原子吸收法测发样中铜锌的含量.doc

原子吸收法测量发样中铜、锌的含量摘要：本实验是根据原子吸收分光光度计在光源发射线的半宽度小于吸收线的半宽度（锐线光源）的条件下，光源的发射线通过一定厚度的原子蒸气，并被基态原子吸收，吸光度与原子蒸气中待测元素的基态原子数的关系遵循朗伯-比尔定律。采用火焰原子化法测定发样中Zn的含量，采用石墨炉原子化法测定发样中Cu的含量。测得 发样中Cu含量为：（7.488+0.6065）/ 发样中Zn含量为：(254.281+1.5007)/关键词：原子吸收法 锐线光源 样品预处理 朗伯-比尔定律1.前沿：1.1发样中Zn.Cu采用方法除了原子吸收还可以采用什么方法？络合滴定法：其原理是：试样以硝酸溶解，用1:1 NH3和水调至pH8-9，沉淀分离Fe3+、Al3+、Mn2+、Pb2+、Sn4+、Cr3+、Bi3+等干扰离子，Cu2+、Zn2+则以络氨离子形式存在于溶液中，过滤。将一等份滤液调至微酸性，用Na2S2O3掩蔽Cu2+，在pH5.5HAc-NaAc的缓冲溶液中，XO作指示剂，用标准EDTA直接络合滴定Zn2+，而在另一等份滤液中于pH5.5，加热至70-80摄氏度，加入10mL乙醇，以PAN为指示剂用标准标准EDTA直接滴定Cu2+、Zn2+含量，差减得Cu2+含量。也可以用KCN掩蔽Zn2+，甲醛解蔽，但KCN剧毒。示波极谱法：本方法的检测下限可达10-6 mol/L 本法在氨性支持电介质中测定镉铜镍和锌在盐酸支持电解质中测定铅铁(III) 钴铊对测定有干扰钴铊在环境样品中含量很低可以忽赂不计铁(III)可用盐酸羟胺抗坏血酸等还原而消除干扰锡的干扰可用氢溴酸或浓盐酸和过氧化氢处理使锡挥发分离硝酸存在影响锌的测定故测锌的样品应除尽硝酸。将速度变化很快的极化电压(一般约为250mV/s)施加在滴汞电极的后2秒中在电极面积变化很小的时间内进行快速线性电位扫描以减小充电电流的影响用阴极射线滤波器作为测量工具对于电极反应为可逆的物质在长余辉示波管上可以观察到电极反应的伏安曲线为不对称的峰形曲线或经电子线路处理后用记录仪记录伏安曲线其峰高与电极反应物质的浓度成正比可用于定量分析。只有铜在某些支持电介质中会产生两阶段还原而出现两个峰它们的峰电位随底液中所含电介质不同而有所变化。1.2国标怎么处理其原理是:试样经盐酸和硝酸分解后，用乙酸溶液调节溶液的pH值为3.0-4.0，用氟化氢铵掩蔽铁，加入碘化钾与二价铜作用，析出相应的碘，以淀粉作指示剂，用已知浓度的硫代硫酸钠标准溶液滴定。再加氰化钾将铜、锌离子掩蔽，又加甲醛把锌离子解除掩蔽，用络合滴定法测定其中的锌含量。1.3 Zn、Cu对人体的影响 人体含锌大约2.3g，是铁的一半，比铜高20多倍。锌对婴儿、儿童、成年人和老年人的健康都有重要的关系。它主要表现在一下几个方面：锌可以促进皮肤健美。当机体缺锌时可出现皮肤粗糙、干燥、上皮角化、和食道的类角化、易感染及痤疮、下脂皮肤溃疡、复发性口疮等。 锌能参与唾液蛋白的合成。人唾液中味觉素的分子中含有两个锌离子，它为味蕾和口腔粘膜提供营养。缺锌可影响味蕾功能，从而导致食欲减退。 锌参与合成视紫质。制造视紫质的原料维生素A需由一种含锌的金属酶参与分解利用，视紫质缺乏会导夜盲，另外白内障的形成也与锌有关。 锌是调节核糖核酸聚合酶的必需组成部分。缺锌的儿童生长发育会受到影响，会产生骨骼异常，甚至出现弱智、性晚熟和成年侏儒症等。应该注意的是，有的父母碰上孩子厌食或不愿吃饭时，往往在菜里多放味素，以使味道鲜美来提高孩子的食欲。其实这样做就会大量食入谷氨酸钠，会使血液中的锌转变成谷氨酸锌从尿中过多地排出体外而导致急性锌缺乏，特别是婴幼儿更为严重。 锌可促进性器官和性机能正常发育。缺锌时会出现性机能降低、精子减少、阳痿 、早泄和第二性征（乳房、阴毛）发育不全、月经不正常或闭经等。锌可降低肿瘤发病率。