原子吸收分光光度法

1、原子吸收分光光度法，1。原子吸收光谱法概述，2。原子吸收光谱法的基本原理。原子吸收分光光度计，4。定量分析方法。干扰及其抑制。灵敏度、检出限和测定条件的选择。原子吸收光谱法概述，2。原理：这是一种定量分析方法，基于物质产生的基态原子蒸气在特定谱线上的吸收效应。图1是原子光谱的发射和吸收的示意图。3.分析过程：测试溶液的雾状火焰；测试溶液的挥发分解了原子蒸汽；空心阴极灯辐射特征谱线原子蒸气，被蒸气中的基态原子吸收；通过测量特征谱线的衰减程度，可以计算样品中待测元素的含量。与美国可见光相比，原子吸收光谱仪在基本原理和仪器组成上有一些相似之处。仪器结构光源单色仪吸收池检测系统光源雾化系统单色仪检测系

2、统4。特点：b .研究对象紫外-可见：溶液中的分子吸收，吸收带宽；aas:基态的原子吸收非常窄。由于它们在吸收光谱上的显著差异，在样品处理技术、实验方法和仪器结构上也有所不同，这使得原子吸收法成为光谱分析中的一个独立分支。返回，2。原子吸收光谱法的基本原理。共振线共振发射线：电子从最低激发态(第一激发态e1)跃迁回基态(e0)时发射的谱线，称为共振发射线。共振吸收线： e0e1产生的吸收线称为共振吸收线。共振线是元素的特征谱线？每个元素的原子结构/外层电子构型不同，不同原子e0e1或e1 e0的能量也不同，元素的共振线也有各自的特点，所以-。共振线是元素的敏感线？谐振线是元件的敏感线，因为e0

3、e1最容易发生。共振线在原子吸收光谱中的作用？n0对光源辐射共振线的吸收用于分析-分析线。积分吸收：原子吸收光谱通常指原子蒸汽吸收的总能量。f振荡器强度代表每个原子中能够吸收或发射特定频率光的平均电子数。在某些条件下，对于某些元素，f可以看作是一个特定的值。电子电荷；m电子质量；光速；n0每单位体积吸收原子蒸汽中辐射的基态原子数；2.积分吸收和峰值吸收，它们与每单位体积原子蒸汽中吸收辐射的原子数量有简单的线性关系。这种关系与频率、物理方法和用于产生吸收线轮廓的条件无关。这是原子吸收光谱的重要理论基础。但是测量半宽(10-3-10-2nm)吸收线的积分吸收值需要什么条件呢？答：有一个分辨率高达5

4、00，000的单色仪，在目前的技术条件下很难实现。积分吸收值b的吸收峰测量。吸收测量只能用锐线光源(窄线光源):进行。是一种能发射谱线半宽较窄的发射线的光源。当使用窄锐线光源进行原子吸收测量时，测得的与原子蒸汽中待测元素的基态原子数成线性关系。a=kn0ln 0-每单位体积的基态原子数l-光程长度，原子蒸气中的基态原子与待测元素的原子总数之间有什么关系？火焰原子化法的一般温度低于3000k，此时大多数化合物离解成原子，其中一些被激发。也就是说，火焰中既有基态原子，也有部分激发态原子。两种状态下的原子序数之比可以用玻尔兹曼方程表示：3。基态原子数和原子吸收的定量基础，pj和p0激发态和基态能级的

5、统计权重；玻尔兹曼常数；t热力学温度。(对于共振线，电子从基态e0=0跃迁到第一激发态。)在原子光谱中，pj/p0和ej(激基)注：nj和n0分别是单位体积中激发态和基态的原子数；pj和p0分别是激发态和基态能级的统计权重。表6-1几种元素共振线的nj/n0值，即火焰中激发态原子的数量远远小于基态原子的数量，也就是说，火焰中基态原子的数量占绝对多数，所以吸收辐射的原子总数可以用基态原子的数量n0来表示。实际分析需要确定样品中待测元素的浓度，该浓度与待测元素吸收线中的原子总数成正比。因此，在一定的浓度范围和一定的火焰宽度l内，a=k c c是被测元素的浓度，k在一定条件下是常数。这个公式被称为比

