仪器分析技术凌悦菲23课件

凌悦菲仪器分析技术Contents目1项目2:离子膜烧碱生产辅助试剂质量检验2子项目1:工业硫酸中铁含量的测定（原子吸收）3任务3：工业H2SO4中铁含量测定录子任务1：熟悉样品制备知识

1子任务2：学习原子吸收定量分析方法2子任务3：熟悉衡量仪器性能的指标3子任务4：工业H2SO4中铁含量测定

4样品预处理定义:在进行原子吸收测定之前，将样品处理成溶液状态，也就是对试样进行分解，使被测元素处于溶解状态。在原子吸收光谱分析中，各种金属离子的溶液通常需用盐酸或硝酸调pH=1-2保存。采用低温冷藏（5℃左右）或冷冻（-18～—22℃），避光和避免暴露于空气中，能抑制微生物活动，减缓物理挥发和化学反应。在盛装溶液之前，容器还必须用规定的方法反复洗涤干净。样品溶液不宜长期放置，以防发生吸附、沉淀现象或发生其他反应从而改变被测组分的含量和状态。子任务1：熟悉样品制备知识

子任务1：熟悉样品制备知识

样品制备取样

试样制备的第一步是取样，取样要有代表性，取样量大小要适当。样品在采样、包装、运输、碎样等过程中要防止污染，样品存放的容器材质要根据测定要求而定。

样品预处理样品溶解：用水、酸或碱溶液将样品溶解

样品的消化

熔融法微波溶样法样品的消化分为湿法消化和干法灰化湿法消化：将样品置于强酸或混合强酸中加热，目的是破坏样品中的有机物，溶解样品中的无机物，使各种形态的待测组分转变为单一的高价态，以便分析。优点：不容易损失金属元素，时间短缺点：酸的用量大，造成较高的试剂空白子任务1：熟悉样品制备知识

干法灰化在较高温度下，用氧来氧化样品。具体做法：准确称取一定量样品，放在石英坩埚或铂坩埚中，于80-150℃低温加热，赶去大量有机物，然后放于高温炉中，加热至450-550℃进行灰化处理。冷却后再将灰分用硝酸、盐酸或其他溶剂进行溶解。优点：适合大批样品分析，空白值比湿法消化要低。缺点：消化时间长，难以被彻底消化，回收率比较低。子任务1：熟悉样品制备知识

熔融法用酸不能溶解或溶解不完全的样品需要采用熔融法熔融剂的选择原则：酸性试样用碱性熔融剂，碱性试样用酸性熔融剂。子任务1：熟悉样品制备知识

微波溶样法利用样品与酸的混合物对微波能的吸收达到快速加热消解样品的目的优势：加热速率快、效率高，应用广泛。无论是地质样品还是有机样品，微波消解都可获得满意结果。被测元素的分离与富集分离共存干扰组分同时使被测组分得到富集是提高痕量组分测定相对灵敏度的有效途径。常用的分离与富集方法有沉淀和共沉淀法、萃取法、离子交换法、浮选分离富集技术、电解预富集技术及应用泡沫塑料、活性炭等的吸附技术。其中应用较普遍的是萃取和离子交换法。子任务1：熟悉样品制备知识

子任务1：熟悉样品制备知识

子任务2：学习原子吸收定量分析方法

定量分析方法一、工作曲线法（操作举例）1.方法：先配制一组浓度合适的标准溶液，在最佳测定条件下，由低浓度到高浓度依次测定它们的吸光度，然后以吸光度A为纵坐标，标准溶液浓度为横坐标，绘制吸光度（A）-浓度（c）的工作曲线（见下图1）。用与绘制工作曲线相同的条件测定样品的吸光度，利用工作曲线以内插法求出被测元素的浓度。2.优点:工作曲线法简便，快速，适于组成较简单的大批样品分析。但对组成复杂的

