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文檔簡介

第四章原子吸收光譜法

(AtomicAbsorptionSpectrometry,AAS)§4-1概述§4-2原子吸收光譜法基本原理§4-3原子吸收光譜儀§4-4定量分析方法§4-5干擾及其抑制§4-6靈敏度、檢出極限、測定條件的選擇§4-7方法特點及應(yīng)用

§4-1概述原子吸收光譜分析原子吸收分光光度法原子吸收法

基于物質(zhì)產(chǎn)生的原子蒸汽對特定譜線(通常是待測原子的特征譜線)的吸收來進行元素定量分析的一種方法。如圖:測定試液中Mg2+的含量

原于吸收分析示意圖原子吸收法和分光光度法在基本原理上是相同的,都是基于物質(zhì)對光的吸收。但吸光物質(zhì)的狀態(tài)不同,一個是基態(tài)原子的吸收,一個是溶液中分子或離子的吸收。原子蒸氣對光的吸收程度也是符合朗伯比耳定律的。儀器的基本結(jié)構(gòu)也與一般光度計類似?!?-2原子吸收光譜法基本原理一、共振發(fā)射線與共振吸收線

原子在兩個能態(tài)之間的躍遷伴隨著能量的發(fā)射和吸收。最外層電子由基態(tài)躍遷到第一激發(fā)態(tài)時,所產(chǎn)生的吸收譜線稱為共振吸收線。躍回到基態(tài)時,則發(fā)射出同樣頻率的光,稱為共振發(fā)射線。

發(fā)射吸收E0E1共振線:共振發(fā)射線和共振吸收線的波長相同,簡稱為共振線。各種元素的原子結(jié)構(gòu)和外層電子排布不同,各能級的能量不同,不同元素的原子在基態(tài)和第一激發(fā)態(tài)間躍遷能量不同——共振線具有特征性。各種元素的基態(tài)和第一激發(fā)態(tài)間躍遷最易發(fā)生——最靈敏線。

hν在原子吸收分析中,就是利用處于基態(tài)的待測原子蒸汽對從光源發(fā)射的共振發(fā)射線的吸收來進行分析的。共振線的特點:①是元素的特征譜線;②一般是元素所有譜線中最靈敏的譜線。二、熱激發(fā)時基態(tài)原子數(shù)與激發(fā)態(tài)原子數(shù)之間的分配原子化過程:MOMn+Mj在適當條件下,基本不發(fā)生,且應(yīng)盡量防止發(fā)生。在適當條件下,基本不發(fā)生,且應(yīng)盡量防止發(fā)生。熱力學平衡時,激發(fā)態(tài)與基態(tài)原子數(shù)之比服從玻爾茲曼(Boltzmann)分布定律:式中:Nj和N0——激發(fā)態(tài)和基態(tài)原子數(shù);

Pj和PO——激發(fā)態(tài)和基態(tài)的統(tǒng)計權(quán)重;

k——玻爾茲曼常數(shù);T——熱力學溫度。T一定,比值一定。溫度升高或共振線的波長越長,比值越大。通常比值<1%,Nj<<N0,N0≈N,故可用基態(tài)原子數(shù)代表待測元素的原子總數(shù)。三、譜線輪廓與譜線變寬

原子吸收線與發(fā)射線并不是絕對單色,而是具有一定的寬度,通常稱為譜線輪廓。若將不同頻率的光(強度為I0ν)通過原子蒸汽,其透光強度與原子蒸汽的厚度符合朗伯定律:

Iν=I0νe-KvL

Kv

為原子蒸汽對頻率為ν的光的吸收系數(shù),隨光源的輻射頻率而改變。表征譜線輪廓的值:①中心頻率ν0

②半寬度Δν譜線變寬因素:(1)自然寬度:無外界因素影響時譜線具有的寬度。其大小與激發(fā)態(tài)原子的壽命有關(guān),壽命越短,譜線越

寬。

~10-5nm(2)多普勒(Doppler)變寬:原子在空間作無規(guī)則的熱運動所引起的,故又稱為熱變寬。

一個運動著的原子發(fā)出的光,如果運動方向離開觀察者(接受器),則在觀察者看來,其頻率較靜止原子所發(fā)的頻率低,反之,高。光子觀測光子觀測使檢測器接受到許多頻率稍有不同的光。多普勒變寬與元素的相對原子質(zhì)量、溫度及譜線的頻率有關(guān)。10-3nm~10-2nm(3)壓力變寬:由于原子相互碰撞使能級發(fā)生稍微變化。10-3nm~10-2nm