6、尔定律，它指出在一定条件下，待测元素的含量可以通过从原子吸收光谱的定量基础原子吸收光谱中测量来获得。后退，iii。原子吸收仪，岛津aa-6300c，普通制造商：热电、安捷伦、pe、岛津和日立。如果没有钱，国内一般分析和瑞利一样。12:47:29，1。过程1。特征(1)锐线光源(2)火焰和探测器之间的单色仪(3)原子化系统，12:47:29，(1)原子吸收中的原子发射现象，在原子化过程中，原子被辐射到激发态后，然而，返回所释放的能量可能有各种形式，并且产生的辐射不是在同一个方向，但是它仍然会对测量造成一些干扰。消除干扰的措施：将发射光调制到某一频率；探测器只接受这个频率的光信号；未检测到雾化期间

7、发出的非调频干扰信号；12:47:29，(2)光源，1。用于提供待测元素的特征光谱。获得了较高的灵敏度和准确度。光源应满足以下要求：(1)能发出被测元件的共振线；(2)它能发出尖锐的线条；(3)辐射强度高，稳定性好。2.空心阴极灯：结构如图所示，12:47:29。3.空心阴极灯的原理是，当施加适当的电压时，电子将从空心阴极的内壁流向阳极；与带电的惰性气体碰撞，使其电离，产生正电荷，在电场的作用下猛烈轰击阴极内壁；阴极表面的金属原子被溅射出来，被溅射的金属原子与电子、惰性气体原子和离子碰撞被激发，阴极材料和惰性气体的光谱在阴极辉光中出现。不同的待测元素可以作为阴极材料制成相应的空心阴极灯。空心阴

8、极灯的辐射强度与灯的工作电流有关。优缺点：(1)辐射光强度高，稳定，谱线窄，灯易于更换。(2)每个元件都需要更换相应的灯。空心阴极灯的光强与灯的工作电流有关。增加灯电流可以增加发射强度。过大的电流会导致一些不良现象，如：增强阴极溅射，产生密集电子云，灯本身自腐蚀；加速内部填充气体的“消耗”，缩短使用寿命；阴极温度太高，以致阴极材料熔化；异常放电使光强不稳定等。然而，如果电流太低，光强度将减弱，稳定性和信噪比将降低。因此，使用时必须选择合适的灯电流。空心阴极灯在使用前应预热一段时间，以稳定灯的发射强度，一般在5-20分钟内。(3)雾化系统，1。把样品中的离子变成原子蒸汽。雾化法，(1)火焰法，1

9、2:473:29，火焰，火焰中的样品液滴，通过蒸发、干燥、离解(还原)等过程产生大量基态原子。火焰温度的选择：(1)在保证被测元素完全解离成基态原子的前提下，尽可能使用低温火焰；火焰温度越高，产生的热激发原子越多；火焰温度取决于燃料气体和辅助气体的类型，以及35个元素(350-1200，0.55分钟)雾化：分析物挥发并解离成中性原子。(5-10 s1800-3000)残留物去除：将温度提高到最大允许值，并去除石墨管中的残留分析物，以减少和避免记忆效应。火焰原子化与石墨炉原子化的比较，冷蒸气原子化装置(化学原子化、低温原子化)，1ppm为百万分之一ppb为十亿分之一，例如，水样中无机汞和有机汞的

10、测定步骤如下。a)将25毫升样品氯化锡-汞-吹入载气n2 -原子吸收光谱法，得到“无机汞”；b)25毫升样品中过量的高锰酸钾-将有机汞转化为无机吹汞载气进行原子吸收测定，得到“总汞”；c)总汞-无机汞=有机汞。氢化物原子化原理：在一定的酸度条件下，用还原剂(nabh4)将样品还原成元素的气态氢化物，用氩气或n2将其带入热石英管中进行原子化和测定(右图)。可用于砷、铅、汞、锑、硒等元素的测定。优点：比火焰法低1-3个数量级，选择性好，干扰少。(4)光学系统的组成：外光路系统(照明系统)和分光系统(单色仪)。单色仪在光谱系统中的作用将待测元素的共振线与相邻的谱线分开。要求：要求有一定的出射光强度，

