原子吸收分光光度法測(cè)定奶粉中的鈣

原子吸收分光光度法測(cè)定奶粉中的鈣實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆沼迷游辗止夤舛确ㄟM(jìn)行定量測(cè)鈣的方法試驗(yàn)影響測(cè)定鈣的因素了解原子吸收分光光度計(jì)的大致結(jié)構(gòu)及其使用方法一.原子吸收光譜法（AAS）的產(chǎn)生與發(fā)展原子吸收分析法比原子發(fā)射光譜法晚了100年左右1955年

澳大利亞 A.Walsh

發(fā)表《原子吸收光譜在分析化學(xué)中的應(yīng)用 》，展示儀器。荷蘭

J.T.J.Alkemade

同期獨(dú)立設(shè)計(jì)儀器

火焰作光源。1961年 蘇聯(lián) Б.В.Лъвов 非火焰原子吸收法1965年 英國(guó) J.B.Willis 氧化亞氮-乙炔火焰采用1968年1974年從30個(gè)元素→70多個(gè)。石墨爐原子化器的出現(xiàn)塞曼效應(yīng)原子吸收分析儀（分析高背景低含量元素）AAS的發(fā)展巳成為化學(xué)實(shí)驗(yàn)室元素定量分析常規(guī)武器!國(guó)內(nèi)發(fā)展：化學(xué)通報(bào)介紹第一篇文章蔡祖泉教授造成第一個(gè)空心陰極燈組裝成功第一臺(tái)測(cè)量裝置（冶金部有色金屬研究院）1963年1964年1965年1971年國(guó)內(nèi)開始生產(chǎn)原子吸收光譜儀隨后廣泛使用二．原子吸收光譜法的原理物質(zhì)產(chǎn)生原子蒸氣對(duì)特定譜線的吸收作用進(jìn)行定量分析在原子吸收分光光度法中，一般由空心陰極燈提供特定波長(zhǎng)的輻射，即待測(cè)元素的共振線。由噴霧-火焰燃燒器或石墨爐等原子化裝置使試樣中的待測(cè)元素分解為氣相狀態(tài)的基態(tài)原子。當(dāng)空心陰極燈的輻射通過(guò)原子蒸氣時(shí)，特定波長(zhǎng)的輻射部分地基態(tài)原子所吸收，經(jīng)單色器分光后，通過(guò)檢測(cè)器測(cè)得其吸收前后的強(qiáng)度變化，從而求得試樣中待測(cè)元素含量。優(yōu)點(diǎn)：檢出限低準(zhǔn)確度高3.選擇性好火焰法-ng/ml級(jí);非火焰法-

10-10

10-14g在一般條件下，其相對(duì)誤差約在1-3%之間。火焰法<1%;非火焰法約在3%

5%多數(shù)情況下，共存元素不產(chǎn)生干擾測(cè)量元素廣 可適用于七十多種元素的痕量測(cè)定。操作便利缺點(diǎn)：每測(cè)一個(gè)元素要使用一個(gè)（空心陰極）燈、麻煩難熔元素、非金屬元素測(cè)定困難。分光系統(tǒng)～光源原子化器試樣系統(tǒng)檢測(cè)記錄系統(tǒng)原子吸收儀器結(jié)構(gòu)示意圖原理：Ar+eAr++MM+eM*Ar+M+Ar+M*+eM+hv空心陰極燈施加適當(dāng)電壓時(shí)，電子將從空心陰極內(nèi)壁流向陽(yáng)極;

與充入的惰性氣體碰撞而使之電離，產(chǎn)生正電荷，其在電場(chǎng)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(lái)，濺射出來(lái)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(cè)元素作陰極材料，可制成相應(yīng)空心陰極燈。空心陰極燈的輻射強(qiáng)度與燈的工作電流有關(guān)。優(yōu)缺點(diǎn)輻射光強(qiáng)度大，穩(wěn)定，譜線窄。每測(cè)一種元素需更換相應(yīng)的燈?？招年帢O燈的原理銳線光源在原子吸收分析中需要使用銳線光源，測(cè)量譜線的峰值吸收，銳線光源需要滿足的條件：光源的發(fā)射線與吸收線的ν0一致。發(fā)射線的Δν1/2小于吸收線的

