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文檔簡介
第四章
原子吸收光譜法化工系李婷2013年9月2023/2/514.1概述
原子吸收光譜分析(AtomicAbsorptionSpectrometry,AAS)又稱原子吸收分光光度分析。原子吸收光譜分析是基于試樣蒸氣相中被測元素的基態原子對由光源發出的該原子的特征性窄頻輻射產生共振吸收,其吸光度在一定范圍內與蒸氣相中被測元素的基態原子濃度成正比,以此測定試樣中該元素含量的一種儀器分析方法。
2023/2/524.1.1發展歷史18世紀初,對原子吸收光譜-太陽連續光譜中的暗線進行觀察和研究。1955年,原子吸收光譜法作為一種分析方法被研究。澳大利亞物理學家瓦爾西發表論文“原子吸收光譜在化學分析中的應用”,而奠定原子吸收光譜法的理論基礎。20世紀60年代,方法發展迅速并得到普及。太陽光暗線2023/2/534.1.2原子吸收光譜分析過程分析的基本過程——如欲測定試樣中某元素含量,用該元素的銳線光源發射出特征輻射,試樣在原子化器中被蒸發,解離為氣態游離原子,當元素的特征輻射通過該元素的氣態基態原子區時,元素的特征輻射因被氣態基態原子吸收而減弱,經色散系統和檢測系統后,測得吸光度。根據吸光度與被測元素濃度的線性關系,從而進行元素的定量分析。銳線光源是發射線半寬度遠小于吸收線半寬度的光源。銳線光源發射線半寬度很小,并且發射線與吸收線中心頻率一致。原子吸收光譜法與分光光度法有何異同點?答:相同點:都是基于物質對紫外和可見光的吸收而建立起來的分析方法
不同點:原子吸收光譜法的吸收物質是基態原子蒸氣,吸收光譜是線性光譜,而分光光度法的吸收物質是溶液中的分子或離子,吸收光譜是帶狀光譜2023/2/544.1.3原子吸收特點:
(1)靈敏度高火焰原子吸收分光光度法測定大多數金屬元素的相對靈敏度為1.0×10-8~1.0×10-10g·mL-1,非火焰原子吸收分光光度法的絕對靈敏度為1.0×10-12~1.0×10-14g。這是由于原子吸收分光光度法測定的是占原子總數99%以上的基態原子,而原子發射光譜測定的是占原子總數不到1%的激發態原子,所以前者的靈敏度和準確度比后者高的多。(2)精密度好由于溫度的變化對測定影響較小,該法具有良好的穩定性和重現性,精密度好。一般儀器的相對標準偏差為1%~2%,性能好的儀器可達0.1%~0.5%.2023/2/55(3)選擇性好,方法簡便由光源發出特征性入射光很簡單,且基態原子是窄頻吸收,元素之間的干擾較小,可不經分離在同一溶液中直接測定多種元素,操作簡便。(4)準確度高,分析速度快測定微、痕量元素的相對誤差可達0.1%~0.5%,分析一個元素只需數十秒至數分鐘。(5)應用廣泛可直接測定巖礦、土壤、大氣飄塵、水、植物、食品、生物組織等試樣中70多種微量金屬元素,還能用間接法測度硫、氮、鹵素等非金屬元素及其化合物。該法已廣泛應用于環境保護、化工、生物技術、食品科學、食品質量與安全、地質、國防、衛生檢測和農林科學等各部門。2023/2/562023/2/57不足:多元素同時測定有困難;對非金屬及難熔元素的測定尚有困難;對復雜樣品分析干擾也較嚴重;石墨爐原子吸收分析的重現性較差。分析對象主要為金屬元素;通用型方法;難實現多元素同時測定對原子吸收分析法基本理論的討論,主要是解決兩個方面的問題:①基態原子的產生以及它的濃度與試樣中該元素含量之間的定量關系;②基態原子吸收光譜的特性及基態原子的濃度與吸光度之間的關系2023/2/584.2基本原理基態原子吸收其共振輻射,外層電子由基態躍遷至激發態而產生原子吸收光譜。