11、色散能力不高。(5)检测系统组成：光电转换放大系统和模拟信号处理系统。光电转换放大系统：光电倍增管，返回，3。定量分析方法，原理：当待测元素的浓度不高时，在固定吸收光程长度的条件下，样品的吸光度与待测元素的浓度成正比。常用方法：标准曲线法、标准加入法和浓度直读法。1.标准加入法如果样品基质复杂，对测定有明显干扰，可采用标准加入法进行测定。返回，取几个(如四个)相同体积的样品，从第二个样品按比例加入不同量的待测元素标准溶液，然后用溶剂稀释至一定体积。假设样品中待测元素的浓度为cx，加入标准溶液后的浓度为cx c0、cx 2c0和cx 4c0。测量ax、a1、a2和a3，绘制一条a-c曲线，该曲线

12、与横坐标cx相交，该横坐标为待测元素在测试样品中的浓度。应注意标准加入法：(1)待测元素的浓度应与其对应的a呈线性关系；(2)外推曲线应至少使用四个点(包括样品溶液)，第一次加入的标准溶液与样品溶液的浓度比应适当。这可以通过喷洒样品溶液和标准溶液并比较它们的a来判断；(3)该方法只能消除基体效应的影响，但不能消除分子吸收和背景吸收的影响。(4)如果形成斜率过小的曲线，很容易引入较大的误差。2。线性范围内的浓度直读法，用数字直读仪测量。吸取并喷洒标准溶液，将仪器的指示值调整到相应的浓度指示值，测试样品，并读出其浓度。该方法避免了绘制标准曲线的过程，分析过程快速。该方法应注意以下几点：(1)测量前

13、用标准溶液重复校准；(2)保证交流在整个测量范围内；仪器工作条件稳定；(3)确保标准溶液和样品溶液的操作条件完全相同。干扰及其抑制在原子吸收光谱法中，a .使用锐线光源，应用共振吸收线。b .原子吸收跃迁的初始状态是基态，基态原子的数目几乎不受温度波动的影响，除了易电离的元素，一般来说，基态原子的数目大约等于原子的总数。原子吸收光谱的干扰主要包括三种类型：光谱干扰、物理干扰和化学干扰。物理干扰伊莱释放剂：加入过量的金属元素，与干扰元素形成更稳定或更难挥发的化合物，从而释放出待测元素。例如，磷酸盐会干扰钙的测定。当加入镧或锶时，镧和锶与磷酸根离子结合释放钙，从而消除干扰。c .保护剂：加入保护剂

14、后，待测元素不会与干扰元素形成非挥发性化合物。例如，为了消除磷酸盐对钙的干扰，可以加入乙二胺四乙酸络合剂形成乙二胺四乙酸钙络合物，该络合物在火焰中容易雾化，从而消除干扰。缓冲液：意味着向样品和标准溶液中添加超过缓冲量(即干扰不会改变的最小限度)的干扰元素。例如，当用乙炔-一氧化二氮火焰测量钛时，质量分数大于210-4的铝可以加入到样品和标准溶液中，这样铝对钛的干扰趋于稳定。5.灵敏度、检出限和测定条件的选择。灵敏度： 1975年，iupac规定灵敏度(s)是指校准曲线a=f(c)的斜率，即s=dag/mldc，它与浓度范围和其他因素有关。传统上，原子吸收光谱法的灵敏度是指当1%的吸收发生在0.

15、0044-1%的吸收吸光度时，被测元素的浓度或含量；非火焰法中测试溶液的吸光度，通常使用绝对灵敏度s=0.0044cv/a (g/1%)。2.检测限：是指能够以适当置信度检测的元素的最小浓度或最小质量。根据iupac，当信号为空白溶液信号标准偏差的3倍(即，相当于99.7%的置信度)、测试溶液的平均吸光度与d=3c/am浓度之和3时的浓度或质量。测定条件的选择对测定的灵敏度、稳定性、线性范围和重现性有很大影响。应根据实际情况选择最佳试验条件。(1)通常选择待测元素的共振线作为分析线，但在测量较高浓度时可以选择二次灵敏线。(2)当通带中没有相邻的干扰线时，可以选择较大的通带。(3)空心阴极灯电流在保证稳定和足够的辐射光通量的条件下，尽量选择较低的灯电流。(4)火焰类型和火焰状态对雾化效率有重要影响。(5)观察高度(燃烧器高度)调节燃烧器高度，使得来自空心阴极灯的光束通过自由原子浓度最大的火焰区。此时，灵