样品测定，标准样的组成难以与其接近，基体效应差别较大，测定准确度欠佳。图1工作曲线

注意事项（1）配置标准系列浓度，一般控制吸光度在0.1-0.8之内，以免浓度过大或过小，超出标准曲线的直线范围，测定结果不准。标准溶液浓度范围应将试液中待测元素的浓度包括在内。（2）测量过程要严格保持条件不变。一旦测定条件改变，分析前都应重新绘制工作曲线。（3）标准溶液与试液的基体（指溶液中除待测组分外的其他成分的总体）要相似，以消除基体效应（指试样中与待测元素共存的一种或多种组分所引起的种种干扰）。子任务2：学习原子吸收定量分析方法

二、标准加入法（操作举例）当试样中共存物不明或基体复杂而又无关配制与试样组成相匹配的标准溶液时，可采用标准加入法进行分析。方法：吸取试液四份以上，第一份不加待测元素标准溶液，第二份开始，依次按比例加入不同量待测组分标准溶液，用溶剂稀释至同一的体积，

以空白为参比，在相同测量条件下，

分别测量各份试液的吸光度，绘出工作曲线，并将它外推至浓度轴，则在浓度轴上的截距，即为未知浓度cX，如下图2所示。

子任务2：学习原子吸收定量分析方法图2标准加入法工作曲线

优缺点标准加入法可以消除基体效应带来的影响，并在一定程度上消除了化学干扰和电离干扰，但不能消除背景干扰。因此只有在扣除背景之后，才能得到待测元素的真实含量，否则将使测量结果偏高。批量分析由于过程繁杂，不宜采用标准加入法。子任务2：学习原子吸收定量分析方法注意事项（1）响应的标准曲线应是一条直线，而且当待测元素不存在时，曲线应通过零点。待测组分的浓度应在曲线线性范围之内。（2）加入标准物质的最低含量与被测元素在同一数量级或略低。（3）为了保证在整个范围内有良好的线性，至少要采用4个点来制作外推曲线。子任务2：学习原子吸收定量分析方法三、内标法内标法是指将一定量试液中不存在的元素N的标准物质加到一定试液中进行测定的方法，所加入的这种标准物质称之为内标物质或内标元素。内标法与标准加入法的区别：内标法所加入的标准物质是试液中不存在的；标准加入法所加入的标准物质是待测组分的标准溶液，是试液中存在的。

方法：在一系列不同浓度的待测元素标准溶液及试液中依次加入相同量的内标元素N，稀释至同一体积。在同一实验条件下，分别在内标元素及待测元素的共振吸收线处，依次测量每种溶液中待测元素M和内标元素N的吸光度AM

和AN，并求出它们的比值AM/AN，再绘制

AM/AN～cM

的内标工作曲线（如下图3所示）。

由待测试液测出AM/AN

的比值，在内标工作曲线上用内插法查出试液中待测元素的浓度并计算试样中待测元素的含量。子任务2：学习原子吸收定量分析方法图3内标工作曲线

子任务2：学习原子吸收定量分析方法注意事项（1）所选用内标元素在物理性质，化学性质等方面应与待测元素相同或相近。（2）内标元素加入量应接近待测元素的量。在实际工作中通过试验来选择合适的内标元素和内标元素量（表2-6）。内标法的优点内标法能消除溶液黏度、表面张力、样品雾化率等物理干扰，消除实验条件波动引起的误差。一、灵敏度（sensitivity）指某方法对单位浓度或单位量待测物质变化所产生的响应量的变化程度。它可以用仪器的响应量或其他指示量与对应的待测物质的浓度或量之比来描述。如分光光度法常以校准曲线的斜率度量灵敏度。一个方法的灵敏度可因实验条件的变化而改变。在一定的实验条件下，灵敏度具有相对的稳定性。灵敏度的表示方法