勞倫茲(Lorentz)變寬ΔνL

待測原子和其他原子碰撞。隨蒸汽壓力增加而增大。

赫魯茲馬克(Holtsmark)變寬(共振變寬)

同種原子碰撞。濃度高時起作用,在原子吸收中可忽略。(4)自吸變寬、場致變寬在一般分析條件下,ΔνD、ΔνL為主。如以連續(xù)光源進行原子吸收測量,經(jīng)單色器分光后所得入射光的譜帶寬度約為0.2nm,而原子吸收線半寬度約為10-3nm,原子吸收引起的吸收值僅相當于總?cè)肷涔鈴姸鹊?.5%,即0.001/0.2,信號變化小,難于檢測,測定靈敏度極差。四、原子吸收法的定量基礎(chǔ)理論上:把原子蒸氣所吸收的全部能量稱為積分吸收。N0―單位體積原子蒸氣中吸收輻射的基態(tài)原子數(shù)即積分吸收與單位體積原子蒸氣中原子總數(shù)成正比。1955年A.Walsh提出,采用銳線光源測量峰值吸收的辦法解決了這個問題。

銳線光源需要滿足的條件:此時基態(tài)原子對光的吸收就成為峰值吸收了,用一般的單色器即可。

怎樣才能得到銳線光源呢?用一個與待測元素相同的純金屬或合金制成的低壓密封空心陰極燈就可獲得。燈內(nèi)氣壓低,壓力變寬基本上消除,又這種燈供電電流小,產(chǎn)生的溫度低,所以多普勒變寬也小,同時又使發(fā)射線與吸收線的中心頻率一致。在一定條件下,峰值吸收系數(shù)與積分吸收之間有一定的函數(shù)關(guān)系:實際測定中,是通過測量吸光度而求得待測物質(zhì)的濃度?!?-3原子吸收光譜儀

TAS-990北京普析空心陰極燈原子化器單色儀檢測器原子化系統(tǒng)霧化器樣品液廢液切光器助燃氣燃氣原子吸收儀器結(jié)構(gòu)示意圖有單光束和雙光束兩種類型。與一般分光光度計不同之處主要有:1、銳線光源(一般是用空心陰極燈)一般分光光度法為什么可以用連續(xù)光源單色器分出的光作入射光(0.2nm)?這是由于溶液的吸收是分子吸收,而分子吸收是寬帶吸收(約10nm),這樣得到的入射光相對于分子吸收譜線是單色光。2、分光系統(tǒng)安排在火焰和檢測器之間

避免來自火焰的強光直接照射到檢測器上。3、光源在進入原子化器之前應(yīng)進行調(diào)制

消除火焰中的輻射干擾(包括火焰本身和火焰中待測元素的輻射線)。用機械斬光器(一金屬圓盤分成四個扇形,其中對角的兩個扇形可讓入射光通過,并以一定的速度旋轉(zhuǎn),入射光被“切”成交變的光)或電調(diào)制(即對空心陰極燈采用交流脈沖供電),產(chǎn)生交流信號。而來自火焰中的干擾輻射未經(jīng)調(diào)制,是直流信號。

