量分析的方法。基态原子吸收其共振辐射,外层电子由基态跃迁至激发态而产生原子吸收光谱。原子吸收光谱位于光谱的紫外区和可见区。Atomic Spectrometric Systemlampflamemonochromatordetector(1) Atomic AbsorptionlampFlameorplasmamonochromatordetector(2) Atomic fluorescencedete

2、ctorFlameorplasmaMonochromatororpolychromator(3) Atomic EmissiondetectorplasmaMassspectrometer(4) Atomic Mass Spectrometry原子吸收现象及其科学解释1802年,伍朗斯顿(W.H.Wollaston 1817年,弗劳霍费(J.Fraunhofer)发现了太阳连续光谱中出现的暗线。1859年,克希荷夫(G.Kirchhoff)与本生(R.Bunson)解释暗线原因:太阳外围大气圈中的钠原子对太阳光谱中的钠辐射吸收的结果。 空心阴极灯的发明空心阴极灯的发明1955年Walsh “原

3、子吸收光谱在化学分析中的应用”,空心阴极灯作为锐线光源解决峰值吸收测定原理,解决了理论、原理及其应用,50年代末 Varian 和 PerkinElmer公司先后推出了原子吸收商品仪器。参考文献:现代仪器二二五年五年第一期第第一期第62页页2004 年, 德国耶拿分析仪器股份公司(Ana2lytik Jena AG) 成功地设计和生产出连续光源原子吸收光谱仪contrAA , 商品化连续光源原子吸收仪器。电热原子化技术电热原子化技术1959年里沃夫提出电热原子化技术,大大提高了原子吸收的灵敏度氢化物原子吸收光谱技术:Hg、As、Sb、Se、Sn、Bi、Ge、Pb、Te 1968年Massman

4、n石墨炉1974年塞曼效应和自吸效应扣除背景技术的发展,使在很高的的背景下亦可顺利地实现原子吸收测定。 原子化器的进展,背景校正技术的发展和应用,基于A.walsh关于原子吸收的第一篇论文,即:使用锐线光源,用峰值吸收代替积分吸收,基态原子的浓度和它对特征辐射的吸收,符合吸收定律。 原子吸收分析仪器的发展 使用连续光源和中阶梯光栅,结合使用二极管阵列多元素分析检测器,为多元素同时分析开辟空间。 联用技术用于形态分析原子吸收和原子荧光光谱分析原子吸收和原子荧光光谱分析,舒永红等舒永红等分析试验室Chinese Journal of Analysis LaboratVol. 24. No. 2 ,

5、2005 - 2AAS方法的优势和不足检出限低,灵敏度高。火焰原子吸收法的检出限可达到ppb级,石墨炉原子吸收法的检出限可达到10-14g。分析精度好。火焰原子吸收法相对标准差可1%。石墨炉原子吸收法的分析精度一般约为3-5%。分析速度快。原子吸收光谱仪在35分钟内,能连续测定50个试样中的6种元素。应用范围广。可测定的元素达70多个,不仅可以测定金属元素,也可以用间接法测定非金属元素和有机化合物。仪器比较简单,操作方便。不足:多元素同时测定尚有困难 相当一些元素的测定灵敏度还不能令人满意。 4.2原子吸收光谱分析原理原子吸收光谱的产生:当有辐射通过自由原子蒸气,且入射辐射的频率等于原子中的电

6、子由基态跃迁到较高能态(一般情况下都是第一激发态为特征谱线,吸收最强,最易发生,一般最灵敏)所需要的能量频率时,原子就要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,同时伴随着原子吸收光谱的产生。 各元素的原子结构和外层电子的排布不同 基态跃迁至第一激发态时吸收的能量不同 各元素的共振吸收线不同 h一束频率为强度为I0的光通过厚度为L的原子蒸气,部分光被吸收,部分光被透过,透过光的强度I服从吸收定律 I = I0 exp(-k L) I0I 0透过光强度对吸收光频率作图透过光强度对吸收光频率作图在频率 0处透过光强度最小,即吸收最大吸收系数k对频率v作图,所得曲线为吸收线轮廓吸收线

7、轮廓,通过吸收系数,中心频率,半峰宽表征吸收线轮廓。原子吸收谱线的宽度原子谱线的轮廓 V0= E/h中心频率:( v0)宽度(半宽):( v)谱线强度I0自然宽度:谱线的物理轮廓或者本征轮廓。微观机理是量子力学的测不准原理。照射光宽度。多普勒变宽Lorentz变宽Holtzmark(共振)变宽自吸变宽在2000-3000K的温度范围内,原子吸收线的宽度约为10-3-10-2nm。必须使用锐线光源基态和激发态原子的分布基态和激发态原子的分布i:激发态 0:基态 g:统计权重 k:boltzman常数 Ei:激发态能量在火焰温度范围,Ni/N01%。基态原子数目很大,温度影响小。好处:灵敏度和精密

8、度高T 升 Ni/No上升 Ei 升 Ni/No下降T 3000 Ni/No 10-3 可以忽略原子吸收光谱的测量积分吸收:一定条件下,吸光原子数 No 越多,吸光曲线面积越大(峰越高),因此,理论上积分吸收与 No 呈正比。E - 电子电荷 m - 电子质量 c - 光速 No - 基态原子数 f - 振子强度:能被入射辐射激发的每个原子的电子平均数正比于原子对于特定波长辐射的吸收几率K d cK d = C f e2m cNo = C如果我们测量如果我们测量Krd , 就可求出待测原子浓度。但是原子吸收谱线宽度就可求出待测原子浓度。但是原子吸收谱线宽度为为10-2 左右。需要用极高分辨率的

9、分光仪器。并且要求连续可调,左右。需要用极高分辨率的分光仪器。并且要求连续可调,无法保障信噪比。难于实现。无法保障信噪比。难于实现。为使为使No尽可能大,则需要:尽可能大,则需要:T尽可能低。尽可能低。 激发所需能级要大激发所需能级要大,控制好原子化过称,控制好原子化过称,以使激发态原子数尽可能少。以使激发态原子数尽可能少。Walsh的峰值吸收理论仅考虑多普勒变宽时吸收系数在通常原子吸收分析条件,吸收池内的原子浓度和温度 T不太高的条件下,采用锐线光源,发射线与吸收线中心一致,则峰值吸收系数与基态原子数(待测原子浓度)之间有线形关系。测量峰值吸收系数代替测量积分吸收系数walsh理论:峰值吸收