锌是人体内多种酶的活动不可缺少的物质能保持防止机制的完整性。免疫系统特别容易受缺锌的影响。癌症病人缺锌时，抗癌药就失去作用。铜是人体内一种必需的微量元素，在人体的新陈代谢过程中起着重要的作用。 铜是大脑神经递质的重要成分。如果摄取不足可致神经系统失调，大脑功能会发生障碍。铜缺乏将使脑细胞中的色素氧化酶减少，活力下降，从而使记忆衰退、思维紊乱、反应迟钝，甚至步态不稳、运动失常等。铜元素在人体内参与多种金属酶的合成，其中的氧化酶是构成心脏血管的基质胶原和弹性蛋白形成过程中必不可少的物质，而胶原又是将心血管的肌细胞牢固地连接起来的纤维成分，弹性蛋白则具有促使心脏和血管壁保持弹性之功能。 铁是人体造血的重要原料，但铁元素要成为红血球中的一部分，必须依靠铜元素的帮忙。奥妙在于血红蛋白中的铁是三价铁离子，而来源于食物中的乃是二价铁离于，二价铁离子要转化成三价铁离子，有赖于含铜的活性物质血浆铜蓝蛋白的氧化作用。如果体内缺铜，血浆铜蓝蛋白的浓度势必降低，从而导致铁难以转化而诱发贫血症。 铜元素可抑制癌细胞的生长，诱导癌细胞“自杀”。 助孕的“新星” 育龄女性要怀孕也离不开铜。妇女缺铜就难以受孕，即使受孕也会因缺铜而削弱羊膜的厚度和韧性，导致羊膜早破，引起流产或胎儿感染。含铜的金属硫蛋白、超氧化物歧化酶等具有较强的清扫此种代谢废物的功能，保护人体细胞不受其害，可见铜元素在抗衰老中有举足轻重的地位。 人体摄入足够的铜，可在侵入人体的流感病毒表面聚集较多的铜离子，从而为维生素攻击流感病毒提供有效的“靶子”。维生素C与病毒表面的铜离子发生作用，构成一种可以分离的含有活性氧离子的不稳定化合物，促使含有蛋白质的病毒表面发生破裂，进而置病毒于死地。为此，专家将维生素C与铜元素称为一对防治流感的最佳“搭档”。 缺铜可使人体内的酪氨酸酶的形成困难，导致酪氨酸转变成多巴的过程受阻。多巴为多巴胺的前体，而多巴胺又是黑色素的中间产物，最终妨碍黑色素的合成，遂引起头发变白。 缺铜有碍人体健康，长时间边缘性缺铜的影响是潜移默化的。它会引起婴幼儿发育不良。当摄入量大大超过了正常值时，会引起胃肠紊乱等不良反应。1.4 Cu、Zn比与人智商的关系 Cu、Zn比与人智商的关系IQ样本数锌铜铜锌比11059278.9677.9813.945.120.02471-0.0948352.实验部分：2.1材料未经损伤的头发样品1-5克去离子水蒸馏水6mol/L HCl铜、锌标准储备液100g/mL2.2 实验仪器与设备：火焰原子吸收分光光度计 AA6300型 日本岛津公司制造石墨炉原子吸收分光光度计AA6300型 日本岛津公司制造50ml容量瓶8只，1ml、2ml、5ml吸量管各一只，洗耳球一个，移液枪一只电子2.3 实验原理2.3.1 样品预处理原子吸收法科直接分析固体试样，目前也仍较多的用于液体试样分析，尤其是火焰法。固此试样的溶解和稀释是必不可少的，作用是：使试样中的被测组分不受损失，不被污染，全部转变为适宜测定的形式。溶解原则：1、被测元素迅速、完全溶解；2、处理过程中，被测元素不应挥发损失；3、被测组分不应与其他组分生成不溶性物质；4、过量溶（熔）剂对分析结果可能产生影响；5、不应损伤试样溶解过程中的容具以及喷雾器，燃烧器等。固体试样的分解方法一般有湿法消化和干法消化，特别要注意防止待测元素在分解过程中损失及污染。除此之外，还有等离子氧低温灰化、高压消化、微波消化等。湿法消化：用浓无机酸或再加氧化剂，在消化过程中保持氧化状态的条件下消化处理试样。根据消化的形式大致分为常温湿法消化、高压湿法消化，微波湿法消化等。湿法消化试样挥发损失比干法消化小一些，但对Hg、Se和Fe等挥发性元素及O2和Ru等易形成挥发性氧化物的元素仍有较大的损失，采用密闭回流装置可防止这些损失。湿消化法常用的酸是硝酸，高氯酸，两种酸用量比一般为10：1。