原子吸收光譜位于光譜的紫外區和可見區。4.2.1共振線和吸收線共振線和吸收線——一個原子可具有多種能態,在正常狀態下,原子處于最低能態(最穩定),稱為基態。電子從基態躍遷到能量最低的激發態(稱為第一激發態)時要吸收一定頻率的輻射。這時所產生的吸收譜線稱為共振吸收線,簡稱共振線。當它再躍回基態時,則發射出同樣頻率的輻射,對應的譜線稱為共振發射線,也簡稱共振線。分析線——各種元素的共振線因其原子結構不同而各有特性,這種從基態到第一激發態的躍遷最容易發生,因此,對大多數元素來說,共振線是指元素所有譜線中最靈敏的譜線。原子吸收光譜法就是利用處于基態的待測原子蒸氣對從光源發射出的共振發射線的吸收來進行分析的,因此元素的共振線又稱分析線。2023/2/594.2.2譜線輪廓和譜線變寬
1.譜線輪廓原子吸收光譜線并不是嚴格地幾何意義上的線(幾何線無寬度),而是有相當窄的頻率或波長范圍,即有一定的寬度。一束不同頻率強度為I0的平行光通過厚度為l的原子蒸氣,一部分光被吸收,透過光的強度Iv服從吸收定律
Iv=I0·exp(-kvl)
式中kv是基態原子對頻率為v的光的吸收系數。不同元素原子吸收不同頻率的光,透過光強度對吸收光頻率作圖,見下頁:
原子蒸汽lhI0
I
2023/2/510Iv與v的關系Kv-v曲線原子吸收光譜輪廓圖圖中:K—吸收系數;K0—最大吸收系數;0,0—中心頻率或波長(由原子能級決定);,—譜線輪廓半寬度(K0/2處的寬度);2023/2/5112.譜線變寬(1)自然寬度沒有外界影響,譜線仍有一定的寬度稱為自然寬度。它與激發態原子的平均壽命有關,平均壽命愈長,譜線寬度愈窄。不同譜線有不同的自然寬度,在多數情況下約為10—5nm數量級。
通常在原子吸收光譜法測定條件下,Doppler變寬是影響原子吸收光譜線寬度的主要因素。Doppler寬度是由于原子熱運動引起的,又稱為熱變寬。從物理學中可知,無規則熱運動的發光的原子運動方向背離檢測器,則檢測器接收到的光的頻率較靜止原子所發的光的頻率低。反之,發光原子向著檢測器運動,檢測器接受光的頻率較靜止原子發的光頻率高,這就是Doppler效應。(2)Doppler(多普勒)變寬由兩方面因素決定,一方面是由原子本身的性質決定,另一方面由于外界因素影響。2023/2/512(3)壓力變寬
當原子吸收區氣體壓力變大時,相互碰撞引起的變寬是不可忽略的。原子之間的相互碰撞導致激發態原子平均壽命縮短,引起譜線變寬。根據與其碰撞的原子不同,又可分為Lorentz變寬及Holtsmark變寬兩種。Lorentz(勞倫茲)變寬是指被測元素原子和其它種粒子碰撞引起的變寬,它隨原子區內氣體壓力增大和溫度升高而增大。Holtsmark(赫魯茲馬克)變寬是指和同種原子碰撞而引起的變寬,也稱為共振變寬。只有在被測元素濃度高時才起作用,在原子吸收法中可忽略不計。Lorentz變寬與Doppler變寬有相同的數量級,也可達10-3nm。
