原子吸收光譜法常用知識(shí)
1、原理
原子吸收光譜法:根據(jù)被測(cè)元素基態(tài)原子蒸氣對(duì)其原子特征輻射的吸收作用來(lái)進(jìn)行元素定量分析的方法。
原子吸收分析過(guò)程:試液噴射成細(xì)霧與燃?xì)饣旌虾筮M(jìn)入燃燒的火焰中,被測(cè)元素在火焰中轉(zhuǎn)化為原子蒸氣。氣態(tài)的基態(tài)原子吸收從光源發(fā)射出的與被測(cè)元素吸收波長(zhǎng)相同的特征譜線,使該譜線的強(qiáng)度減弱,再經(jīng)分光系統(tǒng)分光后,由檢測(cè)器接收。產(chǎn)生的電信號(hào),經(jīng)放大器放大,由顯示系統(tǒng)顯示吸光度或光譜圖。
原子化溫度:原子化過(guò)程常用的火焰溫度多數(shù)低于3000K。
朗伯-比爾定律:當(dāng)一束平行單色光垂直通過(guò)某一均勻非散射的吸光物質(zhì)時(shí),其吸光度A與吸光物質(zhì)的濃度c及吸收層厚度b成正比。即:A=Kbc。
測(cè)量方式:積分吸收、峰值吸收。積分吸收需要采用高分辨率的單色器,一般采用測(cè)量峰值吸收代替積分吸收的方法。
2、設(shè)備結(jié)構(gòu)
原子吸收光譜儀由光源、原子化系統(tǒng)、分光系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)和讀出裝置等五部分組成。使用比較廣泛的是單道單光束和單道雙光束原子吸收光譜儀。
光源:銳線光源,發(fā)射被測(cè)元素的特征共振輻射。廣泛的是空心陰極燈和無(wú)極放電燈。空心陰極燈由陽(yáng)極(鎢棒)、陰極(純金屬、合金或化合物)、載氣(惰性氣體Ne、Ar)。
原子化系統(tǒng):火焰原子化包括兩個(gè)步驟,首先將試樣溶液變成細(xì)小霧滴(即霧化階段),然后使霧滴接受火焰供給的能量形成基態(tài)原子(即原子化階段)?;鹧嬖踊饔蓢婌F器(霧化器)、霧化室(預(yù)混合室)和燃燒器等部分組成,常用的是預(yù)混合型原子化器。
分光系統(tǒng):分為外光路(銳線光源和兩個(gè)透鏡)和單色器(入射和出射狹縫、反射鏡和光柵)。單色器能分開Mn 279.5nm和279.8nm即可。
檢測(cè)系統(tǒng):光電倍增管(光信號(hào)轉(zhuǎn)電信號(hào))、同步檢波放大器(放大電信號(hào))、對(duì)數(shù)變換器(電信號(hào)轉(zhuǎn)吸光度)。
原子吸收的干擾包括:物理干擾(如試液的黏度、表面張力、相對(duì)密度等)、化學(xué)干擾(如磷酸鹽對(duì)鈣的干擾)、電離干擾、光譜干擾。
物理干擾消除:配制與被測(cè)試樣組成相近的標(biāo)準(zhǔn)溶液;采用標(biāo)準(zhǔn)加入法;稀釋法。
化學(xué)干擾消除:選擇合適的原子化方法(改變火焰類型或使用高溫火焰);加入釋放劑(LaCl3消除磷酸鹽對(duì)Ca的干擾);加入保護(hù)劑(EDTA消除PO43-對(duì)Ca 2+的干擾);石墨爐中加入基體改進(jìn)劑(汞極易揮發(fā),加入硫化物生成硫化汞,灰化溫度可提高到300);化學(xué)分離(離子交換、沉淀分離、有機(jī)溶劑萃?。?。
電離干擾消除:加入過(guò)量的消電離劑(測(cè)鈣時(shí)加入過(guò)量的KCl溶液抑制電離干擾)。
光譜干擾:譜線干擾(減小狹縫寬度、燈電流或另選譜線)、背景干擾(鄰近線校正、氘燈背景校正、塞曼效應(yīng)背景校正、自吸收效應(yīng)背景校正)。
氘燈扣背景:氘燈只能校正吸光度小于1的背景,而且只適于紫外光區(qū)的背景校正,可見光區(qū)的背景校正可用碘鎢燈和氙燈。
塞曼扣背景:塞曼效應(yīng)是指譜線在外磁場(chǎng)作用下發(fā)生分裂的現(xiàn)象。先利用磁場(chǎng)將吸收線分裂為具有不同偏振方向的組分,再用這些分裂的偏振成分來(lái)區(qū)別被測(cè)元素和背景吸收。塞曼效應(yīng)校正背景可以全波段進(jìn)行,它可校正吸光度高達(dá)1.5 2.0的背景,因此塞曼效應(yīng)背景校正的準(zhǔn)確度比較高。
3、定量分析及關(guān)鍵指標(biāo)
定量分析方法:標(biāo)準(zhǔn)曲線法、標(biāo)準(zhǔn)加入法、內(nèi)標(biāo)法、稀釋法(實(shí)質(zhì)是標(biāo)準(zhǔn)加入法)。
靈敏度(特征濃度):能產(chǎn)生1%吸收(即吸光度值為0.0044)信號(hào)時(shí)所對(duì)應(yīng)的被測(cè)元素的質(zhì)量濃度(ug.ml-1/1%)或質(zhì)量分?jǐn)?shù)(ug.g-1/1%)。
檢出限(D):表示被測(cè)元素能產(chǎn)生的信號(hào)為空白信號(hào)值的標(biāo)準(zhǔn)偏差3倍(3σ)時(shí)元素的質(zhì)量濃度或質(zhì)量。
4、測(cè)定條件的選擇
分析線:一般選用元素的共振線(靈敏線)作為分析線。測(cè)定高含量、消除鄰近光譜線的干擾、紫外區(qū)有吸收時(shí)可選擇非共振線(次靈敏線)。
燈電流:工作電流建議采用額定電流的40%60%。
火焰:空氣-乙炔火焰(2500K)、N2O-乙炔火焰(2990K)、空氣-氫火焰(2318K)。
燃助比:化學(xué)計(jì)量火焰(1:4)、富燃火焰(1.2 1.5:4)、貧燃火焰(1:4 6)。
燃燒器高度:一般在燃燒器狹縫口上方2 5mm。
進(jìn)樣量:一般在3 6mL/min。
光譜通帶:光譜通帶是指單色器出射光譜所包含的波長(zhǎng)范圍。光譜通帶寬度=線色散率倒數(shù)狹縫寬度。一般在0.2 1nm。
吸收度:較佳范圍在0.1~0.5Abs。
5、常用元素波長(zhǎng)
金242.8nm,銀328.1nm,銅324.8nm,鉛217.0nm,鋅213.9nm,
鈣422.7nm,鎂385.2nm,錳279.5nm,鐵248.3nm,砷189.0nm,
鉀766.5nm,鈉589.0nm。