Δν1/2。提供銳線光源的方法：空心陰極燈三．原子吸收光譜法的定量分析在使用銳線光源和低濃度的情況下，基態(tài)原子蒸氣對(duì)共振線的吸收符合比耳定律：A=lg(I0/I)

=

KLN0 6-1式中A為吸光度，I0為入射光強(qiáng)度，I為經(jīng)原子蒸氣吸收后的透射光強(qiáng)度，K為吸光系數(shù)，L為輻射光穿過(guò)原子蒸氣的光程長(zhǎng)度，N0為基態(tài)原子密度。三．原子吸收光譜法的定量分析當(dāng)試樣原子化，火焰的絕對(duì)溫度低于3000K時(shí)，可以認(rèn)為原子蒸氣中基態(tài)原子的數(shù)目實(shí)際上接近于原子總數(shù)。在固定的實(shí)驗(yàn)條件下，原子總數(shù)與試樣濃度c的比例是恒定的，則上式可記為：A

=

K’c 6-2式6-2就是原子吸收分光光度法的定量基礎(chǔ)。定量方法可用標(biāo)準(zhǔn)曲線法或標(biāo)準(zhǔn)加入法等。1.標(biāo)準(zhǔn)曲線法方法以配制一系列不同濃度的待測(cè)元素的標(biāo)準(zhǔn)溶液，在恒定操作條件下測(cè)定吸光度，繪制吸光度A對(duì)濃度c的標(biāo)準(zhǔn)曲線（也稱工作曲線）。在同樣條件下測(cè)定未知液吸光度，在標(biāo)準(zhǔn)曲線上用插入法求得被測(cè)元素的含量。測(cè)量前應(yīng)用不含待測(cè)元素而含其他組分的空白溶液預(yù)先測(cè)吸光度，扣除空白。原子吸收定量分析校準(zhǔn)方法2.標(biāo)準(zhǔn)加入法為了減少試樣與標(biāo)準(zhǔn)溶液之間差異，如基體、黏度等引起的誤差，或者為了消除某些化學(xué)干擾常采用標(biāo)準(zhǔn)加入法，又稱直線外推法或增量法。在若干份同樣體積的試樣中，分別加入不同量待測(cè)元素的標(biāo)準(zhǔn)溶液，稀釋到一定體積后，分別測(cè)出其吸光度，以吸光度A對(duì)加入標(biāo)準(zhǔn)的絕對(duì)量或加入標(biāo)準(zhǔn)的濃度作圖，得一直線，此直線外延至橫軸上的交點(diǎn)到原點(diǎn)的距離便是原始試樣中待測(cè)元素的濃度。火焰原子化法火焰原子化法是使用最早、最廣泛的原子化技術(shù)?；鹧嬷性拥纳墒且粋€(gè)復(fù)雜的過(guò)程，其最大的吸收部位是由該處原子生成和消失的速度決定的。它不僅與火焰的類型及噴霧效率有關(guān)，而且還因元素的性質(zhì)及火焰燃料氣與助然氣的比例不同而異。為了獲得較高的靈敏度，象鈣、鍶等與氧化合反應(yīng)較快的堿金屬，在火焰上部的濃度較低，宜選用富燃?xì)獾幕鹧?。原子的產(chǎn)生：原子化進(jìn)樣