自吸現象而引起的譜線變寬稱為自吸變寬。光源空心陰極燈發射的共振線被燈內同種基態原子所吸收產生自吸現象,從而使譜線變寬。燈電流愈大,自吸變寬愈嚴重。此外,由于外界電場或帶電粒子、離子形成的電場及磁場的作用,使譜線變寬稱為場致變寬。這種變寬影響不大。(4)自吸變寬通常的原子吸收實驗條件下,吸收線輪廓主要受到多普勒和勞倫茲變寬的影響,當采用火焰化原子化器時,勞倫茲變寬為主要因素,采用無火焰原子化器時,多普勒變寬占主要地位。2023/2/513待測元素在進行原子化時,其中必有一部分原子吸收了較多的能量而處于激發態,據熱力學Ni,N0單位體積內激發態、基態的原子數;Pj,P0——激發態、基態能級的統計權重。k——波爾茲曼常數;可見,Ni/N0的大小主要與“波長”及“溫度”有關。即a)當溫度保持不變時:激發能(h)小或波長長,Ni/N0則大,即波長長的原子處于激發態的數目多;但在AAS中,波長不超過600nm。換句話說,激發能對Ni/N0的影響有限!b)溫度增加,則Ni/N0大,即處于激發態的原子數增加;且Ni/N0隨溫度
T增加而呈指數增加。4.2.3原子蒸氣中基態與激發態原子的分配2023/2/514
盡管原子的激發電位和溫度T使Ni/N0值有數量級的變化,但Ni/N0值本身都很小。或者說,處于激發態的原子數小小于處于基態的原子數!實際工作中,T
通常小于3000K、波長小于600nm,故對大多數元素來說Ni/N0
均小于1%,Ni與N0相比可勿略不計,N0可認為就是原子總數。總之,AAS對T的變化遲鈍,或者說溫度對AAS分析的影響不大!P152頁,某些元素共振激發態與基態原子數的比值。2023/2/5154.2.4原子吸收值與待測元素濃度的定量關系
(1)積分吸收
在吸收線輪廓內,吸收系數的積分稱為積分吸收系數,簡稱為積分吸收,它表示吸收的全部能量。從理論上可以得出,積分吸收與原子蒸氣中吸收輻射的原子數成正比。數學表達式為
式中,e為電子電荷;m為電子質量;c為光速;N0為單位體積內基態原子數;f為振子強度,即能被入射輻射激發的每個原子的平均電子數,它正比于原子對特定波長輻射的吸收幾率。上式是原子吸收光譜法的重要理論依據。此式說明,在一定條件下,“積分吸收”只與基態原子數成正比而與頻率及產生吸收線的輪廓無關。只要測得積分吸收值,即可求出基態原子數或濃度。因此AAS法是一種不需要標準比較的絕對分析方法!2023/2/516但積分吸收的測定非常困難。因為原子吸收線的半寬度很小,只有0.001-0.005A。要分辨如此窄的譜線,對波長為500nm,其分辨率應為:這樣高的分辨率,對現代儀器不可能達到的!如果用連續光譜作光源,所產生的吸收值將是微不足道的,儀器也不可能提供如此高的信噪比!盡管原子吸收現象早在18世紀就被發現,但一直未用于分析。直到1955年,Walsh
提出以“峰值吸收”來代替“積分吸收”。從此,積分吸收難于測量的困難得以間接地解決。2023/2/517(2)峰值吸收
1955年WalshA提出,在溫度不太高的穩定火焰條件下,峰值吸收系數與火焰中被測元素的原子濃度也成正比。吸收線中心波長處的吸收系數K0為峰值吸收系數,簡稱峰值吸收。前面指出,在通常原子吸收測定條件下,原子吸收線輪廓取決于Doppler寬度,吸收系數為上式表明,當用銳線光源作原子吸收測定時,所得A與原子蒸氣中待測元素的基態原子數成正比。2023/2/518(3)銳線光源
峰值吸收的測定是至關重要的,在分子光譜中光源都是使用連續光譜,連續光譜的光源很難測準峰值吸收,Walsh還提出用銳線光源測量峰值吸收,從而解決了原子吸收的實用測量問題。