通过校准曲线可以把仪器响应量与待测物质的浓度或量定量地联系起来，用下式表示它的直线部分：

A=kC+a

式中：A—仪器响应值；

C一待测物质的浓度；

a—校准曲线的截距；

k一方法灵敏度，即校准曲线的斜率。

子任务3：熟悉衡量仪器性能的指标

——灵敏度、检出限和回收率

1.IUPAC（国际纯粹与应用化学联合会）定义InternationalUnionofPureandAppliedChemistry(IUPAC)1975年IUPAC规定，将灵敏度定义为A-C工作曲线的斜率，用S表示。子任务3：熟悉衡量仪器性能的指标

——灵敏度、检出限和回收率

式中：A—吸光度；

C一待测元素的浓度，μg·mL-1；2.实际应用在原子吸收光谱分析中，为了方便反映不通过元素灵敏度的高低，普遍采用“1%吸收灵敏度”特征浓度或特征含量来表征灵敏度的高低。（1）特征浓度在火焰原子吸收光谱中常用特征浓度来表征元素的灵敏度。特征浓度指能产生1%吸收或能产生0.0044吸光度时待测元素的浓度。子任务3：熟悉衡量仪器性能的指标

——灵敏度、检出限和回收率

式中：A—测得的溶液吸光度；

ρ—被测溶液浓度，μg·mL-1；

C0一特征浓度，μg·mL-1·(1%)-1(2)特征质量在石墨原子吸收光谱中常用特征质量来表征灵敏度。特征质量：指能产生1%吸收或能产生0.0044吸光度时待测元素的质量。子任务3：熟悉衡量仪器性能的指标

——灵敏度、检出限和回收率

式中：A—测得的溶液吸光度；mc—特征质量，μg·(1%)-1；

m一被测元素质量，μg

对分析工作而言，特征浓度或特征质量愈小愈好。二、检出限1.定义：指仪器能以适当的置信度检出的待测元素的最小浓度或最小量。通常是指空白溶液吸光度信号标准偏差的3倍所对应的待测元素或质量。2.表达式火焰法中：石墨炉法中：子任务3：熟悉衡量仪器性能的指标

——灵敏度、检出限和回收率

Sb：标准偏差；Sc(或Sm)：待测元素的灵敏度，即工作曲线的斜率。检出限取决于仪器稳定性，并随样品基体的类型和溶剂的种类不同而变化。信号的波动来源于光源、火焰及检测器噪声，因而不同类型仪器的检测器可能相差很大。两种不同元素可能有相同的灵敏度，但由于每种元素光源噪声、火焰噪声及检测器等噪声不同，检出限就可能不一样。因此，检出限是仪器性能的一个重要指标。待测元素的存在量只有高出检出限，才能可靠地将有效分析信号与噪声信号分开。“未检出”就是待测元素的量低于检出限。三、灵敏度和检出限的区别灵敏度只考虑检测信号的大小，而检出限考虑了仪器噪声，检出限越低，说明仪器越稳定。因此检出限是衡量仪器性能的一项重要的综合指标。子任务3：熟悉衡量仪器性能的指标

——灵敏度、检出限和回收率

子任务3：熟悉衡量仪器性能的指标

——灵敏度、检出限和回收率

一、灵敏度IUPAC定义实际应用

（1）特征浓度（2）特征质量检出极限定义表达式（1）火焰法（2）石墨炉法灵敏度和检出极限的区别

灵敏度只考虑检测信号的大小，而检出极限考虑了仪器噪声，检出极限越低，说明仪器越稳定。因此检出极限是衡量仪器性能的一项重要的综合指标。子任务4：工业H2SO4中铁含量测定

原理试剂和材料仪器、设备分析步骤试料溶液的制备工作曲线的制作试料的测定空白试验分析结果的表述允许差

差减法称量将待称取的物质放在称量瓶中,然后用纸片夹住称量瓶,先称量一下放有待称量物质的称量瓶的质量m(0),随后用称量瓶盖子小心敲击称量瓶,让其中部分物质落在称量纸或者烧杯里面,随后再称一下称量瓶的质量m(1),然后再敲,再称质量m(2)……

如果你需要的固体质量是m,则