原子吸收光谱法

1、原子吸收光谱法原子吸收光谱分析简史及工作原理原子吸收光谱分析简史及工作原理原子吸收光谱仪简介原子吸收光谱仪简介实验实验“火焰原子吸收光谱法测定钙火焰原子吸收光谱法测定钙时磷酸根的干扰和消除时磷酸根的干扰和消除” 原子吸收分析示意图光源光源原子化系统原子化系统光学系统光学系统检测系统检测系统 光源的作用是发射待测元素的特征光谱，以供试光源的作用是发射待测元素的特征光谱，以供试样吸收之用。样吸收之用。 （1）能辐射待测元素的能辐射待测元素的共振线共振线，并且具有足够的强，并且具有足够的强度，以保证有足够的信噪比。度，以保证有足够的信噪比。（2 2）能辐射锐线，即发射线的半宽度比吸收线的半）能辐射锐

2、线，即发射线的半宽度比吸收线的半宽度窄得多，否则测出的不是峰值吸收。宽度窄得多，否则测出的不是峰值吸收。（3 3）光谱纯度高，背景低，在仪器光谱通带内无其）光谱纯度高，背景低，在仪器光谱通带内无其他的干扰谱线。他的干扰谱线。（4 4）辐射能量稳定性好，使用寿命长。）辐射能量稳定性好，使用寿命长。空心阴极灯的结构示意图 预混合型火焰原子化器预混合型火焰原子化器1.1.空心阴极灯；空心阴极灯；2 2，4. 4. 透镜；透镜；3. 3. 原子化器；原子化器；5. 5. 检测器检测器6.6.狭缝；狭缝；7.7.光栅；光栅；8.8.反射镜；反射镜；9.9.旋转反射镜；旋转反射镜；10.10.半反射镜半反

3、射镜分析线的选择光谱通带宽度的选择空心阴极灯工作电流的选择燃烧器高度的调节原子化条件的选择火焰原子吸收法测定钙时磷酸根的干扰和消除物理干扰物理干扰 化学干扰化学干扰 电离干扰电离干扰 光谱干扰光谱干扰 物理干扰是由于试样和参比物不同的物理性质如物理干扰是由于试样和参比物不同的物理性质如粘度、表面张力、密度等，以及试样在转移、蒸发和粘度、表面张力、密度等，以及试样在转移、蒸发和原子化过程中的物理性质的的变化而引起的原子吸收原子化过程中的物理性质的的变化而引起的原子吸收强度变化的效应。强度变化的效应。它是非选择性干扰。它是非选择性干扰。消除物理干扰消除物理干扰的主要方法是配制与被测试样相似组成的标

4、准样品。的主要方法是配制与被测试样相似组成的标准样品。在不知道试样组成和无法匹配试样时，可以采用标准在不知道试样组成和无法匹配试样时，可以采用标准加入法或稀释法来减小和消除物理干扰。加入法或稀释法来减小和消除物理干扰。 火焰原子吸收分析中最常见的干扰是化学干扰。火焰原子吸收分析中最常见的干扰是化学干扰。化学干扰是一种选择性干扰化学干扰是一种选择性干扰，它是由于液相或气相，它是由于液相或气相中被测元素的原子与干扰物质组分之间形成热力学中被测元素的原子与干扰物质组分之间形成热力学更稳定的化合物，从而影响被测元素化合物的解离更稳定的化合物，从而影响被测元素化合物的解离及其原子化。例如在盐酸介质中测定

5、及其原子化。例如在盐酸介质中测定Ca，Mg时时，若若存在存在PO43-，在较高温度时形成磷酸盐，它们之间的，在较高温度时形成磷酸盐，它们之间的键很强，具有高熔点、难挥发、难解离等特点。即键很强，具有高熔点、难挥发、难解离等特点。即使能够分解，还会形成使能够分解，还会形成CaO，MgO等。这些化合物等。这些化合物的解离要比氯化物困难得多，致使测定结果偏低。的解离要比氯化物困难得多，致使测定结果偏低。 （1）化学分离干扰物质，可以使用离子交换、沉）化学分离干扰物质，可以使用离子交换、沉淀分离的方法。但是由于以上两种方法的实验过程淀分离的方法。但是由于以上两种方法的实验过程过于复杂、冗长，抵销了原子