一、光源—空心陰極燈作用:發(fā)射待測元素的特征光譜,以供吸收測量之用。

對光源的要求:①能發(fā)射待測元素的共振線;②能發(fā)射銳線;③輻射光強度要足夠大,穩(wěn)定性要好。空心陰極燈結(jié)構(gòu)陽極是吸氣金屬,空心圓筒形使待測原子集中,惰性氣體可防止與元素反應(yīng),譜線簡單。原理:施加適當電壓,電子從陰極內(nèi)壁流向陽極;與充入的惰性氣體碰撞使之電離產(chǎn)生正電荷,其在電場作用下,向陰極內(nèi)壁猛烈轟擊;使陰極表面的金屬原子濺射出來,濺射出來的金屬原子再與電子、惰性氣體原子及離子發(fā)生撞碰而被激發(fā),于是陰極內(nèi)輝光中便出現(xiàn)了陰極物質(zhì)和內(nèi)充惰性氣體的光譜。用不同待測元素作陰極材料,可制成相應(yīng)空心陰極燈。單元素燈,比如銅燈。多元素燈,如Ca-Mg-Al三元素空心陰極燈??招年帢O燈的輻射強度與燈的工作電流有關(guān)??招年帢O燈使用前應(yīng)經(jīng)過5-20min預熱時間。優(yōu)缺點:(1)僅有一個操作參數(shù),輻射光強度大,穩(wěn)定,譜線窄,燈容易更換。(2)每測一種元素需更換相應(yīng)的燈。二、原子化系統(tǒng)作用:將試樣中的待測元素轉(zhuǎn)變?yōu)樵诱魵狻T嚇釉踊窃游辗治龅年P(guān)鍵問題。1、火焰原子化器作用:將試液霧化。要求:噴霧穩(wěn)定、霧滴微小而均勻、霧化效率高。

(1)霧化器載氣為高壓助燃氣(空氣、氧、氧化亞氮)等結(jié)構(gòu)如圖形成霧滴的效率除取決于溶液的物理性質(zhì)(如表面張力、粘度)外,還取決于助燃氣的壓力及霧化器結(jié)構(gòu)。主要缺點:霧化效率較低,10∽30%。(2)燃燒器試樣霧化后進入預混合室(霧化室),與燃氣(如乙炔、丙烷、氫等)在室內(nèi)充分混合,其中較大的霧滴凝結(jié)在壁上,經(jīng)預混合室下面的廢液管排出,而最細的霧滴則進入火焰中。單縫燃燒器(3)火焰作用:提供能量,使試液霧滴脫水干燥、熱解離產(chǎn)生基態(tài)原子。溫度過高,基態(tài)原子數(shù)減少,測定靈敏度下降;溫度過低,靈敏度也降低,且還會發(fā)生分子吸收造成干擾。在保證待測元素充分離解為基態(tài)原子的前提下,盡量采用低溫火焰?;鹧鏈囟戎饕Q于火焰的類型,但也與兩者的流量比例有關(guān)。常用的火焰類型有:①air-C2H2

應(yīng)用最廣,最高溫度約2300℃,可用于測定30多種元素,不宜用于測定易形成難離解氧化物的元素(如Al、V、Mo、Ti、W、Zr、B),因靈敏度低。②N2O-C2H2溫度高(可達3000℃),火焰的還原性氣氛強,可用于測定易形成難離解氧化物的元素。使用時注意安全。火焰的三種狀態(tài):

火焰狀態(tài)定義性質(zhì)適用對象化學計量焰(中性焰)燃助比近似于二者反應(yīng)的計量關(guān)系火焰穩(wěn)定、溫度高、背景低、干擾少大多數(shù)常見元素貧燃焰燃氣量少于化學計量,藍色火焰溫度最低、具有氧化性氣氛堿金屬元素、難氧化元素(如Ag、Pb等)富燃焰燃氣量大于化學計量,黃色溫度較低、具有還原性、噪聲大較易形成難離解氧化物的元素(如Cr、Mo等)

火焰原子化法的優(yōu)缺點:重現(xiàn)性好、操作簡單、速度快,應(yīng)用普及;原子化效率低、噴霧氣體對試樣的稀釋嚴重,使得靈敏度不夠高;不能直接分析固體試樣。2、石墨爐原子化器石墨管:用微量進樣器注入樣品,用大電流通過高阻值的石墨管加熱,產(chǎn)生高溫,原子化就在管中進行。石墨爐原子化裝置通入Ar防止試樣及石墨管被氧化,排除干燥和灰化過程中產(chǎn)生的蒸汽。原子化時停止通氣。水冷卻系統(tǒng),保護爐體、迅速降低爐溫。測定時分干燥、灰化、原子化、除殘凈化四階程序升溫。石墨管升溫程序示意圖階段目的溫度(℃)時間(秒)干燥除溶劑100-300數(shù)十秒灰化除去易揮發(fā)的基體組分、破壞有機物等500-180030-300原子化使待測元素原子化1800-28005-10除殘除去管中殘留分析物,避免記憶效應(yīng)3000數(shù)秒鐘測定不同的樣品,用不同的溫度和時間。

