第十章 原子吸收分光光度法与检测技术ppt课件

分析化学（第2版）谢庆谢庆 娟 李维维斌 全国高职职高专药专药 品类专业卫类专业卫 生部“十二五”规规划教材 1 第十章 原子吸收分光光度法与检测技术 学习目的 知识要求 能力要求 分析化学（第2版）谢庆谢庆 娟 李维维斌 全国高职职高专药专药 品类专业卫类专业卫 生部“十二五”规规划教材 2 学习目的 u 通过本章的学习对原子吸收分光光度法的特点、原理有 所了解，熟悉原子吸收分光光度计主要部件的作用，掌 握原子吸收分光光度法的定量分析方法。 分析化学（第2版）谢庆谢庆 娟 李维维斌 全国高职职高专药专药 品类专业卫类专业卫 生部“十二五”规规划教材 3 知识要求 1.了解原子吸收分光光度法的特点及基本原理。 2.熟悉原子吸收分光光度计的基本结构。 3.掌握原子吸收分光光度法的定量分析方法。 分析化学（第2版）谢庆谢庆 娟 李维维斌 全国高职职高专药专药 品类专业卫类专业卫 生部“十二五”规规划教材 4 能力要求 u 熟练掌握标准曲线法和标准加入法，学会原子吸收 分光光度计的基本操作。 分析化学（第2版）谢庆谢庆 娟 李维维斌 全国高职职高专药专药 品类专业卫类专业卫 生部“十二五”规规划教材 5 案例：毒胶囊事件 2012年4月15日，央视每周质量报告节目胶囊里的 秘密曝光一些企业用皮革废料生产工业明胶，导致明胶 和明胶空心胶囊中重金属铬超标；因为六价铬容易进入人 体细胞，对肝、肾等内脏器官和DNA造成损伤，且在人体 内蓄积具有致癌性并可能诱发基因突变，所以中国药典 2010版规定以原子吸收分光光度法测定明胶和明胶空心 胶囊中铬含量不得过百万分之二(2ppm)。 分析化学（第2版）谢庆谢庆 娟 李维维斌 全国高职职高专药专药 品类专业卫类专业卫 生部“十二五”规规划教材 分析化学（第2版）谢庆谢庆 娟 李维维斌 全国高职职高专药专药 品类专业卫类专业卫 生部“十二五”规规划教材 分析化学（第2版）谢庆谢庆 娟 李维维斌 全国高职职高专药专药 品类专业卫类专业卫 生部“十二五”规规划教材 8 点滴积累 第一节概 述 第二节 原子吸收分光光度法的原理 原子吸收曲线：是由 原子外层电子在能级 之间的跃迁时，原子 吸收产生。 分析化学（第2版）谢庆谢庆 娟 李维维斌 全国高职职高专药专药 品类专业卫类专业卫 生部“十二五”规规划教材 9 点滴积累 第一节概 述 第二节 原子吸收分光光度法的原理 1.共振吸收线：原子外层电子从基态跃迁至第一激 发态所产生的吸收谱线。 2.共振发射线：原子外层电子从第一激发态跃迁至 基态所产生的辐射的谱线。 3.共 振 线：共振发射线和共振吸收线都称为共 振线。 4.分 析 线：共振线又称为特征谱线，常被选作 元素分析的析线（分析波长）。 分析化学（第2版）谢庆谢庆 娟 李维维斌 全国高职职高专药专药 品类专业卫类专业卫 生部“十二五”规规划教材 10 第二节 原子吸收分光光度法的原理 知识链接 分析线又称为吸收波长，通常选用共振吸收线为分析线，测量高含 量元素时，可选用灵敏度较低的非共振线为分析线。如测Zn时常选用 最灵敏的213.9nm波长，但当Zn的含量高时，为保证工作曲线的线性 范围，可改用次灵敏线307.5nm波长进行测量。As,Se等共振吸收线位 于200nm以下的远紫外区，火焰组分对其明显吸收，故用火焰原子吸 收法测定这些元素时，不宜选用共振吸收线为分析线，或者改用无火 焰原子化法进行测定。 分析化学（第2版）谢庆谢庆 娟 李维维斌 全国高职职高专药专药 品类专业卫类专业卫 生部“十二五”规规划教材 11 第二节 原子吸收分光光度法的原理 原子吸收值与原子浓度的关系 1.