銳線光源是發射線半寬度遠小于吸收線半寬度的光源,如空心陰極燈。在使用銳線光源時,光源發射線半寬度很小,并且發射線與吸收線的中心頻率一致。這時發射線的輪廓可看作一個很窄的矩形,即峰值吸收系數Kv在此輪廓內不隨頻率而改變,吸收只限于發射線輪廓內。這樣,一定的K0即可測出一定的原子濃度。2023/2/519銳線光源
根據Walsh的兩點假設,發射線必須是“銳線”(半寬度很小的譜線)。1)銳線半寬很小,銳線可以看作一個很“窄”的矩形;2)二者中心頻率相同,且發射線寬度被吸收線完全“包含”,即在可吸收的范圍之內;3)Walsh的理論為AAS光源設計具有理論指導意義。
0I吸收線發射線峰值吸收的測量2023/2/5202023/2/521(4)實際測量
強度為I0的某一波長的輻射通過均勻的原子蒸氣時,根據吸收定律,有
I=I0·exp(-Kvl)
式中,I0與I分別為入射光與透射光的強度,Kv為峰值吸收系數,l為原子蒸氣吸收層厚度。當在原子吸收線中心頻率附近一定頻率范圍△v測量,則
2023/2/522原子吸收測定條件下,如前所述原子蒸氣中基態原子數N0近似地等于原子總數N。在實際測量中,要測定的是試樣中某元素的含量而不是蒸氣中的原子總數。但是,實驗條件一定,被測元素的濃度c與原子蒸氣中原子總數保持一定的比例關系,即
N0=ac實驗條件一定,各有關的參數都是常數,吸光度為
A=kc
式中k為常數。上式為原子吸收測量的基本關系式。2023/2/523
4.3原子吸收分光光度計
原子吸收分光光度計由光源、原子化器、單色器、檢測系統等幾部分組成。4.3.1主要部件原子化器單色儀檢測器空心陰極燈原子化系統霧化器樣品液廢液切光器助燃氣燃氣原子吸收儀器結構示意圖2023/2/5241光源
光源的功能是發射被測元素的特征共振輻射。
對AAS光源的要求:
a)發射穩定的共振線,且為銳線;穩定性好,30min之內漂移不超過1%;噪聲小于0.1%;使用壽命長于5A·h。
b)強度大,沒有或只有很小的連續背景;低于特征共振輻射強度的1%
c)操作方便,壽命長。2023/2/525
空心陰極燈放電是一種特殊形式的低壓輝光放電,放電集中于陰極空腔內。當兩極之間施加幾百伏電壓時,便產生輝光放電。在電場作用下,電子在飛向陽極的途中,與載氣原子碰撞并使之電離,放出二次電子,使電子與正離子數目增加,以維持放電。正離子從電場獲得動能。如果正離子的動能足以克服金屬陰極表面的晶格能,當其撞擊在陰極表面時,就可以將原子從晶格中濺射出來。除濺射作用之外,陰極受熱也要導致陰極表面元素的熱蒸發。濺射與蒸發出來的原子進入空腔內,再與電子、原子、離子等發生第二類碰撞而受到激發,發射出相應元素的特征共振輻射。一般一種元素用一種燈,目前應用的多元素燈,最多可測6~7種元素。(1)空心陰極燈2023/2/526組成:陽極(吸氣金屬)、空心圓筒形(使待測原子集中)陰極(W+待測元素)、低壓惰性氣體(譜線簡單、背景小)。工作過程:高壓直流電(300V)---陰極電子---撞擊隋性原子---電離(二次電子維持放電)---正離子---轟擊陰擊---待測原子濺射----聚集空心陰極內被激發----待測元素特征共振發射線。影響譜線性質之因素:電流、充氣種類及壓力。電流越大,光強越大,但過大則譜線變寬且強度不穩定;充入低壓惰性氣體可防止與元素反應并減小碰撞變寬。問題:為什么HCL會產生低背景的銳線光源?答:低壓-原子密度低,LorentzBroadening小;小電流-溫度低DopplerBroadening
小,故產生銳線光源!惰性氣體難于激發且譜線相對簡單——低背景。
