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1、原子吸收分光光度法atomicabsorptionspectrophotometry原子吸收分光光度法(AAS)根據(jù)蒸氣中被測(cè)元素的基態(tài)原子對(duì)特征電磁輻射的吸收來(lái)測(cè)定試樣中該元素含量的方法。優(yōu)點(diǎn):準(zhǔn)確度高、靈敏度高、選擇性好、分析速度快、測(cè)量范圍廣。缺點(diǎn):主要用于單元素的定量分析;標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性范圍窄,通常小于2個(gè)數(shù)量級(jí)一、原子吸收分光光度法的基本原理原子由原子核及核外電子組成,電子繞核運(yùn)動(dòng)。原子的核外電子具有不同的能級(jí),不同能級(jí)之間能量差不同。最外層電子在一般情況下,處于最低的能級(jí)狀態(tài),整個(gè)原子也就處于最低的能級(jí)
2、狀態(tài)—基態(tài)。處于基態(tài)的原子吸收外部能量,變成激發(fā)態(tài)。鈉的能級(jí)原子在基態(tài)與第一激發(fā)態(tài)之間的躍遷產(chǎn)生的譜線成為共振線。共振線是元素所有譜線中最靈敏的譜線,常用來(lái)作為元素分析線。由于各元素的原子結(jié)構(gòu)和外層電子排布不同,不同元素的原子從基態(tài)激發(fā)至第一激發(fā)態(tài)時(shí),吸收的能量不同。原子吸收值與原子濃度的關(guān)系透過(guò)光強(qiáng)度服從Lambert定律,數(shù)學(xué)表達(dá)式為:當(dāng)一定強(qiáng)度的光給予許多處于基態(tài)的原子時(shí),部分的光被原子吸收,原子密度決定吸收率。濃度C或當(dāng)強(qiáng)度Io的光照射到密度為C的原子蒸氣上,蒸氣的長(zhǎng)度是l,光經(jīng)過(guò)原子蒸氣以后強(qiáng)度減弱為Iv
3、。二、原子吸收分光光度計(jì)島津原子吸收分光光度計(jì)AA-6800原子吸收分光光度計(jì)的主要部件1、光源作用:發(fā)射被測(cè)元素基態(tài)原子所吸收的特征共振線,故稱為銳線光源(narrow-linesource)。光源的基本要求:發(fā)射輻射波長(zhǎng)的半寬度要明顯小于吸收線的半寬度,輻射強(qiáng)度大,穩(wěn)定性好,背景信號(hào)低,使用壽命長(zhǎng)等??招年帢O燈(hollowcathodelamp,HCL)空心陰極燈發(fā)射的光譜主要是陰極元素的光譜,因此用不同的被測(cè)元素作陰極材料,可制成各種被測(cè)元素的空心陰極燈。缺點(diǎn)是測(cè)一種元素?fù)Q一個(gè)燈,使用不便。2、原子化器作
4、用:提供能量,使試樣干燥,蒸發(fā)并轉(zhuǎn)化為所需的基態(tài)原子蒸氣。被測(cè)元素由試樣轉(zhuǎn)入氣相,并轉(zhuǎn)化為基態(tài)原子的過(guò)程,稱為原子化過(guò)程。原子化的方法:火焰原子化法非火焰原子化法-石墨爐原子化法(GFA)-氫化物原子化法(HVG)-汞低溫原子化法(MVU)火焰原子化法(flameatomization)由化學(xué)火焰提供能量,使被測(cè)元素原子化。常用的是預(yù)混合型原子化器,它包括霧化器、霧化室和燃燒器三部分。霧化器的作用是將試液霧化,并使霧滴均勻化。霧滴越小,火焰中生成的基態(tài)原子就越多。霧化室的作用,一是使較大霧粒沉降,凝聚從廢液口排除
5、;二是使霧粒與燃?xì)?,助燃?xì)饩鶆蚧旌闲纬蓺馊苣z,再進(jìn)入火焰原子化;三是起緩沖穩(wěn)定混合氣氣壓的作用,以便使燃燒氣產(chǎn)生穩(wěn)定的火焰。燃燒器的作用是產(chǎn)生火焰,使進(jìn)入火焰的試樣氣溶膠蒸發(fā)和原子化,常用的是單縫燃燒器。燃燒火焰由不同種類的氣體混合物產(chǎn)生,常用的有空氣-乙炔、氧化亞氮-乙炔火焰。另外還有空氣-氫、氬-氫火焰,但由于溫度低,化學(xué)干擾和基體干擾較大,實(shí)際工作中很少應(yīng)用?;鹧骖愋妥畲鬁囟葰?氫1577℃空氣-氫2045℃空氣-乙炔2300℃氧化亞氮-乙炔2955℃石墨爐原子化器(graphitefurnaceatomi
6、zer)其基本原理就是將樣品通過(guò)進(jìn)樣器注入石墨管中,并以石墨管作為電阻發(fā)熱體,通電后使電阻發(fā)熱體升溫,達(dá)到樣品原子化的目的。石墨爐原子化器由加熱電源、保護(hù)系統(tǒng)、石墨爐部分組成。加熱電源提供大電流給石墨管兩端的石墨錐、石墨帽,并傳導(dǎo)給石墨管,使其產(chǎn)生高達(dá)3000℃的高溫,將置于管中的被測(cè)元素變?yōu)榛鶓B(tài)的原子蒸汽。保護(hù)系統(tǒng)分為氣體與冷卻水保護(hù)。氣體使用惰性氣體,保證石墨管在高溫的狀態(tài)下不會(huì)被氧化。冷卻水保證石墨爐在開始第二次測(cè)試前可以迅速冷卻到室溫狀態(tài)。石墨爐原子化器原子化效率高,靈敏度優(yōu)于火焰原子化方法。石墨爐的加熱:
7、干燥階段,管加熱到約100℃,樣品中的水完全蒸發(fā)?;一A段,管加熱到400℃~1000℃,有機(jī)物質(zhì)和其他共存物質(zhì)分解和蒸發(fā)。原子化階段,加熱到1400℃~3000℃,留在管中的金屬鹽類原子化。氫化物發(fā)生原子化器(hydrogengenerationatomizer)一定酸度下,用強(qiáng)還原劑KBH4或NaBH4將As、Sb、Bi、Sn、Ge、Se、Pb、Ti元素還原成極易揮發(fā)與易受熱分解的氫化物。載氣將這些氫化物送入石英管后,在低溫下即可進(jìn)行原子化檢測(cè)。特點(diǎn):原子化溫度低,基體干擾和化學(xué)干擾小。冷蒸氣發(fā)生器原子化器(
8、coldatomatomizer)低溫原子化方法(一般700~900゜C);專門用于汞的測(cè)定酸性溶液中,SnCl2將無(wú)機(jī)汞化物還原為金屬汞,它在常溫常壓下易形成汞原子蒸氣。用載氣將汞蒸氣導(dǎo)入石英吸收管中進(jìn)行測(cè)定。特點(diǎn):常溫測(cè)量;靈敏度、準(zhǔn)確度較高(可達(dá)10-8g)作用:將所需的共振吸收線與鄰近干擾線分離。為了防止原子化時(shí)產(chǎn)生的輻射不加選擇地都進(jìn)入檢測(cè)器以及避