石墨爐法的優(yōu)缺點:1、靈敏度高(原子化效率高);2、用樣量少(5-100μl,固樣20-40μg);3、能直接分析液樣和固樣;4、操作安全;5、精密度差(取樣量少,進樣量及注入管內(nèi)位置的變動都會引起偏差);6、背景吸收較大;7、測定速度慢,操作不夠簡便,裝置較復雜。3、其它原子化法①氫化物原子化法主要應(yīng)用于:As、Sb、Bi、Sn、Ge、Se、Pb、Ti等元素。原理:

待測試樣在氫化物發(fā)生器中產(chǎn)生氫化物,通過Ar或N2將其帶入熱的石英管內(nèi)原子化并測定。特點:①原子化溫度低(700~900゜C)

;

②靈敏度高(對砷、硒可達10-9g);

③基體干擾和化學干擾小。氫化物原子化裝置示意圖②

冷原子化法

(測定Hg2+)

原理:將試樣中的汞離子用SnCl2還原為金屬汞后,用氣流將汞蒸氣帶入具有石英窗的氣體測量管中進行吸光度(253.7nm)測量。特點:常溫測量;靈敏度、準確度較高(可達10-8g汞)。三、分光系統(tǒng)空心陰極燈發(fā)出的光束中,除了待測元素的共振線外,還有該元素的非共振線,陰極材料中雜質(zhì)的發(fā)射譜線,惰性氣體的發(fā)射譜線,另還有火焰本身的發(fā)射譜線等。單色器的作用就是將待測元素的共振線與鄰近譜線分離開來。原子吸收測定,既要將譜線分開,又要有一定的出射光強度才便于測定。因此如果光源強度一定,就需要選用適當?shù)耐◣頋M足上述要求。

光譜通帶W:是指通過單色器出射狹縫的光束所包含的波長范圍。

光譜通帶寬度示意圖W=倒線色散率D(nm/mm)×狹縫寬度S(mm)儀器一定,D一定,通過調(diào)節(jié)S來改變W。調(diào)寬狹縫,出射光強度增加,但單色器的分辨率下降,使測得的吸收值偏低,導致工作曲線彎曲。D是指單色器焦面上單位距離間的波長差,分辨率是指儀器分開鄰近兩條譜線的能力。

四、檢測系統(tǒng)作用:對共振線的吸收情況進行檢測并顯示結(jié)果。包括:光電轉(zhuǎn)換器(光電倍增管)、交流放大器、對數(shù)變換器、顯示儀表。現(xiàn)代的儀器具有自動校準、自動調(diào)零、自動進樣、積分讀數(shù)(在一定的時間內(nèi)測定數(shù)次,取平均值)、微機處理數(shù)據(jù)、打印等功能。

§4-4定量分析方法一、標準曲線法

適用于組成簡單的試樣分析。注意幾點:①線性范圍

②組成相似

③條件不變④消除干擾二、標準加入法操作原理:取等體積試液兩份,分別移入容量瓶1及2中,于2中加入一定量的標液,然后將兩瓶溶液稀釋到刻度,測吸光度。加標后濃度的增量實際測定采用作圖法:取等體積的試液若干份(一般為5份),從第二份開始,加入不同量的待測元素的標液,設(shè)定容后濃度分別為:Cx、Cx+C0、Cx+2C0、Cx+3C0、Cx+4C0,測得的吸光度分別為:Ax、A1、A2、A3、A4,以A對濃度增量作圖。CX點即待測溶液濃度優(yōu)點:能消除基體效應(yīng)(如粘度)的影響,因而準確度較高,適合組成復雜或待測元素含量低的樣品分析(但不適合批量樣品的測定)。注意幾點:①應(yīng)保證加標后濃度仍在線性范圍內(nèi),否則曲線外推易造成較大誤差;②至少采用4個點外推,且加標量要適當;CxCx+C0Cx+2C0Cx+3C0A0.20.30.40.5ΔA0.10.20.3③不能消除背景吸收的影響;