2023/2/527(2)無極放電燈工作過程:由于沒有電極提供能量,該燈依靠射頻(RF)或微波作用于低壓惰性氣體并使之電離,高速帶電離子撞擊金屬原子產生銳線。特點:無電極;發射的光強度高(是HCL的1~2個數量級);但可靠性及壽命比HCL低,只有約15種元素可制得該燈。Al,P,K,Rb,Zn,Pb,As等。2023/2/5282原子化器
原子化器的功能是提供能量,使試樣干燥、蒸發和原子化。在原子吸收光譜分析中,試樣中被測元素的原子化是整個分析過程的關鍵環節。原子吸收光譜中原子化系統的作用是將試樣中的待測元素轉化為原子蒸氣。實現原子化的方法,最常用有兩種:一種是火焰原子化法,是原子光譜分析中最早使用的原子化方法,至今仍在廣泛地被應用;另一種是非火焰原子化法,其中應用最廣的是石墨爐電熱原子化法。
2023/2/529(1)火焰原子化器
火焰原子化法中常用的預混合型原子化器,其結構如圖所示。這種原子化器由霧化器、混合室、燃燒器和火焰組成。預混合型火焰原子化器示意圖2023/2/530a)噴霧器:將試樣溶液轉為霧狀。要求穩定、霧粒細而均勻、霧化效率高、適應性高(可用于不同比重、不同粘度、不同表面張力的溶液)。b)霧化室:內裝撞擊球和擾流器(去除大霧滴并使氣溶膠均勻)。將霧狀溶液與各種氣體充分混合而形成更細的氣溶膠并進入燃燒器。該類霧化器因霧化效率低(進入火焰的溶液量與排出的廢液量的比值小),現已少用。目前多用超聲波霧化器等新型裝置。c)燃燒器:產生火焰并使試樣蒸發和原子化的裝置。有單縫和三縫兩種形式,其高度和角度可調(讓光通過火焰適宜的部位并有最大吸收)。燃燒器質量主要由燃燒狹縫的性質和質量決定(光程、回火、堵塞、耗氣量)。2023/2/531d)火焰
火焰分焰心(發射強的分子帶和自由基,很少用于分析)、內焰(基態原子最多,為分析區)和外焰(火焰內部生成的氧化物擴散至該區并進入環境)。燃燒速度:混合氣著火點向其它部分的傳播速度。當供氣速度大于燃燒速度時,火焰穩定。但過大則導致火焰不穩或吹熄火焰,過小則可造成回火。天然氣-空氣火焰2023/2/532火焰溫度:不同類型火焰其溫度不同,如下表所示。2023/2/533火焰的燃助比:任何一種火焰均可按燃氣與助燃氣的比例分為三類具不同性質的火焰:1)化學計量型:指燃助比近似于二者反應的計量關系,又稱中性火焰。溫度高、穩定、干擾小、背景低,知適于大多數元素分析;2)富燃火焰:燃氣比例較大的火焰(燃助比大于化學計量比)。燃燒不完全、溫度略低,具還原性,適于難分解的氧化物的元素分析。但干擾較大、背景高。3)貧燃火焰:助燃氣大于化學計量的火焰。溫度最低,具氧化性,適于易解離和易電離的元素,如堿金屬。2023/2/534(2)非火焰原子化器
非火焰原子化器中,常用的是管式石墨爐原子化器,其結構如圖所示。管式石墨爐原子化器示意圖石墨爐組成
包括電源、保護系統和石墨管三部分。2023/2/535原子化過程原子化過程可分為四個階段,即干燥、灰化、原子化和凈化。如圖干燥溫度oC時間,t凈化原子化灰化虛線:階梯升溫實線:斜坡升溫干燥:去除溶劑,防樣品濺射;灰化:使基體和有機物盡量揮發除去;原子化:待測物化合物分解為基態原子,此時停止通Ar,延長原子停留時間,提高靈敏度;凈化:樣品測定完成,高溫去殘渣,凈化石墨管。2023/2/5363.低溫原子化(化學原子化)
包括汞蒸汽原子化和氫化物原子化。1)汞蒸汽原子化(測汞儀)將試樣中汞的化合物以還原劑(如SnCl2)還原為汞蒸汽,并通過Ar