10、系数与积分吸收关系其他变宽因素使得分子吸收系数变小Walsh的峰值吸收理论的实现条件基于以上,对基于以上,对Km的测定实的测定实际上测定狭小光谱范围的际上测定狭小光谱范围的积分吸收。要准确测定积分吸收。要准确测定Km,则要求发射谱线与被测,则要求发射谱线与被测原子的吸收线原子的吸收线 的中心波长的中心波长严格一致。发射线的半宽严格一致。发射线的半宽度度 吸收线的半宽度。必吸收线的半宽度。必须要求锐线光源。须要求锐线光源。 oKm即中心吸收与基态原子数呈正比,因此只要用一个固定波长的光源,在o处测量峰值吸收,即可定量。原子吸收光谱的实际测量 oKm当频率为V、强度为I0的平行辐射垂直通过均匀的原

11、子蒸气时,原子蒸气对辐射产生吸收,符合朗伯(Lambert)定律 Iv = Io e-K m L当使用锐线光源时,v很小,可以近似地认为吸收系数在v内不随频率v而改变,并以中心频率处的峰值吸收系数km来表征原子蒸气对辐射的吸收特性 将上面公式代入吸收池当中的待测原子浓度与元素的浓度之间通过原子化效率存在定量关系式前面已有对特定待测元素,在仪器条件选定时,则有原子吸收光谱分析的基本关系式:A=lgI0/Iv=KC注意在定量公式的推导过程中的有关假定和条件:当频率为V、强度为I0的平行辐射垂直通过均匀的原子蒸气时,使用中心波长一致的锐线光源时,v很小,可以近似地认为吸收系数在v内不随频率v而改变,

12、并以中心频率处的峰值吸收系数km来表征原子蒸气对辐射的吸收特性No = C(原子化效率同试样性质和试验条件相关)在仪器条件选定时。 光源温度不能高。保证尽可能多的基态原子,减少激发态原子数目。对易电离的物质,温度较高时Ni很大,Boltzmann分布中Ni/No增大,导致工作曲线弯曲。因此测定需要注意:进样雾化等保证充分原子化,排出基体成分的影响和化学干扰影响。确保使用锐线光源,保证发射光源的辐射半宽度要小于吸收线宽度。仪器的测定条件要保持恒定。4.3仪器构成原子吸收光谱仪由光源、原子化器、分光器、检测系统等几部分组成。 光源:作用是发射被测元素的特征共振辐射。对光源的基本要求是:1.发射的共

13、振辐射的半宽度要明显小于吸收线的半宽度,0.00050.002nm;发射锐线2.辐射强度足够大3.光谱纯度高,背景低4.稳定性好5.使用寿命长,便于操作维护。 空心阴极放电灯是能满足上述各项要求的理想的锐线光源,应用最广。无极放电灯应用于易挥发元素空心阴极灯空心阴极灯是由玻璃管制成的封闭着低压气体的放电管。空心阴极灯是由玻璃管制成的封闭着低压气体的放电管。阴极为空心圆柱形,由待测元素的高纯金属阴极为空心圆柱形,由待测元素的高纯金属阳极为钨棒,环状阳极为钨棒,环状W W、NiNi、TaTa灯的光窗材料根据所发射的共振线波长而定,在可见波段用灯的光窗材料根据所发射的共振线波长而定,在可见波段用硬质

14、玻璃,在紫外波段用石英玻璃。硬质玻璃,在紫外波段用石英玻璃。真空环境中,内充真空环境中,内充2-10mmHg2-10mmHg氖或氩等惰性气体,其作用是产氖或氩等惰性气体,其作用是产生离子撞击阴极生离子撞击阴极, ,使阴极材料发光。使阴极材料发光。 Concepts, Instrumentation and Techniques in Atomic AbsorptionSpectrophotometryRichard D. Beatyand Jack D. Kerber Second Edition THE PERKIN-ELMER CORPORATION1.1.当在两极之间施加几百伏电压时,便

15、产生辉光放电。在电场作用下,当在两极之间施加几百伏电压时,便产生辉光放电。在电场作用下,电子在飞向阳极的途中,与载气原子碰撞并使之电子在飞向阳极的途中,与载气原子碰撞并使之惰性气体分子电离惰性气体分子电离,放出二次电子,使电子与正离子数目增加,以维持放电。放出二次电子,使电子与正离子数目增加,以维持放电。2.2.气体正离子从电场中获得能量并向阴极作加速运动,如果正离子的气体正离子从电场中获得能量并向阴极作加速运动,如果正离子的动能足以克服金属阴极表面的晶格能,当其撞击在阴极表面时,引动能足以克服金属阴极表面的晶格能,当其撞击在阴极表面时,引起起阴极物质溅射阴极物质溅射。3.3.除溅射作用外,阴

16、极受热也要导致阴极表面元素的热蒸发。溅射与除溅射作用外,阴极受热也要导致阴极表面元素的热蒸发。溅射与蒸发出来的原子进入空腔内蒸发出来的原子进入空腔内形成阴极元素电子云形成阴极元素电子云,再与电子、原子、,再与电子、原子、离子等发生第二类离子等发生第二类碰撞碰撞 而被而被激发激发到高能态,自发回到基态,而发到高能态,自发回到基态,而发射出相应元素的特征的射出相应元素的特征的共振辐射共振辐射。 空心阴极灯放电是一种特殊形式的空心阴极灯放电是一种特殊形式的低压辉光放电低压辉光放电,放电集中于阴极空腔内。,放电集中于阴极空腔内。空心阴极灯的特点由于元素可以在空极阴极中多次溅射和被激发,气态原子平均停留

17、时间较长,激发效率较高,因而发射的谱线强度较大;由于采用的工作电流一般只有几毫安或几十毫安,灯内温度较低,因此热变宽很小;由于灯内充气压力很低,激发原子与不同气体原子碰撞而引起的压力变宽可忽略不计;由于阴极附近的蒸气相金属原子密度较小,同种原子碰撞而引起的共振变宽也很小;此外,由于蒸气相原子密度低、温度低、自吸变宽几乎不存在。使用空极阴极灯可以得到强度大、谱线很窄的待测元素的特征共振线。空极阴极灯是性能优良的锐线光源。Analytical Methods for Atomic AbsorptionSpectroscopy Copyright 1996 The Perkin-Elmer Corp

18、oration.光源脉冲调制:供电峰值电流大,平均小。采用调制电源供电改善放电特性。光源脉冲调制:供电峰值电流大,平均小。采用调制电源供电改善放电特性。提高输出效率,减少谱线变宽和自吸现象,消除火焰发射产生的直流信提高输出效率,减少谱线变宽和自吸现象,消除火焰发射产生的直流信号的影响,号的影响,切光器机械调制:在火焰和光源当中加入一定速度旋转的切光器。切光器机械调制:在火焰和光源当中加入一定速度旋转的切光器。光源调制:来自火焰(原子化器)的辐射背景(连续光谱,直流信号)可与待测物吸收线一 同进入检测器,尽管单色器可滤除一部分背景,但仍不能完全消除这 些背景对测定的干扰。为此,必须对光源进行“调