溶液霧化－去溶劑－蒸發(fā)－

→蒸氣分子分子解離為原子，解離度

β原子電離為離子，電離度

α解 離解離平衡XY＝

X+Y解離度β＝

[X]/{[XY]+[X]}＝

1/

{

1

+

[O]/K解離 }電 離電離平衡M＝M++

e電離度α

＝

1/{

1+

n電子

/K電離 }火焰原子化法的分析最佳條件選擇分析線的選擇燈電流的選擇光譜通帶的選擇燃助比的選擇觀測(cè)高度的選擇分析線的選擇 Ca

422.67nm靈敏度、穩(wěn)定性、干擾度、直線性、光敏性燈電流的選擇應(yīng)兼顧靈敏度和穩(wěn)定性兩方面因素。微量-??；

高含量-大光譜通帶的選擇光譜通帶的寬窄直接影響測(cè)定的靈敏度和校準(zhǔn)曲線的線性范圍。選擇通過(guò)改變狹縫寬度來(lái)實(shí)現(xiàn)。燃助比的選擇乙炔/空氣比還原性性能貧燃火焰1:6以上無(wú)燃燒充分火焰溫度高、燃燒不穩(wěn)定、重現(xiàn)性差化學(xué)計(jì)量火焰1:4稍有較高靈敏度、精密度發(fā)亮性火焰<1:4較強(qiáng)火焰溫度較化學(xué)計(jì)量火焰低富燃火焰<1:3強(qiáng)溫度低、電子密度較高對(duì)燃助比反應(yīng)敏感的元素，如Cr、Fe、Ca等要特別注意燃?xì)夂椭細(xì)獾牧髁亢蛪毫Φ暮愣?，才能保證得到良好的分析結(jié)果！觀測(cè)高度的選擇火焰的結(jié)構(gòu)預(yù)熱區(qū)、第一反應(yīng)區(qū)、中間薄層區(qū)、第二反應(yīng)區(qū)觀測(cè)高度可分為三個(gè)部位光束通過(guò)氧化焰光束通過(guò)氧化焰和還原焰光束通過(guò)還原焰觀測(cè)高度：原子在火焰中的空間分布Cu,

Ca

的空間分布

及

Mo的優(yōu)化條件火焰原子光譜分析的干擾物理干擾 進(jìn)樣時(shí)標(biāo)準(zhǔn)溶液與試樣溶液組成不一致，酸度不一致，溫度不一致；含有機(jī)物組份；化學(xué)干擾 溶質(zhì)揮發(fā)干擾（凝聚相干擾）Ca和大量磷酸鹽、硅酸鹽、鋁鹽等共存時(shí)，形成難揮發(fā)化合物，使被測(cè)物被包裹，蒸

發(fā)不完全；加入釋放劑：如

鑭鹽，鍶鹽，電離干擾部分原子轉(zhuǎn)變?yōu)殡x子，工作曲線的低濃度部分偏離直線（負(fù)偏離）；加入電離抑制劑實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分別用標(biāo)準(zhǔn)曲線法與標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)定奶粉中鈣的含量。試驗(yàn)火焰燃?xì)?、助燃?xì)獗壤⒒鹧娓叨葘?duì)測(cè)定鈣的影響，試驗(yàn)鉀離子、磷酸根離子對(duì)鈣的影響。儀器和試劑儀器WFX-110原子吸收分光光度計(jì)WM-2B型無(wú)油壓縮機(jī)乙炔鋼瓶、可調(diào)電熱爐容量瓶、吸量管、移液管、燒瓶試劑鈣的儲(chǔ)存標(biāo)準(zhǔn)溶液 1.000mg/ml鈣的工作標(biāo)準(zhǔn)溶液 100

g/ml鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液磷標(biāo)準(zhǔn)溶液10

mg/ml10

mg/ml實(shí)驗(yàn)步驟系列標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制樣品試液配制準(zhǔn)確稱量、加酸、微波消解14min、冷卻、加H2O2數(shù)滴、冷卻定容、過(guò)濾標(biāo)準(zhǔn)加入法工作溶液的配制共存元素影響的試驗(yàn)測(cè)量吸光度數(shù)據(jù)及處理以鈣的系列標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。根據(jù)未知試樣溶液的吸光度，求出奶粉中鈣的含量。并對(duì)共存元素的影響進(jìn)行討論。鈣的標(biāo)準(zhǔn)加入法工作溶液測(cè)得的吸光度繪制工作曲線。將其外推，求得奶粉中鈣的含量。并比較兩種方法的結(jié)果。思考題原子吸收分光光度計(jì)為什么要用待測(cè)元素的空心陰極燈作光源？在原子吸收光度分析中，什么情況下要用標(biāo)準(zhǔn)加入法？注意事項(xiàng)（光、電、熱、廢氣液）點(diǎn)燈后需用自制卡片校對(duì)燈的位置，燈光照在卡片的中線即可。測(cè)試應(yīng)從第一份空白（去離子水）開始。在標(biāo)準(zhǔn)曲線測(cè)量中，測(cè)完所有標(biāo)樣后，應(yīng)用空白溶液（與消