使第一個加標量產(chǎn)生的吸收值約為試樣原吸收值的一半至相同。

§4-5干擾及其抑制一、光譜干擾

指非測定譜線進入檢測器,或者測定譜線受到除待測元素吸收以外的其它吸收或減弱而造成的偏離吸收定律的現(xiàn)象。

1、分析線附近有待測元素的鄰近線

——減小狹縫寬度

2、燈內(nèi)有單色器不能分離的非待測元素的譜線

——用單元素燈

鎳空心陰極燈的光譜3、燈中有連續(xù)背景發(fā)射

——換新燈;用較小通帶4、待測元素的分析線與另一元素的吸收線十分接近(譜線重疊)——另選分析線或分離干擾

待測元素共振線干擾元素共振線波長差Cu:324.754nmEu:324.753nm0.001nm Hg:253.652nmCo:253.649nm 0.003nm5、背景吸收泛指除待測元素外的其他物質(zhì)對譜線的吸收。①火焰成分對光的吸收:如火焰中OH、CH、CO等分子或基團的吸收。調(diào)節(jié)零點或改用火焰類型。②試樣中鹽或酸、氧化物等的分子吸收:這種情況一般在鹽或酸的濃度較高時出現(xiàn),在低溫火焰中它們的影響較明顯。H2SO4、H3PO4在250nm以下有很強的分子吸收,所以測定譜線在250nm以下的元素時,通常不用H2SO4、H3PO4處理樣品,而用HNO3、HCl、HClO4。③固體微粒對光的散射:進行低含量或痕量分析時,大量基體成分進入原子化器,在原子化過程中形成煙霧或固體顆粒在光路中阻擋光束。光散射隨譜線的波長減短而增大,并隨基體濃度增加而增大。

消除背景吸收的幾種辦法:①用與試樣有相似組成的標液來校正②分離基體③用鄰近非吸收線校正背景

用分析線測量原子吸收與背景吸收,用鄰近非吸收線測量背景吸收,相減。此法要求兩線的波長相近(>10nm時就不能使用),因背景吸收隨波長而變。例如Ni的測定,共振線為232.0nm,非吸收線231.6nm。非吸收線可來自同一燈的發(fā)射線,也可用另一燈的發(fā)射線。④用背景校正器

A.氘燈背景校正旋轉(zhuǎn)斬光器交替使空心陰極燈提供的共振線和氘燈提供的連續(xù)光譜(190∽350nm)通過火焰。連續(xù)光譜通過時:測定的為背景吸收(此時的共振線吸收相對于總吸收可忽略);共振線通過時:測定總吸收;差值為有效吸收。不足:氘燈測的是整個通帶內(nèi)的平均背景,與分析線處的真實背景有差異,校正有可能過度或不足,且有波段限制,兩燈光束在原子化器中嚴格重迭才能使兩光源測得的背景一致。B.塞曼(Zeeman)效應(yīng)背景校正塞曼效應(yīng)是指在強磁場中(光源發(fā)射線或)吸收線發(fā)生分裂的現(xiàn)象。一條譜線分裂為三條(均為偏振光),一條叫π線,平行于磁場方向,中心線與原吸收線波長相同,另兩條叫σ+、σ-線,垂直于磁場方向,波長偏離原吸收線波長。

光源發(fā)射線通過起偏器后變?yōu)槠窆?,隨著起偏器的旋轉(zhuǎn),某一時刻有平行于磁場方向的偏振光通過原子化器,吸收線π和背景均產(chǎn)生吸收,測得原子吸收和背景吸收的總和。在另一時刻有垂直于磁場的偏振光通過原子化器,不產(chǎn)生原子吸收,測得的只是中心波長處背景的吸光度,兩次吸光度之差,便校正了背景吸收。優(yōu)點:可在全波段范圍內(nèi)進行;可校正較高吸光度(高達1.5~2.0)的背景,校正準確度較高,比氘燈校正優(yōu)越得多。C.用自吸效應(yīng)校正背景特點:校正范圍大(紫外區(qū)和可見光區(qū));校正能力強(能扣除背景吸收值達2.0以上);儀器結(jié)構(gòu)簡單;影響空心陰極燈的壽命。原理:利用空心陰極燈在大電流時將產(chǎn)生自吸收這一效應(yīng),使燈的供電方式改為兩種:一種是大電流的背景電流(幾十毫安),這時測得的吸光度值為背景吸收值;另一種是小電流的信號電流(幾毫安),這時的吸光度值為背景吸收和被測元素吸收之和。若調(diào)節(jié)兩種電流的入射光強相等,則在兩種電流下測得吸光度之差即與被測元素的含量成線性關(guān)系。二、物理干擾(基體效應(yīng))物理干擾是指試樣的物理性質(zhì)改變(溶液的粘度、表面張力、溶劑蒸氣壓等)所引起的干擾。主要影響試樣噴入火焰速度、霧化效率、霧滴大小、溶劑的蒸發(fā)速度等,從而影響基態(tài)原子數(shù)。大量基體元素的存在,總含鹽量的增加,在火焰中蒸發(fā)和離解時,必然要消耗大量熱量,使火焰溫度發(fā)生變化,因而也會影響原子化效率,影響結(jié)果。