19、制”。定义:将入射光的直流信号变为交流信号,利用电学原理将定义:将入射光的直流信号变为交流信号,利用电学原理将其与来自火焰的直流信号分开,从而避免火焰背景干扰。其与来自火焰的直流信号分开,从而避免火焰背景干扰。空心阴极灯的工作条件的选择工作电流的选择工作电流的选择。使用灯电流过小,放电不稳定;。使用灯电流过小,放电不稳定;灯电流过大,溅射作用增加,原子蒸气密度增大,灯电流过大,溅射作用增加,原子蒸气密度增大,谱线变宽,甚至引起自吸,导致测定灵敏度降低,谱线变宽,甚至引起自吸,导致测定灵敏度降低,灯寿命缩短。灯寿命缩短。 不足:不足:由于原子吸收分析中每测一种元素需换一个灯,由于原子吸收分析中每

20、测一种元素需换一个灯,很不方便,现亦制成多元素空心阴极灯,但发射很不方便,现亦制成多元素空心阴极灯,但发射强度低于单元素灯,且如果金属组合不当,易产强度低于单元素灯,且如果金属组合不当,易产生光谱干扰,同时谱线强度弱。生光谱干扰,同时谱线强度弱。无极放电灯Analytical Methods for Atomic AbsorptionSpectroscopy Copyright 1996 The Perkin-Elmer Corporation.Antimony锑, arsenic砷, bismuth铋, cadmium镉, cesium铯, germanium锗, lead铅, mercur

21、y汞,Phosphorus磷, potassium钾, rubidium铷, selenium硒, tellurium碲, thallium铊, tin锡 and zinc锌.结构:石英球形物中装入待测元素或挥发性盐类,如金属、金属卤化物等,抽成真空并充入67-200Pa的惰性气体氩或氖,制成放电管(在一个高频发生器的线圈 )。工作原理:放电管置于微波发生器的同步空腔谐振器中。当高频耦合能量激发充入气体原子,温度升高,是金属卤化物蒸发解离,二者碰撞使后者激发。发出特征辐射。结构和原理决定其特点无电极,排出电极材料的干扰。待测元素的量很少,蒸汽压低,各种变宽因素影响很少,这种灯的强度比空心阴极灯

22、大几个数量级,没有自吸,谱线带宽窄,背景低,更纯。原子化器原子化器的功能是提供能量,使试样干燥,蒸发和原子化。吸收池。 待测组分转变为基态原子关键步骤。要求:原子化效率高。稳定。操作简单。干扰小1.火焰原子化法:2.非火焰原子化法:石墨炉电热原子化法。3.低温原子化器 火焰原子化法 常用预混合型原子化器。1.雾化器2.混合室3.燃烧器4.火焰 雾化器助燃气入口和吸液毛细管组成。作用喷入试液并雾化形成直径微米级气溶胶。工作原理高压助燃气以高速通过毛细管外壁与喷嘴间隙时,在毛细管出口处的尖端形成负压区,从而将待测试液沿毛细管吸入并被高速气流分散成许多小雾粒。要求:雾化效率高,稳定,气溶胶粒度细,分

23、布范围窄,适应性好混合室由撞击球、扰流器、燃气入口和废液排出口组成。使大雾粒沉降、凝聚以液态的形式( (废液) )从下沉口排出;使雾粒与燃气、助燃气均匀混合,缓冲稳定混合气体压力,使火焰稳定。脱溶形成气溶胶;燃烧器 最常用的是单缝燃烧器,其作用是产生火焰,使进入火焰的气溶胶蒸发和原子化。要求:原子化效率高,噪声小,火焰稳定,燃烧安全调节高度,选择适宜的火焰原子化区。调整角度,以改变吸收光程,扩大测量元素含量范围。调整燃烧器狭峰。应有足够高的温度,能有效地蒸发和分解试样,并使被测元素原子化。此外,火焰应该稳定、背景发射和噪声低、燃烧安全 火焰乙炔空气,乙炔笑气乙炔空气,乙炔笑气(N2O)(N2O

24、),氢,氢- -空气空气 火焰的结构预热区:燃烧器缝隙出口处,在预热区试样雾粒被干燥,通常又称干燥区;第一反应区:火焰呈蓝色,蓝色主要来自于C C和CHCH的发射,干燥的试样固体微粒在该区熔化和蒸发。但是该区火焰处于局部热力学平衡状态,反应物和生成物之间没有足够的时间建立化学平衡。原子化区( (中间薄层区) ):该区处于热力学平衡状态,是最重要的区域,没有明显的标志,它的高度随火焰类型而变化,通常是基态原子浓度最大,是检测吸收区。第二反应区:该区域助燃气充足,火焰得到充分燃烧,火焰温度很高,是原子的激发区、化合区,当含有金属时,呈该金属的特征颜色。火焰使用的安全事项:空气,乙炔,调节阀门,点火

25、。熄火时的顺火焰使用的安全事项:空气,乙炔,调节阀门,点火。熄火时的顺序先关闭乙炔,待乙炔烧尽自动熄灭。选择合适气体流速,避免回序先关闭乙炔,待乙炔烧尽自动熄灭。选择合适气体流速,避免回火。火。不同类型的火焰温度火焰的类型和适用范围1)化学计量(正常、中性)火焰:燃助气近似于二者化学计量关系。特点:层次清晰、温度高、背景小、干扰少和稳定性好。适合许多元素的常规分析。2)富燃(还原性)火焰:燃气比例大。特点:燃烧不完全,温度低,具有还原性。适用于难分解化合物的测定,如Al、Mo、Cr、V、Ba,但干扰大,背景高。3)贫燃(氧化性)火焰:燃气比例小。特点:温度最低(大量冷的助燃气带走大量热量) ,

26、氧化性强,火焰蓝色。适用于易离解、易电离元素的测定,如碱金属等。 火焰条件的选择选择原则火焰的温度应使待测元素恰分解成基态自由原子为宜;通过文献或者试验确定火焰气体种类,燃助比。管式石墨炉原子化器 加热电源保护气控制系统石墨管状炉管式石墨炉原子化器各部分作用加热电源加热电源供给原子化器能量,电流通过石墨管产生高热高温,最高温度可达到3000。保护气保护气控制系统是控制保护气的,仪器启动,保护气Ar流通,空烧完毕,切断Ar气流。外气路中的Ar气沿石墨管外壁流动,以保护石墨管不被烧蚀,内气路中Ar气从管两端流向管中心,由管中心孔流出,以有效地除去在干燥和灰化过程中产生的基体蒸气,同时保护已原子化了