或N2將其帶入吸收池進行測定。2)氫化物原子化特點:可將待測物從在一定酸度條件下,將試樣以還原劑(NaBH4)還原為元素的氣態氫化物,并通過Ar或N2將其帶入熱的石英管內原子化并測定(右圖)。大量基體中分離出來,DL比火焰法低1-3個數量級,選擇性好且干擾也小。2023/2/5373分光器分光器由入射和出射狹縫、反射鏡和色散元件組成,其作用是將所需要的共振吸收線分離出來。分光器的關鍵部件是色散元件,現在商品儀器都是使用光柵。分光器的作用在于將空心陰極燈陰極材料的雜質發出的譜線、惰性氣體發出的譜線以及分析線的鄰近線等與共振吸收線分開。必須注意:
在原子吸收光度計中,單色器通常位于光焰之后,這樣可分掉火焰的雜散光并防止光電管疲勞。由于銳線光源的譜線簡單,故對分光器的色散率要求不高(線色散率為10~30?/mm)。2023/2/5384檢測系統主要由光電元件、放大器、對數變換器、顯示記錄裝置組成。
原子吸收光譜儀中廣泛使用的檢測器是光電倍增管。2023/2/539單光束:1)結構簡單,體積小,價格低;2)易發生零漂移,空心陰極燈要預熱雙光束:1)零漂移小,空心陰極燈不需預熱,降低了方法檢出限;2)仍不能消除火焰的波動和背景的影響
4.3.2原子吸收儀器類型2023/2/5404.3.3干擾及其消除方法
1物理干擾
來源:物理干擾是指試樣在轉移、蒸發過程中任何物理因素變化而引起的干擾效應。屬于這類干擾的因素有:試液的粘度、溶劑的蒸汽壓、霧化氣體的壓力等。物理干擾是非選擇性干擾,對試樣各元素的影響基本是相似的。消除:配制與被測試樣相似的標準樣品,是消除物理干擾的常用的方法。在不知道試樣組成或無法匹配試樣時,可采用標準加入法或稀釋法來減小和消除物理干擾。2023/2/5412化學干擾來源:化學干擾是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,是原子吸收分光光度法中的主要干擾來源。它是由于液相或氣相中被測元素的原子與干擾物質組成之間形成熱力學更穩定的化合物,從而影響被測元素化合物的解離及其原子化。
消除:消除化學干擾的方法有:化學分離;使用高溫火焰;加入釋放劑和保護劑;使用基體改進劑等。2023/2/5423電離干擾
來源:在高溫下原子電離,使基態原子的濃度減少,引起原子吸收信號降低,此種干擾稱為電離干擾。電離效應隨溫度升高、電離平衡常數增大而增大,隨被測元素濃度增高而減小。消除:加入更易電離的堿金屬元素,可以有效地消除電離干擾。如大量KCl
的加入可抑制Ca的電離,
KK+eCa++eCa2023/2/5434、光譜干擾(1)譜線重疊干擾:由于光源發射銳線,因此,譜線重疊干擾的較少。一旦發生重疊干擾,則要求儀器可分辨兩條波長相差0.1?的譜線。消除:另選分析線。如V線(3082.11?)對Al線(3082.15?)的干擾;
(2)非吸收線干擾:來自被測元素自身的其它譜線或光源中雜質的譜線。消除:減小狹縫和燈電流或另選分析線。(3)原子化器內火焰的直流發射:火焰的連續背景發射,可通過光源調制消除。2023/2/544(4)火焰背景干擾來自燃燒氣的背景干擾
寬帶吸收:火焰生成物的分子受激產生的寬帶光譜對入射光的吸收;
粒子散射:火焰中粒子質對光的散射。消除:以上兩種干擾方式都產生正誤差(A增加)。因干擾主要來自燃燒氣,因此可通過空白進行校正。
來自樣品基體的背景干擾
寬帶吸收:樣品基體中分子或其碎片的形成、有機溶劑分子或其碎片對光的吸收,如CaOH分子寬帶對Ba線的干擾。