原子吸收光谱与分子吸收光谱一样符合朗伯-比尔 定律，即： 式中 为吸光度，为由光源发出的入射光强度， 为透 过的光强度(未被吸收部分)，K为常数(可由实验测定 )，c为样品的浓度(基态原子)， L = 原子蒸气光径 。 分析化学（第2版）谢庆谢庆 娟 李维维斌 全国高职职高专药专药 品类专业卫类专业卫 生部“十二五”规规划教材 12 第二节 原子吸收分光光度法的原理 2.实际工作中，火焰宽度是固定的，因此，在一定的 浓度范围内，吸光度与试样浓度成正比，即： 式中K为与实验条件有关的常数。 吸光度与样品中被测组分的浓度成线性关系，它是原 子吸收分光光度法定量的依据。 分析化学（第2版）谢庆谢庆 娟 李维维斌 全国高职职高专药专药 品类专业卫类专业卫 生部“十二五”规规划教材 13 第三节 原子吸收分光光度计 类型：按光路可分为单光束和双光束。 单光束双光束 优点 结构简单； 灵敏度较高； 价格便宜。 可消除光源的不稳定带来的误差，精密 度和准确度均较单光束高；光源无需预 热，相应延长了光源的使用寿命，分析 速度快 。 缺点 不能消除光源波动的影响，造成基 线漂移，影响测定的精密度和准确 度。空心阴极灯需预热，影响分析 速度。 价格较高。 分析化学（第2版）谢庆谢庆 娟 李维维斌 全国高职职高专药专药 品类专业卫类专业卫 生部“十二五”规规划教材 14 第三节 原子吸收分光光度计 组成：光源、原子化系统、分光系统和检测系统。 分析化学（第2版）谢庆谢庆 娟 李维维斌 全国高职职高专药专药 品类专业卫类专业卫 生部“十二五”规规划教材 15 第三节 原子吸收分光光度计 光源： 1. 作用：发射被测元素的特征光谱。 2. 种类：空心阴极灯、高频无极放电灯、蒸气放电灯。 3.空心阴极灯结构： 阳极：钨或镍棒 阴极：待测元素金属 内充低压惰性气体 分析化学（第2版）谢庆谢庆 娟 李维维斌 全国高职职高专药专药 品类专业卫类专业卫 生部“十二五”规规划教材 16 第三节 原子吸收分光光度计 空心阴极灯使用注意事项： （1）不得超过最大电流。 （2）有些元素采用较高电流操作时，其标准线可出现严重 弯曲，该现象随灯电流增加而增长。 （3）使用前应在1/3工作电流下小时。 （4）工作电流应保持额定电流的40%60%较为合适。 分析化学（第2版）谢庆谢庆 娟 李维维斌 全国高职职高专药专药 品类专业卫类专业卫 生部“十二五”规规划教材 17 第三节 原子吸收分光光度计 原子化系统 1.雾化器：将试液均匀雾化， 除去较大的雾滴。 2.燃烧器：高温下使试样中的 待测元素原子化。 3.火焰：原子化的能源。 优点： 操作简单、重现性好 缺点： 原子化效率低、无法直接分析 粘稠状液体和固体试样。 火焰原子化器 分析化学（第2版）谢庆谢庆 娟 李维维斌 全国高职职高专药专药 品类专业卫类专业卫 生部“十二五”规规划教材 18 第三节 原子吸收分光光度计 原子化系统 1.干燥：稍高于溶剂沸点的温度蒸发除掉溶剂。 2.灰化：保证被测元素不损失的前提下除去易挥发成分。 3.原子化：使待测元素成为基态原子。 4.净化：高温除去管内残渣。 优点： 检出限低、灵敏度高、选择性好、进样方式多、进样量小。 缺点： 设备昂贵、精密度差、北京干扰大、单样品分析时间长。 石墨炉原子化器 分析化学（第2版）谢庆谢庆 娟 李维维斌 全国高职职高专药专药 品类专业卫类专业卫 生部“十二五”规规划教材 19 第三节 原子吸收分光光度计 课堂活动 u医药工业常用耐腐蚀性较好的316不锈钢，其Ni含量 为10%14%，在用原子吸收分光光度法检测不锈钢 中的Ni含量时，应采用那种原子化装置？ 