27、的原子不再被氧化。在原子化原子化阶段,停止通气,以延长原子在吸收区内的平均停留时间,避免对原子蒸气的稀释。 石墨炉原子化采用程序升温过程Tt干燥灰化原子化清除程序程序干燥干燥灰化灰化原子化原子化净化清洗净化清洗温度温度稍高于沸点稍高于沸点100-300100-300800800度左右度左右快速升温快速升温25002500度左右度左右温度温度29502950度左度左右右作用作用挥发掉溶剂挥发掉溶剂烧掉有机基体,烧掉有机基体, 原子化后进行原子化后进行测量测量消除记忆效应消除记忆效应过程过程防治样品溅射,防治样品溅射,溶质留于管壁溶质留于管壁铵盐,磷酸等铵盐,磷酸等分解或者挥发分解或者挥发分析元素

28、蒸发分析元素蒸发并解离为原子,并解离为原子,保护气体停止保护气体停止清除残留物清除残留物石墨炉原子化法优点试样原子化效率高,不被稀释。试样原子化效率高,不被稀释。原子在吸收区域平均停留时间长,灵敏原子在吸收区域平均停留时间长,灵敏度比火焰法高。度比火焰法高。石墨炉加热后,由于有大量碳存在,还石墨炉加热后,由于有大量碳存在,还原气氛强;有利于亲氧元素还原为金属原气氛强;有利于亲氧元素还原为金属提高原子化效率。提高原子化效率。石墨炉的温度可调,如有低温蒸发干扰石墨炉的温度可调,如有低温蒸发干扰元素,可以在原子化温度前分馏除去。元素,可以在原子化温度前分馏除去。样品用量少,并且可以直接固体进样。样品

29、用量少,并且可以直接固体进样。原子化温度可以自由调节,因此可以根原子化温度可以自由调节,因此可以根据元素的原子化温度不同,选择控制温据元素的原子化温度不同,选择控制温度。度。工作安全,便于自动化。工作安全,便于自动化。石墨炉缺点1.1.样样品品基基体体蒸蒸发发和和石石墨墨管管本本身身的的氧氧化化也也会会产产生生分分子子吸吸收收,石石墨墨管管等等固固体体粒粒子子还还会会使使光光散散射射,背背景景吸吸收大,要使用背景校正器校正。收大,要使用背景校正器校正。2.2.管壁能辐射较强的连续光,噪声大。管壁能辐射较强的连续光,噪声大。3.3.温温度度稳稳定定性性的的控控制制。石石墨墨管管本本身身的的温温度

30、度不不均均匀匀(功功率率反反馈馈温温度度控控制制系系统统),控控制制加加入入样样品品的的位位置(平台技术的应用),温度对于精度影响大。置(平台技术的应用),温度对于精度影响大。装置复杂。装置复杂。其他原子化器 低温原子化是本身或元素的氢化物(如AsH3)在低温下的易挥发性,将其导入气体流动吸收池内进行原子化。 低温原子化方法低温原子化方法氢化物原子化方法,原子化温度700900 C ;主要应用于主要应用于:As、Sb、Bi、Sn、Ge、Se、Pb、Ti等元素 原理原理: 在酸性介质中,与强还原剂硼氢化钠反应生成气态氢化物。例 AsCl3 +4NaBH4 + HCl +8H2O = AsH3 +

31、4NaCl +4HBO2+13H2 将待测试样在专门的氢化物生成器中产生氢化物, AsH3热力学上是不稳定的,在900温度下就能分解析出自由As原子,实现快速原子化。再送入原子化器中检测。 特点特点:原子化温度低 ; 灵敏度高(对砷、硒可达10-9g);基体干扰和化学干扰小; 冷原子化法主要应用:主要应用:各种试样中Hg元素的测量。还原汽化法还原汽化法: 将试样中的汞离子用SnCl2或盐酸羟胺、硼氢化钠完全还原为金属汞后,用气流将汞蒸气带入具有石英窗的气体测量管中进行吸光度测量。加热汽化法加热汽化法:将试样中的汞转变为双硫腙螯合物加以富集,通过加热分解产生汞蒸汽,倒入气体流动吸收池内测定吸光度

32、。 特点特点:常温测量 灵敏度高(可达10-8g汞); 准确度好分光器分光器组成:入射和出射狭缝、反射镜和色散元件(普遍采用光栅单色器) 作用:分离共振吸收线。阻止来自原子化器内的所有不需要的辐射进入检测器 单色器性能参数单色器性能参数 线色散率(线色散率(D D):两条谱线间的距离与波长差的比值X/。实际工作中常用其倒数 /X 分辨率分辨率 : 仪器分开相邻两条谱线的能力。用该两条谱线的平均波长与其波长差的比值/表示。分辨率、光强度取决于狭缝宽度,AAS中以单色器的通带表示狭缝宽度 。通带宽度(通带宽度(W W):): 指通过单色器出射狭缝的某标称波长处的辐射范围,或者说单色器出射光束波长区

33、间的宽度。 当倒色散率一定时,可通过选择狭缝宽度(S)来确定: W=D-1 SW W确定原则能将共振线与邻近的其它谱线分开。W W较大时,检测器接受的信号较强,信噪比较高,检测限改善。W W较小时,光强度弱,信噪比低。一般选择0.54nm。原子吸收分光光度计光路类型原子吸收分光光度计光路类型单光束型:这种仪器结构简单,体单光束型:这种仪器结构简单,体积小,价格低。但它会因光源积小,价格低。但它会因光源不稳定而引起基线漂移(吸光不稳定而引起基线漂移(吸光度漂移)。不能消除因光源波度漂移)。不能消除因光源波动造成的影响,光源预热,校动造成的影响,光源预热,校正零点。光源调制消去火焰中正零点。光源调

34、制消去火焰中的直流信号。的直流信号。 双光束型:可以消除光源波动造成双光束型:可以消除光源波动造成的影响,但不能抵消因火焰波的影响,但不能抵消因火焰波动和背景带来的带来的影响动和背景带来的带来的影响 。 Analytical Methods for Atomic AbsorptionSpectroscopy Copyright 1996 The Perkin-Elmer Corporation.检测系统检测系统主要由检测器、放大器、对数变换器、显示记录装置组成。1.1.检测器检测器- 将单色器分出的光信号转变成电信号。检测光信号的强度 如:光电倍增管,电荷耦合器件CCD,电荷注入器件CID,二