消除的辦法是:

①配制相似組成的標液②使用標準加入法③如待測元素含量不太低,稀釋試液。三、電離干擾

電離干擾是指待測元素的原子發(fā)生了電離反應(yīng),使基態(tài)原子數(shù)減少,吸收強度減弱。這種干擾多發(fā)生在易電離(電離電位≤6ev)的元素如堿金屬、堿土金屬的測定中,溫度越高,干擾越嚴重。

消除的辦法:①控制溫度②加消電離劑加入較大量的更易電離元素的鹽,如CsCl等。四、化學干擾

化學干擾是指待測元素與其它組分發(fā)生了化學反應(yīng)所引起的干擾效應(yīng)。

典型的化學干擾是待測元素與共存組分作用生成穩(wěn)定難揮發(fā)的化合物,致使參與吸收的基態(tài)原子數(shù)減少。有些元素(Al、Si、B、Ti)在火焰中易生成難離解的氧化物,使這些元素很難完全從化合物中解離出來,這也是常見的化學干擾。這種形成穩(wěn)定化合物而引起干擾(原子化效率降低)的大小,在很大程度上取決于火焰溫度,使用高溫火焰可降低這種干擾。

消除的辦法:①加釋放劑—與干擾元素生成更穩(wěn)定化合物使待測元素釋放出來。例:鍶和鑭可有效消除磷酸根對鈣的干擾。②加保護劑—與待測元素形成穩(wěn)定的絡(luò)合物,防止干擾物質(zhì)與其作用。例:加入EDTA生成EDTA-Ca,避免磷酸根與鈣作用。③加飽和劑—加入足夠的干擾元素,使干擾趨于穩(wěn)定。例:用N2O—C2H2火焰測鈦時,在試樣和標準溶液中加入300mg/L以上的鋁鹽,使鋁對鈦的干擾趨于穩(wěn)定。

④加入基體改進劑

在石墨爐法中,加入基體改進劑可以使待測元素轉(zhuǎn)變成更難揮發(fā)的化合物,或者使干擾組分轉(zhuǎn)變?yōu)橐讚]發(fā)的化合物。比如,Se在300—400℃時便開始揮發(fā),如果加入Ni鹽,反應(yīng)后生成NiSe,灰化溫度可提高至1200℃,這樣既有利于將干擾組分在灰化階段除去,又不會造成Se的損失。又如,NaCl對測Cd有干擾,加入基體改進劑NH4NO3,使其轉(zhuǎn)變?yōu)橐讚]發(fā)的NH4Cl和NaNO3,在灰化階段便可除去。

⑤采用標準加入法該法中,由于試樣和加標試樣的基體基本相同,在比較測定結(jié)果時能將干擾因素部分扣除。⑥分離干擾

以有機溶劑萃取法用得多,既分離了干擾物質(zhì)又富集了低含量的待測元素。有機溶劑對試樣霧化及火焰燃燒過程有影響。含氯的有機溶劑如氯仿、四氯化碳和苯、環(huán)已烷、正庚烷、石油醚等,燃燒不完全,生成的微粒碳引起散射,且這些溶劑本身也呈現(xiàn)很強的吸收,故不宜采用。而酯類、酮類燃燒完全,火焰穩(wěn)定,溶劑本身也不呈現(xiàn)強吸收,是比較合適的溶劑,如甲基異丁基酮?!?-6靈敏度、檢出極限、測定條件的選擇一、靈敏度靈敏度(S)——指在一定濃度時,測定值的增量(ΔA)與相應(yīng)的待測元素濃度(或質(zhì)量)的增量(Δc或Δm)的比值(待測元素的濃度或質(zhì)量改變一個單位時吸光度A的變化量):