分析化学（第2版）谢庆谢庆 娟 李维维斌 全国高职职高专药专药 品类专业卫类专业卫 生部“十二五”规规划教材 20 第三节 原子吸收分光光度计 分光系统：原子吸收分光光度计的分光系统又称单色器， 1.组成：光栅、凹面镜和狭缝。 其关键部件是起色 散作用的光栅。 2.作用：将待测元素的共振线和邻近谱线分开，从而使分析 线选择性地进入检测器。 分析化学（第2版）谢庆谢庆 娟 李维维斌 全国高职职高专药专药 品类专业卫类专业卫 生部“十二五”规规划教材 21 第三节 原子吸收分光光度计 检测系统： 1.组成：检测器、放大器、对数转换器和显示装置。 2.作用：将单色器发射出的光讯号转换成电信号后进行测量 。 分析化学（第2版）谢庆谢庆 娟 李维维斌 全国高职职高专药专药 品类专业卫类专业卫 生部“十二五”规规划教材 22 第三节 原子吸收分光光度法的应用 标准溶液的配制： 火焰原子吸收测定中常用工作标准溶液浓度单位为 g/ml，无火焰原子吸收测定中标准溶液浓度为g/L。 1.标准储备液：一般选用高纯金属（99.99%）或被测元素的 盐类精确称量溶解后配成1mg/m1的标准储备溶，目前可以购 买到多种元素的专用标准储备液。 分析化学（第2版）谢庆谢庆 娟 李维维斌 全国高职职高专药专药 品类专业卫类专业卫 生部“十二五”规规划教材 23 第三节 原子吸收分光光度法的应用 2.工作标准溶液：标准储备液经过稀释即成为制作标准曲线 的工作标准溶液。对于火焰原子吸收测定的标准储备液一般 要稀释1000倍,无火焰原子吸收测定的标准储备液要稀释105 106倍。 分析化学（第2版）谢庆谢庆 娟 李维维斌 全国高职职高专药专药 品类专业卫类专业卫 生部“十二五”规规划教材 24 第三节 原子吸收分光光度法的应用 标准溶液的注意事项： 1. 使用去离子水，保证玻璃器皿纯净，防止玷污。 2. 所用硝酸纯酸、盐酸应为优级纯，避免使用磷酸或硫酸。 3. 保持一定酸度防止金属离子水解，存放在玻璃或聚乙烯试剂瓶中，有些元素(如金 、银)的贮备液应存放在棕色试剂瓶中，应避免阳光照射，但是不要存储在寒冷的 地方。 4. 校准用的工作标准溶液使用0.1mol/L的标准储备液中酸或碱溶液稀释制备。 5. 在每次测定前新鲜制备校准用的工作标准溶液。 6. 必须在有效期内使用。 分析化学（第2版）谢庆谢庆 娟 李维维斌 全国高职职高专药专药 品类专业卫类专业卫 生部“十二五”规规划教材 25 第三节 原子吸收分光光度法的应用 标准曲线法： 适用范围：样品组成简单或共存元素没有干扰的样品。 优点：可用于同类大批量样品的分析，简单、快速。 缺点：基体影响较大。 分析化学（第2版）谢庆谢庆 娟 李维维斌 全国高职职高专药专药 品类专业卫类专业卫 生部“十二五”规规划教材 26 第三节 原子吸收分光光度法的应用 操作方法： 1.配制一组（至少3份）浓度适宜的工作标准 溶液。 2.用空白对照溶液调零 。 3.从低到高浓度依次测定各工作标准溶液，每 个样品连续测量3次。 4.以吸光度A的平均值为纵坐标，绘制A-c标准 曲线。 5. 相同的实验条件下，测定待测样品溶液，连 续测量3次，取平均值从标准曲线上查出该 值所对应的浓度，计算出样品中待测元素 的含量。 分析化学（第2版）谢庆谢庆 娟 李维维斌 全国高职职高专药专药 品类专业卫类专业卫 生部“十二五”规规划教材 27 第三节 原子吸收分光光度法的应用 注意事项： 1.所配制的工作标准溶液的浓度和相应吸光度应在直线线性 范围内。 2.