35、极管阵列检测器PDA2.2.放大器放大器-将光电倍增管输出的较弱信号,经电子线路进一步放大。 3.3.对数变换器对数变换器-光强度与吸光度之间的转换。 4.4.显示、记录显示、记录要求: 足够的光谱灵敏度光电倍增管工作原理:光电倍增管工作原理:光电效应光电效应 光电转换,电流放大光电转换,电流放大) LightLightEnergyEnergyPhotocathodePhotocathodeAnodeAnodeDynodeDynode (9-13) (9-13)QuartzQuartzWindowWindowInsulatorInsulator*100 Million Amplificatio

36、n of Signale-e-e-e-e-e-e-e-e-e-e-e-e-光电倍增管的外壳由玻璃或石英制成,内部抽真空,阴极涂有能发射电子的光敏物质,如Sb-Cs或Ag-O-Cs等,在阴极C和阳极A间装有一系列次级电子发射极,即打拿极(电子倍增极)D1、D2 等。阴极C和阳极A之间加有约1000V的直流电压,当辐射光子撞击光阴极C时发射光电子,该光电子被电场加速落在第一被增极D1上,撞击出更多的二次电子,依次类推,阳极最后收集到的电子数将是阴极发出的电子数的105-108倍。 光电倍增管的特性光电倍增管的特性暗电流暗电流暗电流指入射光强度为零时的输出电流,它由热电子发射及漏电流引起 噪声和信噪

37、比噪声和信噪比噪比决定入射光强度测量的最低极限,即决定待测元素的检出限。 灵敏度和工作光谱区灵敏度和工作光谱区光谱灵敏度-光电倍增管的灵敏度随波长而改变的曲线成为光谱特性曲线。同阴极材料和窗体材料有关。依此确定工作光谱区和最灵敏波长。 工作电压和工作温度工作电压和工作温度疲劳和老化疲劳和老化。入射光的光谱成分不变时,光电倍增管的光电流强度与入射光强度正比入射光的光谱成分不变时,光电倍增管的光电流强度与入射光强度正比 光电倍增管不仅起到光电转换作用而且还起到电流放大作用。其增光电倍增管不仅起到光电转换作用而且还起到电流放大作用。其增益效率同极间电压有关。益效率同极间电压有关。 (放大系数可达放大

38、系数可达108109)。光电倍增管的灵敏度。阴极(总)灵敏度:单位光辐射在阴极光电倍增管的灵敏度。阴极(总)灵敏度:单位光辐射在阴极(阳极测得)产生光电流的大小。具有灵敏度高的特点。(阳极测得)产生光电流的大小。具有灵敏度高的特点。具有这类检测装置的光谱仪称为光电直读光谱仪具有这类检测装置的光谱仪称为光电直读光谱仪(或光量计或光量计)。 线性响应范围宽线性响应范围宽(光电流在光电流在10-810-3A范围内与光通量成正比范围内与光通量成正比)。响应时间短响应时间短(约约10-9s) ,因此广泛用于光谱分析仪器中。,因此广泛用于光谱分析仪器中。光电倍增管的优势仪器软件自动控制:有关试验条件自动控

39、制,实现向导、自动测量、专家数据库、在线帮助校正曲线以及数据处理测量结果的输出优良试验室规范4.4原子吸收光谱的干扰效应及消除原子吸收光谱分析中,干扰效应按其性质和产生的原因,可以分为四类:1、 物理干扰2、 化学干扰3、 电离干扰4、 光谱干扰清华大学分析测试中心 刑志 原子吸收光谱法,2006物理干扰物理干扰物理干扰是指试样在转移、蒸发和原子化过程中,物理干扰是指试样在转移、蒸发和原子化过程中,由于其物理特性如黏由于其物理特性如黏度、表面张力、密度等变化引起的原子吸收强度下降的效应。是非选择度、表面张力、密度等变化引起的原子吸收强度下降的效应。是非选择性干扰,性干扰,对试样各元素的影响基本

40、是相似的。对试样各元素的影响基本是相似的。消除物理干扰的方法:消除物理干扰的方法:1 1、配置相似组成的标准样品;、配置相似组成的标准样品;2 2、采用标准加入法(在何种情况下使用、采用标准加入法(在何种情况下使用?):):C0C1C2C3C4C5AC0 C1 C2 C3 C4C5Cx标准加入法标准加入法 A=kc理论上讲:不存在背景或者校正背景情况下,在线形范围内,基体恒定,如果样品中无被测元素,则应过原点。未过原点,说明有待测物。其原理是基于吸光度的加合性。化学干扰化学干扰液相或气相中被测元素的原子与干扰物质组分之间形成热力学更稳定的化合物,从而影响被测元素化合物的解离及其原子化。化学干扰

41、是一种选择性干扰化学干扰是一种选择性干扰 。包括:包括:分子蒸发分子蒸发 待测元素形成易挥发卤化物和某些氧化物,在灰化温度下蒸发损失;待测元素形成易挥发卤化物和某些氧化物,在灰化温度下蒸发损失;形成难离解的化合物(氧化物、炭化物、磷化物等)形成难离解的化合物(氧化物、炭化物、磷化物等)硅、钛形成难解离的氧化物、钨、硼、希土元素等生成难解离的碳化物硅、钛形成难解离的氧化物、钨、硼、希土元素等生成难解离的碳化物氧化物氧化物 较难原子化的元素:较难原子化的元素:B B、TiTi、ZrZr、V V、MoMo、RuRu、IrIr、ScSc、Y Y、LaLa、CeCe、PrPr、NdNd、U U 很难原子

42、化的元素:很难原子化的元素: OsOs、ReRe、NdNd、TaTa、HfHf、W W炭化物炭化物BeBe、B B、AlAl、TiTi、ZrZr、V V、W W、SiSi、U U 稀土等形成难挥发炭化物稀土等形成难挥发炭化物磷化物磷化物 CaCa3 3POPO4 4 等等消除化学干扰的方法:化学分离。高温原子化:磷酸根在高温火焰中就不干扰钙的测定Ca3PO4加入释放剂、保护剂 (缓冲剂): La、Sr释放Ca3PO4加入基体改进剂:NH4Cl(光谱载体)熔点低,助熔剂,雾化,去溶,熔融,蒸发,提高原子化效率。硫化汞。汞极易挥发,加入硫化物生成稳定性较高的硫化汞,灰化温度可提高到300 化化学学

43、干干扰扰不不只只是是决决定定于于被被测测元元素素及及其其伴伴随随物物的的互互相相影影响响,而而且且与与雾雾化化器器的的性性能能,燃燃烧烧器器的的类类型型、火火焰焰的的性性质质、以以及及观观测测点点的的位位置置都都有有关关系系,所所以以原原子子吸吸收收分分析析中中的的干干扰扰对对条条件件的的依依赖赖性性很强,一定要具体情况具体分析,不能一概而论。很强,一定要具体情况具体分析,不能一概而论。 通通常常可可以以采采用用几几种种方方法法来来克克服服或或抑抑制制化化学学干干扰扰,如如采采用用化化学学分分离离、使使用用高高温温火火焰焰、在在试试液液(及及标标液液)中中添添加加一一种种释释放放剂剂、加加入入