Sc

=ΔA/Δc或Sm

=ΔA/Δm火焰法中,用特征濃度來表征靈敏度。所謂特征濃度是指能產(chǎn)生1%吸收或吸光度為0.0044時,溶液中待測元素的濃度。單位:μg/(mL·1%)例如:0.4μg/mL鎂溶液,用空氣一乙炔焰原子吸收光度計測得其吸光度為0.225,測得溶劑空白的吸光度為0.005,求鎂元素的特征濃度。Cc越小,則分析靈敏度越高。

石墨爐法中,用特征質(zhì)量mc來表征靈敏度。其定義為:能產(chǎn)生1%吸收信號時所對應(yīng)的待測元素的質(zhì)量。單位:g/1%對一定元素來講,決定靈敏度的因素包括儀器性能和使用條件兩個方面。二、檢測限

檢測限是指能以適當?shù)闹眯哦葯z出的待測元素的最小濃度或最小量。

火焰法中,用相對檢測限表示:

石墨爐法,用絕對檢測限表示:

用空白溶液,經(jīng)多次重復測定所得吸光度的標準偏差工作曲線斜率

置信因子

檢測限指出了測定的可靠程度,是靈敏度與精密度的綜合。只有具有高的靈敏度和精密度時,才有低的檢測限。降低噪聲,提高測定精密度,是改善檢測限的有效途徑。三、測定條件的選擇1、分析線的選擇

通常選擇元素的共振線(靈敏而特征)作分析線。如測微量Na用589.0nm,較高濃度時則用次靈敏線330.3nm。2、燈電流電流過大,燈本身發(fā)生自吸現(xiàn)象反而減弱發(fā)射光強度;加快燈內(nèi)氣體的消耗而縮短壽命;多普勒變寬,工作曲線彎曲;燈光強度不穩(wěn)定等。電流過低,光強度小、穩(wěn)定性及信噪比下降。通過實驗選定適宜的工作電流。

在保證穩(wěn)定和合適光強輸出的情況下,盡量選用較低的工作電流??招年帢O燈標有允許使用的最大工作電流值。

3、原子化條件

火焰原子化:火焰類型(溫度-背景-氧還環(huán)境);燃助比(溫度-氧還環(huán)境);

對于易生成難離解化合物的元素,如Al、V、Mo、Ti、W等,應(yīng)選擇溫度高的乙炔一氧化亞氮火焰;對于易電離、易揮發(fā)的元素,如Pb、Cd、Zn、堿金屬、堿土金屬等,應(yīng)選用低溫火焰。

石墨爐原子化:升溫程序的優(yōu)化。具體溫度及時間通過實驗確定。4、觀測高度調(diào)節(jié)觀測高度(燃燒器高度),可使光束通過自由原子濃度最大的火焰區(qū),靈敏度高,觀測穩(wěn)定性好。高度不同,化學干擾可能不同。5、通帶寬度無鄰近干擾線(如測堿及堿土金屬)時,選較大的通帶,

如Na+0.5nm;反之(如測過渡及稀土金屬),宜選較小通帶,如Fe3+0.2nm。6、進樣量進樣量過小,信號太弱;過大,對火焰會產(chǎn)生冷卻效應(yīng),霧化效率降低,在GFAAS中,會使除殘產(chǎn)生困難。在實際工作中,通過實驗測定吸光度值與進樣量的變化,選擇合適的進樣量?!?-7原子吸收光譜法特點及應(yīng)用特點:靈敏度高;干擾少,或易于克服;分析速度快;可測定七十多種元素。

不足之處:不同元素要換用不同的燈;對于成分復雜的樣品,干擾仍較嚴重;對某些元素如稀土等,測定靈敏度較低;儀器比較復雜,價格較貴。原子吸收法吸光光度法定量依據(jù)L一B定律同左儀器組成光源→原子化器→單色器→檢測器光源→單色器→吸收池→檢測器吸收實質(zhì)基態(tài)原子分子或離子對光源要求銳線光源連續(xù)光源、單色器分光吸收質(zhì)點的分布不均勻均勻靈敏度高低精密度略差稍好干擾小大應(yīng)用范圍小廣儀器結(jié)構(gòu)和操作復雜、價高簡單、價廉分析速度快慢

原子熒光光譜法

AtomicFluorescenceSpectrometry(AFS)一、原理1.原子熒光光譜的產(chǎn)生

氣態(tài)自由原子吸收

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