在使用硝酸-高氯酸消化时一定要先将硝酸加入放置几小时或过夜，使之与样品充分混合，在电热板上硝化以后然后再加入高氯酸，以防止在硝酸分解完全后局部温度升高而导致高氯酸和有机物作用产生爆炸危险。与干灰化相比，湿消化不容易损失金属元素，所需时间也较短，缺点是酸的用量大，造成较高的试剂空白。另外，也可用双氧水辅助混酸消化。双氧水在酸性介质中能在低温下分解，产生高能态的活性氧，硝酸分解产生的二氧化氮有催化氧化的能力，两者配合使用可增强混酸的氧化能力，提高反应速度,从而使样品完全分解。2.3.2 原子吸收法 原子吸收光谱法基于从光源发出的被测元素的特征辐射通过样品蒸气时，被待测元素基态原子吸收，由辐射的减弱程度求得样品中被测元素的含量。原子吸收光谱分析法主要用于定量分析。在使用锐线光源和低浓度的情况下，基态原子蒸气对共振线的吸收符合比尔定律：即：A=abc将消化好的样品直接吸入火焰，火焰中形成的原子蒸气对光源发射的特征谱线产生吸收。将测得的样品吸光度和标准溶液的吸光度进行比较，确定样品中被测元素的含量。利用火焰原子吸收分光光度仪在分析线波为213.66nm Zn空心阴极灯电流8mA ，狭缝狭缝宽度0.7mm ，燃烧高度10mm，长度11cm，燃气流量2.0L/min 助燃气流量15.0 L/min的条件下先利用Zn标准储备液制得标准曲线，再测出发样中Zn的含量。石墨炉原子吸收分光光度仪在分析线波长324.58nm ，Cu空心阴极灯电流6mA ，狭缝宽度0.7nm ，工作温度150-2500摄氏度的条件下利用Cu标准储备液制得标准曲线，再测出发样中Cu的含量。2.4 实验方法：实验采用火焰原子吸收法测定发样中的Zn含量，实验采用石墨炉原子吸收法测定发样中的Cu含量。将测得的样品吸光度和标准溶液的吸光度进行比较，确定发样中Cu、Zn的含量。火焰原子吸收法：原子吸收法中空气-乙炔火焰（预混合型火焰）是应用最广泛的原子化法。火焰原子化器包括雾化器和燃烧器两部分，雾化器将试液物化，喷出的雾滴碰在撞击球上，进一步分散成细雾。试液经雾化后，进入预混合室，与燃气混合，较大的雾滴凝聚后经废液管排出，较细的雾滴进入燃烧器。这种原子化器，火焰噪声小，稳定性好，易于操作。缺点是试样利用率大约只有10%，大部分试液由废液管排出。石墨炉原子吸收法：它是用电加热方法使试样干燥、灰化、原子化。试样用量只需几微升。为了防止试样及石墨管氧化，在加热时通入氩气。在这种气氛中有石墨提供大量碳，故能得到较好的原子化效率。这种原子化法的最大优点是注入的试样几乎完全原子化，故灵敏度高。缺点是基体干扰及背景吸收较大，测定重现性较火焰原子化差。2.5仪器使用条件仪器工作条件铜 锌波长 324.57nm 213.66nmSlip 0.7nm 0.7nmLamp BGC-D2 BGC-D2电流 6mA 8mAFlame 空气-乙炔 空气-乙炔燃气流量 1.8Lmin 2.0Lmin助燃气流量 15.0Lmin 15.0Lmin燃烧高度 8.5mm 10mm燃烧长度 10cm 10cm2.6 实验步骤：2.6.1 样品预处理取未经染、烫、拉等处理的距头皮2cm左右的发样用湿法消化法进行消化同时做空白定容于50mL容量瓶。2.6.2 最佳实验条件的选择原子吸收分光光度计的操作步骤：2.6.2.1 装上待测元素空心阴极灯，并记录灯位号。2.6.2.2 将软件打开，选择所测元素灯，进行谱线搜索；2.6.2.3 按仪器工作条件，调整好各参数，预热30min；2.6.2.4 打开空压泵，待流量达到设置值时，打开乙炔钢瓶，并使出口压力为0.9kg/cm2 。2.6.2.5 点火，点着后立即将毛细管放入重蒸水中。2.6.2.6 实验完毕熄火。继续喷重蒸水数分钟以清洗原子化器，然后将毛细管提出水面，再通气数分钟吹干原子化器，先关燃气，再关空气。2.6.2.7 仪器工作条件检查：将狭缝，分析线波长，助燃气流量，燃气流量，燃烧高度等调至最佳状态。