44、保保护护剂剂、使使用用基基体体改改进进剂剂等等。在在以以上上这这些些方方法法中中,有有时时可可以单独使用一种方法,而有时需要几种方法联用。以单独使用一种方法,而有时需要几种方法联用。 在在高高温温下下原原子子电电离离,使使基基态态原原子子的的浓浓度度减减少少,引引起起原原子子吸吸收收信信号号降降低低,此此种种干干扰扰称称为为电电离离干干扰扰。破破坏坏工作曲线的线形关系。工作曲线的线形关系。 电电离离效效应应随随温温度度升升高高、电电离离平平衡衡常常数数增增大大而而增增大大,随被测元素浓度增高而减小。随被测元素浓度增高而减小。消消除除办办法法加加入入更更易易电电离离的的碱碱金金属属元元素素作作为

45、为消消电电离离剂剂,可以有效地消除电离干扰。可以有效地消除电离干扰。例如例如CaCa测定在高温下产生电离现象,加入测定在高温下产生电离现象,加入KClKCl可消除:可消除:K K K K+ + + e + eCaCa+ + + e + e Ca Ca电离干扰电离干扰光谱干扰光谱干扰吸收线重叠吸收线重叠光谱通带内存在非吸收线光谱通带内存在非吸收线原子化器内直流发射干扰原子化器内直流发射干扰背景吸收(分子吸收、背景吸收(分子吸收、 光散射)光散射)当采用锐线光源和交流调制技术时,前三种因素一般不当采用锐线光源和交流调制技术时,前三种因素一般不予考虑,主要考虑分子吸收和光散射的影响,它们是形予考虑,

46、主要考虑分子吸收和光散射的影响,它们是形成光谱背景的主要因素。成光谱背景的主要因素。 形成光谱背景的主要因素分子吸收干扰分子吸收干扰 -是指在原子化过程中生成的气体是指在原子化过程中生成的气体分子、氧化物及盐类分子对辐射吸收而引起的干分子、氧化物及盐类分子对辐射吸收而引起的干扰扰光散射光散射-是由于原子化过程中产生的固体颗粒对光是由于原子化过程中产生的固体颗粒对光的散射的散射,使被散射的光偏离光路而不为检测器所检使被散射的光偏离光路而不为检测器所检测造成的测造成的,导致吸光度值偏高。导致吸光度值偏高。消除方法:更换燃气。调整助燃比。加入辐射缓消除方法:更换燃气。调整助燃比。加入辐射缓冲剂。了解

47、干扰来源,样品和标样一样。冲剂。了解干扰来源,样品和标样一样。石墨炉背景吸收的影响比火焰原子吸收法严重,石墨炉背景吸收的影响比火焰原子吸收法严重,若不扣除背景,有时根本无法进行测定。若不扣除背景,有时根本无法进行测定。 4.5背景校正方法背景校正方法一般采用仪器校正背景方法邻近非共振线连续光源Zeeman效应等校正方法 邻近非共振线校正法邻近非共振线校正法1964年由W. Slavin提出来的 背景吸收是宽带吸收。分析线测量是原子吸收与背景吸收的总吸光度AT, AT在分析线邻近选一条非共振线,非共振线不会产生共振吸收,此时测出的吸收为背景吸收AB 。两次测量吸光度相减,所得吸光度值即为扣除背景

48、后的原子吸收吸光度值A。 AT = A + AB A = AT - AB = k c 本法适用于分析线附近背景吸收变化不大的情况否则准确度较差。 连续光源背景校正法连续光源背景校正法 目前原子吸收分光光度计上一般都配有连续光源自动扣除背景装备。连续光源用氘灯氘灯在紫外紫外区区;碘钨灯、氙灯碘钨灯、氙灯 在可见区可见区扣除背景。 1965年由S.R Koirtyohann提出来的。先用锐线光源测定分析线的原子吸收和背景吸收的总吸光度,再用氘灯(紫外区)或碘钨灯、氙灯(可见区)在同一波长测定背景吸收(这时原子吸收可以忽略不计),计算两次测定吸光度之差,即可使背景吸收得到校正。由于商品仪器多采用氘灯

49、为连续光源扣除背景,故此法亦常称为氘灯扣除背景法。 此法的缺点在于氘灯是一种气体放电灯,而空极阴极灯属于空极阴极溅射放电灯。两者放电性质不同,能量分布不同,光斑大小不同,再加上不易使两个灯的光斑完全重叠。急剧的原子化,又引起石墨炉中原子和分子浓度在时间和空间上分布不均匀,因而造成背景扣除的误差。 氘灯的能量较弱。使用它校正背景时,不能用很窄的光谱通带,共存元素的吸收线有可能落入通带范围内吸收氘灯辐射而造成干扰。 ZeemanZeeman效应背景校正法效应背景校正法 1969年由M. Prugger和R. Torge提出来的。塞曼效应校正背景是基于光的偏振特性,谱线在磁场中发生分裂,分裂组分具有

50、不同的偏振方向.分为两大类:光源调制法与吸收线调制法。以后者应用较广。调制吸收线的方式,有恒定磁场调制方式和可变磁场调制方式。 按照观察谱线的方向又可分为横向塞曼效应和纵向塞曼效应。自吸效应校正背景此法是1982年由S.B. Smith 和Jr. C. M. Hieftje提出来的。自吸效应校正背景法是基于高电流脉冲供电时空心阴极灯发射线的自吸效应。当以低电流脉冲供电时,空心阴极灯发射锐线光谱,测定的是原子吸收和背景吸收的总吸光度。接着以高电流脉冲供电,空心阴极灯发射线变宽,当空心阴极灯内积聚的原子浓度足够高时,发射线产生自吸,在极端的情况下出现谱线自蚀,这时测得的是背景吸收的吸光度。上述两种

51、脉冲供电条件下测得的吸光度之差,便是校正了背景吸收的净原子吸收的吸光度。 这种校正背景的方法可对分析线邻近的背景进行迅速的校正,跟得上背景的起伏变化。高电流脉冲时间非常短,只有0.3ms,然后恢复到空载水平,时间为1ms,经40ms直到下一个电流周期,这种电流波形的占空比相当低,所以平均电流较低,不影响灯的使用寿命。本法可用于全波段的背景校正,这种校正背景的方法适用于在高电流脉冲下共振线自吸严重的低温元素。 4.6原子吸收光谱的应用地质冶金以及材料领域石油化工以及轻工领域生物医药以及食品、保健品的应用环境领域的应用优势:检出限低,灵敏度高。分析精度好。分析速度快。应用范围广。仪器比较简单,操作