在整个分析过程中，各测定条件应保持恒定。 3.待测样品溶液和工作标准溶液所加试剂应一致。 分析化学（第2版）谢庆谢庆 娟 李维维斌 全国高职职高专药专药 品类专业卫类专业卫 生部“十二五”规规划教材 28 第三节 原子吸收分光光度法的应用 标准加入法： 适用范围：基体组成复杂，对测定有明显影响，或组成不明 确的待测试样。 优点：消除了基体影响。 缺点：操作繁琐，不易进行大批量样品的分析。 分析化学（第2版）谢庆谢庆 娟 李维维斌 全国高职职高专药专药 品类专业卫类专业卫 生部“十二五”规规划教材 29 第三节 原子吸收分光光度法的应用 操作方法： 1.分别取4份（一般45份）体积相同的样品溶液置于4各同体积的容量 瓶中，从第二份起再依次精密加入同一体积不同浓度（各浓度间距应 一致）的待测元素工作标准溶液，然后用溶剂稀释定容。 2.在相同的实验条件下分别测量各个试液的吸光度（同一试液连续测三 次求平均值），以各试液吸光度A为纵坐标，相应浓度c为横坐标，绘 制A-c标准加入曲线 。 3.试样含被测元素，则曲线不通过原点，此时应延长曲线与横坐标交于 cx，cx即为所测样品中待测元素的浓度 。 分析化学（第2版）谢庆谢庆 娟 李维维斌 全国高职职高专药专药 品类专业卫类专业卫 生部“十二五”规规划教材 30 第三节 原子吸收分光光度法的应用 注意事项： 1. 待测元素的浓度与其对应的吸光度在测定浓度范围内成线性关系。 2.为了得到较准确的外推结果，最少应取4个点来作外推曲线，并且第一份加 入的标准溶液与试样溶液浓度之比应适当。 3.本法可以消除基体干扰，但不能消除背景吸收干扰。 4.对于斜率太低的曲线（灵敏度差），容易引进较大的误差。 分析化学（第2版）谢庆谢庆 娟 李维维斌 全国高职职高专药专药 品类专业卫类专业卫 生部“十二五”规规划教材 31 第三节 原子吸收分光光度法的应用 案例分析 欧洲药典规定雷米普利原料药中重金属钯的含量不大于20ppm，小王用 火焰原子化器，采用标准加入法耗时1个多月完成了40个批次雷米普利原 料药的检验，产品全部合格放行，准予销售；结果收到原料药买方的律 师函，因进厂复检发现重金属钯含量超标，要求赔偿相应损失。 药物分析方法应简单、有效；原料药纯度较高，基体干扰较小，应选 用操作简便、利于大批量样品分析的标准曲线法，小王选择用标准加入 法使检验时间大大延长；此外，原料药中钯含量要求不大于20ppm，要求 的检测限很低，应采用石墨炉原子化器，小王选择火焰原子化器直接导 致结果不准确，从而给公司带来了巨大的损失。 分析化学（第2版）谢庆谢庆 娟 李维维斌 全国高职职高专药专药 品类专业卫类专业卫 生部“十二五”规规划教材 32 第三节 原子吸收分光光度法的应用 应用领域： 1.广泛应用于环境监测、医药卫生、陶瓷、涂料、冶金、地质、食品、 石油化工和农业等相关领域的微量和痕量元素分析； 2.作为物理和物理化学的实验手段，测量物质的活化能、气态原子扩散 系数、解离能、振子强度、光谱线轮廓的变宽、溶解度、蒸气压等参 数； 3.利用间接法，测定多种与金属离子有化学计量反应关系的有机物，如 利用Ag测定含卤素的有机化合物； 4. 与色谱分离功能联用，测定同种金属元素的不同有机化合物，如：汽 油中各种烷基铅，大气中的5种烷基铅、烷基硒、烷基胂、烷基锡等 。 分析化学（第2版）谢庆谢庆 娟 李维维斌 全国高职职高专药专药 品类专业卫类专业卫 生部“十二五”规规划教材 33 第十章 原子吸收分光光度法与检测技术 1基本原理 原子吸收分光光度法是基于从光源辐射出待测元素 的特征谱线，通过试样蒸气时被待测元素的基态原子吸收，由特 征谱线被减弱的程度来测定试样中待测元素含量的方法。 