粒子散射:一些高濃度的元素,如Ti,Zr,W的氧化物,它們的氧化物具有分餾效應且直徑較大,可對光產生散射;有機溶劑的不完全燃燒產生的微粒碳也會對光產生散射。消除:更換燃氣(如用N2O);改變測量參數(T,燃助比);加入輻射緩沖劑(Radiationbuffer)。如果知道干擾來源,可在標準液和樣品中加入同樣且大量的干擾物質)。背景干擾指在原子化過程中,由于分子吸收和光散射作用而產生的干擾。它使吸光度增加,因而導致測定結果偏高。2023/2/545(5)非火焰背景干擾
非火焰的電熱原子化(石墨爐)中產生的背景干擾,通常要比火焰原子化的干擾嚴重。最近,采用石墨爐平臺技術(Platformtechnology)、高新石墨材料、快速測光計和Zeeman背景校正等方法可將石墨爐背景干擾降低到和火焰背景干擾相同的水平。2023/2/546一、測量條件優化1.分析線的選擇
通常選共振線(最靈敏線或且大多為最后線),但不是絕對的。如Hg185nm比Hg254nm靈敏50倍,但前者處于真空紫外區,大氣和火焰均對其產生吸收;共振線Ni232nm附近231.98和232.12nm的原子線和231.6nm的離子線,不能將其分開,可選取341.48nm
作分析線。此外當待測原子濃度較高時,為避免過度稀釋和向試樣中引入雜質,可選取次靈敏線!2.狹縫寬度選擇
調節狹縫寬度,可改變光譜帶寬(=SD),也可改變照射在檢測器上的光強。一般狹縫寬度選擇在通帶為0.4~4.0nm的范圍內,對譜線復雜的元素如Fe、Co
和Ni,需在通帶相當于1?或更小的狹縫寬度下測定。4.4原子吸收分析方法2023/2/5473.燈電流選擇
燈電流過小,光強低且不穩定;燈電流過大,發射線變寬,靈敏度下降,且影響光源壽命。選擇原則:在保證光源穩定且有足夠光輸出時,選用最小燈電流(通常是最大燈電流的1/2~2/3),最佳燈電流通過實驗確定。4.原子化條件火焰原子化:
火焰類型(溫度-背景-氧還環境);燃助比(溫度-氧還環境);燃燒器高度(火焰部位-溫度);石墨爐原子化:
升溫程序的優化。具體溫度及時間通過實驗確定。
干燥——105oC除溶劑,主要是水;灰化——基體,尤其是有機質的去除。在不損失待測原子時,使用盡可能高的溫度和長的時間;原子化——通過實驗確定何時基態原子濃度達最大值;凈化——短時間(3~5s)內去除試樣殘留物,溫度應高于原子化溫度。2023/2/548二、測量方法1.標準曲線法i)討論高濃度時,標準曲線向濃度軸彎曲的原因!ii)標液配制注意事項:合適的濃度范圍;扣除空白;標樣和試樣的測定條件相同;每次測定重配標準系列。2.標準加入法:主要是為了克服標樣與試樣基體不一致所引起的誤差(基體效應)。注意事項:須線性良好;至少四個點(在線性范圍內可用兩點直接計算);只消除基體效應,不消除分子和背景吸收;斜率小時誤差大。3.內標法優點:消除氣體流量、進樣量、火焰濕度、樣品霧化率、溶液粘度以及表面張力等的影響,適于雙波道和多波道的AAS。2023/2/549三、分析方法評價1.靈敏度(Sensitivity)
IUPAC規定,分析標準函數的一次導數,即標準曲線的斜率。i)特征濃度(1%吸收靈敏度):產生1%吸收(A=0.00434)信號所對應的元素濃度。ii)特征質量(對GFAAS):
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