52、方便。钯涂层石墨炉原子吸收热处理分离测定环境水样中的As(3)As(5) CAJ原文下载 PDF原文下载 齐文启. 陈亚蕾. 张懋森. 曹杰山. 光谱学与光谱分析 1994年01期 编辑部Email 中文核心期刊要目总览来源期刊 ASPT来源刊 CJFD收录期刊 中国环境监测总站. 中国科学技术大学三系. 砷. 形态分析. 钯涂层管. 电热原子吸收. 同类文献 引用文献 被引用文献 本文提出了一种较为简便的测定环境水体中和的方法。在研究了钯涂层石墨管性能的基础上,利用的低沸点、高挥发性,在石墨炉升温过程中,使在灰化阶段分离;改变灰化温度可以测定总含量。从而对分别定量 SCTA9403 微柱流动

53、注射在线预浓集与电热原子吸收光谱法的全自动联用 CAJ原文下载 PDF原文下载 孙晓娟. 分析科学学报 1997年01期 编辑部Email 中文核心期刊要目总览来源期刊 ASPT来源刊 CJFD收录期刊 江苏石油化工学院应用化学系. 流动注射在线预浓集. 微柱. 电热原子吸收. 铅. 海水. 河水. 同类文献 引用文献 被引用文献 研究了一种流动注射在线预浓集、分离与电热原子吸收光谱全自动联用的最新技术在最优化条件下,采用微柱预浓集,甲醇洗脱剂可将吸附于微柱上的待测物定量洗脱并全部自动导入石墨炉原子化器富集倍数高达进行了河水和海水标准参考物质中痕量铅的测定,无基体干扰,不必使用基体改进剂,结果

54、满意检出限,回收率,相对标准偏差为 SCTB9703 微波消解-AAS法测定果蔬罐头中镉铅铜锌 CAJ原文下载 PDF原文下载 李丽华. 任苏凤. 刘礼彬. 理化检验.化学分册 1999年07期 编辑部Email 中文核心期刊要目总览来源期刊 “中国期刊方阵”入选期刊 ASPT来源刊 CJFD收录期刊 广西商检局. 广西商检局 南宁530022 . 微波制样. 镉. 铅. 铜. 锌. 果蔬罐头. 原子吸收. 同类文献 引用文献 被引用文献 采用微波制样技术,用石墨炉和火焰原子吸收法测定果蔬罐头中的镉铅铜锌的四种微量元素.镉、铅、铜、锌的线性范围分别为08gL(-1)、0100gL(-1)、04

55、mgL(-1)、05mgL(-1),检出限分别为0.19gL(-1)、2.80gL(-1)、20gL(-1)、60gL(-1),相对标准偏差均小于5%,方法简便、快速,结果准确可靠. SCTB99S7 电热原子化原子吸收法测定菱镁矿中的铅 CAJ原文下载 PDF原文下载 胡晓静. 欧阳昌峻. 谢琰. 李洪仁. 辽宁师范大学学报(自然科学版) 1999年01期 编辑部Email “中国期刊方阵”入选期刊 CJFD收录期刊 辽宁商检局. 沈阳大学师范学院. 微波炉. 电热原子化器. 钴. 铅. 菱镁矿. 同类文献 引用文献 被引用文献 采用微波炉溶样,电热原子化原子吸收法测定菱镁矿中的微量铅,对本

56、方法的测定条件和消化方法进行了试验研究,确定用硝酸和双氧水作溶剂,用钴和样品消化反应产物硝酸镁作为混合基体改进剂,试验结果令人满意 GFAAS法测定蘑菇中的痕量铅 CAJ原文下载 PDF原文下载 谢华林. 李立波. 分析科学学报 2002年06期 编辑部Email 中文核心期刊要目总览来源期刊 ASPT来源刊 CJFD收录期刊 湖南建材高等专科学校. 湖南建材高等专科学校 衡阳. 421008 . 同类文献 引用文献 被引用文献 70年代中期 ,国外有人利用微波技术促进样品的消解 ,此后二十多年 ,国内外对微波消解技术均进行了许多研究。本文采用微波制样技术 ,硝酸镁基体改进剂 ,石墨炉原子吸收

57、光谱法 (GFAAS)测定蘑菇中痕量铅 ,取得了良好的效果。 SCTB0303 【篇名】 化妆品中钴的微波消解-石墨炉原子吸收测定法 CAJ原文下载 PDF原文下载 【作者】 李建. 丁建森. 【刊名】 环境与健康杂志 2002年03期 编辑部Email 中文核心期刊要目总览来源期刊 CJFD收录期刊 【机构】 江苏省苏州市疾病预防控制中心. 江苏省苏州市疾病预防控制中心 苏州 215003 . 【关键词】 钴. 石墨炉原子吸收法. 化妆品. 微波消解. 【聚类检索】 同类文献 引用文献 被引用文献 【摘要】 目的 建立化妆品中钴的石墨炉原子吸收测定方法。方法 以HNO3-HCl体系微波消解样

58、品,用磷酸氢二铵-抗坏血酸作为基体改进剂以改善峰形和减少干扰,确定样品消解、仪器工作条件。结果 特征浓度为1.2g/L,钴浓度在040g/L范围内符合比尔定律,方法的回收率为100.16-102.01,相对标准偏差为1.823.26。结论 磷酸氢二铵-抗坏血酸基体改进剂在石墨炉原子吸收测定钴时,应用方便,重现性好。 微波消解-GFAAS法测定蘑菇中的痕量铅 CAJ原文下载 PDF原文下载 谢华林. 光谱实验室 2002年01期 编辑部Email ASPT来源刊 CJFD收录期刊 湖南建材高等专科学校化工系 湖南省衡阳市雷公塘14号421008. 微波制样. 铅. 石墨炉原子吸收. 同类文献 引

59、用文献 被引用文献 采用微波制样技术 ,石墨炉原子吸收法测定蘑菇中痕量铅。结果表明 ,方法的线性范围为 0 10 0 g,检出限为 2 .6g,相对标准偏差为 3.0 % ,回收率为 98%。该法准确、快速、简便 ,与常压酸消解法比较 ,结果基本一致 ,已用于蘑菇中痕量铅的测定 SCTB0203 微波消解-石墨炉原子吸收法测定中药中铅、镉含量的研究 CAJ原文下载 PDF原文下载 周勇义. 谷学新. 马群. 范国强. 王晶. 光谱实验室 2004年03期 编辑部Email ASPT来源刊 CJFD收录期刊 首都师范大学化学系. 同仁堂股份有限公司科学研究所. 同仁堂股份有限公司科学研究所 北京