6、吸收分析简便快速的过于复杂、冗长，抵销了原子吸收分析简便快速的特点，在实际使用中并不多见。萃取分离干扰物质特点，在实际使用中并不多见。萃取分离干扰物质的方法是原子吸收分析中经常使用的。因为在萃取的方法是原子吸收分析中经常使用的。因为在萃取分离干扰物质的过程中，不仅可以去掉大部分干扰分离干扰物质的过程中，不仅可以去掉大部分干扰物质，而且可以起到浓缩被测元素的作用。在原子物质，而且可以起到浓缩被测元素的作用。在原子吸收分析中常用的萃取剂多为醇、酯、酮类化合物。吸收分析中常用的萃取剂多为醇、酯、酮类化合物。 在乙炔在乙炔-空气火焰中测定空气火焰中测定Ca时，存在时，存在PO43-，SO42-会有显著

7、的干扰，但是如果改用乙炔会有显著的干扰，但是如果改用乙炔-氧化氧化亚氮高温火焰，这种干扰就被消除了。亚氮高温火焰，这种干扰就被消除了。 当一些元素易生成热稳定或难解离的化合当一些元素易生成热稳定或难解离的化合物时，可以加入一种试剂，它优先与干扰组分反物时，可以加入一种试剂，它优先与干扰组分反应，把待测元素释放出来，使之有利于原子化，应，把待测元素释放出来，使之有利于原子化，从而消除干扰。例如，磷酸根的存在对钙的测定从而消除干扰。例如，磷酸根的存在对钙的测定有严重干扰，当加入释放剂有严重干扰，当加入释放剂LaCl3后干扰就被消除。后干扰就被消除。这是因为：这是因为： 2CaCl2 + 2H3PO

8、4 = Ca2P2O7 + 4HCl + H2O CaCl2 + H3PO4 + LaCl3 = LaPO4 + 3HCl + CaCl2 保护剂可以与被测元素形成稳定的配合物，特别保护剂可以与被测元素形成稳定的配合物，特别是形成多环螯合物。它把被测元素保护起来，防止干是形成多环螯合物。它把被测元素保护起来，防止干扰物质与它作用。例如当在磷酸根体系中测定扰物质与它作用。例如当在磷酸根体系中测定Ca时，时，会产生严重干扰，如果加入保护剂会产生严重干扰，如果加入保护剂EDTA则可以消除则可以消除干扰。这是因为干扰。这是因为Ca与与EDTA可以在碱性、中性或不太可以在碱性、中性或不太强的酸性溶液中形

9、成一个很稳定的配合物。而且它是强的酸性溶液中形成一个很稳定的配合物。而且它是一个配阴离子，由于静电互斥作用，使得一个配阴离子，由于静电互斥作用，使得PO43-不能不能与与Ca2+接近，于是可以防止接近，于是可以防止PO43-的干扰。的干扰。 当火焰温度较高，能提供足够的能量使原子电当火焰温度较高，能提供足够的能量使原子电离而形成离子时，就会发生电离干扰。电离干扰主要离而形成离子时，就会发生电离干扰。电离干扰主要发生在电离电位较低的元素上，如碱金属和部分碱土发生在电离电位较低的元素上，如碱金属和部分碱土金属。因为这些元素被离解成基态原子之后，在火焰金属。因为这些元素被离解成基态原子之后，在火焰中

10、还可以继续电离为正离子和自由电子，这样就会使中还可以继续电离为正离子和自由电子，这样就会使基态原子数减少，降低吸光度，导致灵敏度降低。通基态原子数减少，降低吸光度，导致灵敏度降低。通常可以采用加入电离电位更低的碱金属盐抑制此种干常可以采用加入电离电位更低的碱金属盐抑制此种干扰。扰。 光谱干扰是由于分析元素吸收线与光谱干扰是由于分析元素吸收线与其他吸收线或辐射不能完全分离所引起其他吸收线或辐射不能完全分离所引起的干扰，包括谱线重叠，在光谱通带内的干扰，包括谱线重叠，在光谱通带内多于一条吸收线，光谱通带内存在非吸多于一条吸收线，光谱通带内存在非吸收线，分子吸收，光散射等。其中分子收线，分子吸收，光

11、散射等。其中分子吸收和光散射是形成光谱背景的主要因吸收和光散射是形成光谱背景的主要因素。素。序号序号12345Ca浓度浓度（ g/mL） 55555PO43-浓度浓度（ g/mL） 02468吸光度吸光度 另取另取5个个50ml容量瓶，配制容量瓶，配制Sr对对PO43-消除干扰的消除干扰的试样溶液，试样溶液，Ca浓度仍为浓度仍为5 g/mL，含，含PO43-分别为分别为0，10，10，10，10，mg/L，含，含Sr分别为分别为0，25，50，75，100 g/mL，并用上述，并用上述1%HCl溶液稀释至溶液稀释至刻度。用空白溶液调零，将配制好的溶液依次进行刻度。用空白溶液调零，将配制好的溶液依次进行测定，读出吸光度值。测定，读出吸光度值。 序号序号1 2 3 4 5 Ca浓度浓