2.6.2.8 一起工作条件记录：灯电流、分析线波长、助燃气流量、燃气流量、燃烧高度、燃烧狭缝等所有仪器工作条件。2.7.3 金属离子含量的测定2.7.3.1 标准溶液配制2.7.3.1.1 锌标准溶液配制取3只50mL容量瓶，依次加入0.5、1.0、2.5mL100微克每毫升锌的标准工作溶液，加入1mL6mol/L HCl，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀。2.7.3.1.2 铜标准溶液配制取3只50mL容量瓶，依次加入0.04、0.1、0.2mL100微克每毫升铜的标准工作溶液，加入1mL6mol/L HCl，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀。2.7.3.2 吸光度值测定：在调整好仪器工作条件的基础上，用去离子水调节吸光度为零，分别测量标准溶液和未知试样溶液及空白液的吸光度值，并记录。标准溶液一定要按照仪器设定的顺序进样，将标准曲线打印出来。3.结果和讨论：3.1实验数据表一：Zn标准曲线数据样品1样品2样品3c浓度（/ml)2.0000 4.0000 5.0000 A吸光度0.47420.77770.8870标准方程：y=0.13962x+0.20102(y-吸光度，x-浓度) R=0.9972表二：Cu标准曲线数据样品1样品2样品3c浓度（/ml)0.30000.20000.1000A吸光度0.02280.01370.0063标准方程：y=0.082500x-0.0022333(y-吸光度，x-浓度) R=0.9982表三 原子吸收法测量发样中Cu 、Zn 浓度及吸光度关系发样浓度（g） Cu浓度C(/ml) 吸光度 Zn浓度C(/ml) 吸光度 0 0.0453 0.0015 -1.2471 0.0269 1.0017 0.1871 0.0132 3.8137 0.7335 1.0587 0.2186 0.0158 4.1632 0.7823 1.0685 0.1992 0.0142 4.1962 0.78693.2数据处理Cu: B平均=（b1+b2+b3）/3 =(C1-C0)*50/M1+(C2-C0)*50/M2+(C3-C0)*50/M3/3=(0.1871-0.0453)*50/1.0017+(0.2186-0.0453)*50/1.0587+(0.1992-0.0453)*50/1.0685=7.488/S=（b1-B）2+(b2-B)2+(b3-B)2/20.5 =(7.078-7.488)2+(8.185-7.488)2+(7.202-7.488)2/20.5 =0.6065/发样中Cu含量为：（7.488+0.6065）/Zn：B平均=（b1+b2+b3）/3 =(C1-C0)*50/M1+(C2-C0)*50/M2+(C3-C0)*50/M3/3=(3.8137+1.2471)*50/1.0017+(4.1632+1.2471)*50/1.0587+(4.1962+1.2471)*50/1.0685=254.281/S=（b1-B）2+(b2-B)2+(b3-B)2/20.5=(252.611-254.281)2+(255.516-254.281)2+(254.717-254.281)2/20.5=1.5007/发样中Zn含量为：(254.281+1.5007)/3.3 实验结果分析本实验中采用火焰原子法测发样中锌的含量，其优点是：重现性好，易于操作，具有较高的灵敏度和检出限，它是直燃预混合型火焰，比较安全。缺点是：原子利用效率低，只有10%。采用石墨炉原子吸收法测发样中Cu的含量，其优点是：原子化效率高，灵敏度比火焰法高10200倍，加入量少，灵敏度高。缺点是：共存化合物干扰比火焰大，重现性低，精密度低，噪音大。实验测得Z