60、市100037 . 北京市100011 . 微波消解. 石墨炉原子吸收. 中药. 铅. 镉. 同类文献 引用文献 被引用文献 研究了各因素对样品消解效果的影响 ,优化了石墨炉原子吸收条件 ,建立了一种快速、有效的中药中铅、镉含量的检测方法 ,方法对铅、镉的检出限分别为 0 .14 5 ng/ m L、0 .0 119ng/ m L和线性范围分别为 02 0 ng/ m L、0 2 ng/ m L。样品测定回收率为 96 .7% 10 3.6 % ,结果满意。 SCTB0406 微波消解石墨炉原子吸收法测水处理剂中痕量镉 CAJ原文下载 PDF原文下载 李立波. 谢华林. 净水技术 2004年0

61、2期 编辑部Email CJFD收录期刊 湖南建材高等专科学校化工系. 湖南建材高等专科学校化工系 湖南衡阳 421008 . 微波制样. 水处理剂. 石墨炉原子吸收. 同类文献 引用文献 被引用文献 采用微波制样技术,用石墨炉原子吸收法测定水处理剂中痕量镉。结果表明,方法的线性范围为020g/L,检出限为0.13g/L,相对标准偏差为2.6%,回收率为98.0%。该法准确、快速、简便,已用于水处理剂中痕量镉的测定。 SCTC0409S1 每种元素都有若干条分析线,通常选择其中最灵敏线(共振吸收线)作为吸收线。但是,当测定元素的浓度很高,或是为了避免邻近光谱线的干扰等,可以选择次灵敏线(非共振

62、线)作为吸收线 。吸收线的选择吸收线的选择4.7原子吸收光谱分析方法工作条件的选择原子吸收光谱分析方法工作条件的选择通带宽度选择通带宽度选择 原则:以吸收线附近无干扰谱线存在并能够分开最靠近的非共振线为,狭缝宽度直接影响光谱通带宽度与检测器接受的能量。适当放宽狭缝宽度,以增加检测的能量,提高信噪比和测定的稳定性。过小的光谱通带使可利用的光强度减弱,不利于测定。合适的狭缝宽度由实验确定。测定每一种元素都需选择它合适的通带,对谱线复杂的元素如铁、钴、镍等就要采用较窄的通带,否则会使工作曲线线性范围变窄。以不引起吸光度减小的最大狭缝宽度,即为应选取的合适的狭缝宽度。 空心阴极灯的工作电流空心阴极灯的

63、工作电流 一般原则:在保证有足够强且稳定的光强输出条件下,尽量使用较低的工作电流。空心阴极灯的发射特征与灯电流有,一般要预热1030分钟才能达到稳定的输出。灯电流小,发射线半峰宽窄,放电不稳定,光谱输出强度小,灵敏度高。灯电流大,发射线强度大,发射谱线变宽,但谱线轮廓变坏,导致灵敏度下降信噪比大,灯寿命缩短。因此,必须选择合适的灯电流。通常以空心阴极灯上标明的最大灯电流的一半至三分之二为工作电流。 燃烧器高度调节燃烧器高度调节 一般地讲,约在燃烧器狭缝口上方25mm附近处火焰具有最大的基态原子密度,灵敏度最高。在火焰中进行原子化的过程是一种极为复杂的反应过程。不同元素在火焰中形成的基态原子的最

64、佳浓度区域高度不同,因而灵敏度也不同,选择燃烧器高度以使光束从原子浓度最大的区域通过。燃烧器高度影响测定灵敏度、稳定性和干扰程度。但对于不同测定元素和不同性质的火焰而有所不同。最佳的燃烧器高度,可通过绘制吸光度-燃烧器高度曲线来优选。原子化条件选择原子化条件选择 火焰中燃烧气体由燃气与助燃气混合组成。不同种类火焰,其性质各不相同,应该根据测定需要,选择合适种类的火焰,通常使用空气-乙炔气火焰。通过绘制吸光度-燃气、助燃气流量曲线,选出最佳的助燃气和燃气流量。一般空气-乙炔火焰的流量在3:1到4:1之间。贫燃火焰(助燃比1:46)为清晰不发亮兰焰,适于不易生成氧化物的元素的测定。富燃火焰(助燃比

65、1.21.5:4)发亮,还原性比较强。适合于易生成氧化物的元素的测定。 在石墨炉原子化法中,应合理选择干燥、灰化、原子化及除残温度与时间。 干燥条件直接影响分析结果的重现性。干燥温度应稍低于溶剂沸点,以防止试液飞溅,又应有较快的蒸干速度。条件选择是否得当可以用蒸馏水或者空白溶液进行检查。干燥时间可以调节,并和干燥温度相配合。 灰化阶段的作用是尽量使待测元素以相同的化学形态进入原子化阶段,除去基体和局外组分,减少基体对测定的干扰,它的另一个作用是减少原子化过程中的背景吸收。在保证被测元素没有损失的前提下应尽可能使用较高的灰化温度。一般来说,较低的灰化温度和较短的灰化时间有利于减少待测元素的损失。

66、对中、高温元素,使用较高的灰化温度不易发生损失,而对低温元素,因为它较易损失,所以不能用提高灰化温度的方法来降低干扰。 原子化温度的选择原则是,选用达到最大吸收信号的最低温度作为原子化温度,这样可以延长石墨管的使用寿命。但是原子化温度过低,除了造成峰值灵敏度降低外,重现性也将受到影响。原子化时间是应以保证完全原子化为准。 除残的目的是为了消除残留物产生的记忆效应,除残温度应高于原子化温度。 一些石墨管材料的纯度不够,特别是分析一些常见元素时,空白值较高。如果在测定前不进行热排除,即使不加样品,原子化阶段也会出现吸收信号,将影响测定。可以按通常加热程序进行“空烧”处理石墨管,“空烧”时的原子化温

67、度比分析时使用的温度要高。进样量的选择进样量的选择 试样的进样量一般在36mL/min较为适宜。进样量过小,由于进入火焰的溶液太少,吸收信号弱,灵敏度低,不便测量;进样量过大,在火焰原子化法中,对火焰产生冷却效应,同时较大雾滴进入火焰,难以完全蒸发,原子化效率下降,灵敏度低。在石墨炉原子化法中,会增加除残的困难。在实际工作中,应根据吸光度随进样量的变化,以选择最佳进样量。http:/主要参考书孙汉文,原子光谱分析,科学出版社,2004年版。邱德仁,原子光谱分析,复旦大学出版社,2002年邓勃等,应用原子吸收与原子荧光光谱分析,化工出版社,2003年4月1版 复习重点:仪器的分类,分析的理论依据和常用方法。仪器的主要部件和工作原理。光源,原子化器背景的扣除方法方法的特点和主要应用

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