2共振线与共振吸收 原子由基态到低激发态的跃迁而产生的能 量吸收现象称作共振吸收,由共振吸收产生的谱线是很强，称为 共振线。 3原子吸收值与原子浓度的关系 原子吸收值与原子吸收值与原 子浓度的关系 原子吸收值与样品中被测元素的原子浓度成线性 关系。 【点滴积累】 分析化学（第2版）谢庆谢庆 娟 李维维斌 全国高职职高专药专药 品类专业卫类专业卫 生部“十二五”规规划教材 34 第十章 原子吸收分光光度法与检测技术 4.原子分光光度计的基本结构 由光源、原子化系统、分光系统 和检测系统四部分组成。 5.原子分光光度计与紫外分光光度计的区别 两者单色器位置的 不同，原子分光光度计的单色器在后光路，在原子化器和检测器 之间，紫外分光光度计的单色器在前光路，在光源和比色皿之间 ；紫外分光光度计为连续光源，原子分光光度计为锐线光源，选 择性更好。 【点滴积累】 分析化学（第2版）谢庆谢庆 娟 李维维斌 全国高职职高专药专药 品类专业卫类专业卫 生部“十二五”规规划教材 35 第十章 原子吸收分光光度法与检测技术 6.标准曲线法和标准加入法的区别 标准曲线法受基体影响较大 ，仅适用于组成简单或共存元素没有干扰的样品，标准加入法可 以消除基体的干扰，用于基体组成复杂、干扰明显、组成不明确 的样品；标准曲线法简单、快速，可用于同类大批量样品的分析 ，标准加入法操作繁琐，不适合同时做多样品分析。 【点滴积累】 分析化学（第2版）谢庆谢庆 娟 李维维斌 全国高职职高专药专药 品类专业卫类专业卫 生部“十二五”规规划教材 36 一、选择题 （一）单项选择题 1. 原子吸收光谱产生的原因是 ： A. 振动能级跃迁 B. 原子最外层电子跃 C. 分子中电子能级的跃迁 D. 转动能级跃迁 2. 在原子吸收分光光度法中，原子蒸气对共振辐射的吸收程 度与： A. 透射光强度成正比 B. 原子化温度成正比 C. 激发态原子数成正比 D. 基态原子数成正比 【目标检测】 第十章 原子吸收分光光度法与检测技术 分析化学（第2版）谢庆谢庆 娟 李维维斌 全国高职职高专药专药 品类专业卫类专业卫 生部“十二五”规规划教材 37 3. 当特征辐射通过试样蒸气时，被下列哪种粒子吸收？： A. 激发态原子 B. 离子 C. 基态原子 D. 分子 4. 在原子分光光度计中，最广泛采用的光源是： A. 空心阴极灯 B. 无极放电灯 C. 氢灯 D. 钨灯 5. 原子吸收分光光度计的光源作用是： A.发射很强的连续光谱 B. 产生足够强度的散射光 C. 提供试样蒸发和激发所需的能量 D.发射待测元素基态原子所吸收的特征共振辐射 第十章 原子吸收分光光度法与检测技术 分析化学（第2版）谢庆谢庆 娟 李维维斌 全国高职职高专药专药 品类专业卫类专业卫 生部“十二五”规规划教材 38 6. 与单光束原子吸收分光光度计相比，双光束原子吸 收分光光度计的优点是： A. 灵敏度高 B. 可以消除背景的影响 C. 可以抵消因光源的变化而产生的误差 D. 便于采用最大的狭缝宽度 7. 空心阴极灯的主要操作参数是： A. 预热时间 B. 灯电压 C. 灯电流 D. 内充气体压力 第十章 原子吸收分光光度法与检测技术 分析化学（第2版）谢庆谢庆 娟 李维维斌 全国高职职高专药专药 品类专业卫类专业卫 生部“十二五”规规划教材 39 8. 在原子吸收分析中，测定元素的灵敏度很大程度取 决于： A. 光源 B. 检测系统 C. 分光系统 D. 原子化系统 9.与火焰法相比，石墨炉原子吸收法的优点是： A.