第三节原子吸收光谱的分析方法.ppt

第三节原子吸收光谱的分析方法第三节原子吸收光谱的分析方法现在学习的是第1页，共20页一、光谱干扰一、光谱干扰 元素的共振线与干扰物质谱线分离不完全，这类干扰主要来自光源和原子化装置，主要有以下几种：1）.谱线重叠干扰谱线重叠干扰：由于光源发射锐线，因此，谱线重叠干扰较少；如发生重叠干扰，则要求仪器可分辨两条波长相差0.1的谱线。消除：另选分析线。如V线（3082.11）对Al 线（3082.15）的干扰；多谱线的元素产生的谱线之间的干扰等。2）.非吸收线干扰：非吸收线干扰：来自被测元素自身的其它谱线或光源中杂质的谱线。消除：减小狭缝和灯电流或另选分析线。3）.火焰的直流发射：火焰的直流发射：火焰的连续背景发射，可通过光源调制消除。1.谱线干扰和抑制谱线干扰和抑制干扰及其抑制干扰及其抑制现在学习的是第2页，共20页2.背景干扰背景干扰 来自燃烧气的背景干扰来自燃烧气的背景干扰宽带吸收：宽带吸收：火焰生成物的分子受激产生的宽带光谱对入射光火焰生成物的分子受激产生的宽带光谱对入射光 的吸收；的吸收；粒子散射：粒子散射：火焰中固体粒子对光的散射火焰中固体粒子对光的散射来自样品基体的背景干扰来自样品基体的背景干扰宽带吸收：宽带吸收：样品基体中分子或其碎片的形成、有机溶剂分子样品基体中分子或其碎片的形成、有机溶剂分子 或其碎片对光或其碎片对光 的吸收，如的吸收，如CaOH分子宽带对分子宽带对Ba线线 的干扰。的干扰。粒子散射：粒子散射：一些高浓度的元素，如一些高浓度的元素，如Ti，Zr，W的氧化物，它的氧化物，它 们的氧化物具有分馏效应且直径较大，可对光产们的氧化物具有分馏效应且直径较大，可对光产 生散射；有机溶剂的不完全生散射；有机溶剂的不完全 燃烧产生的微粒碳也燃烧产生的微粒碳也 会对光产生散射。会对光产生散射。现在学习的是第3页，共20页二、物理干扰二、物理干扰来源：来源：试样粘度、表面张力使其进入火焰的速度或喷雾效率改变引起试样粘度、表面张力使其进入火焰的速度或喷雾效率改变引起的干扰。的干扰。消除：消除：可通过配制与试样具有相似组成的标准溶液或标准加入法可通过配制与试样具有相似组成的标准溶液或标准加入法来克服。来克服。现在学习的是第4页，共20页三、化学干扰三、化学干扰 指待测元素与其它组分之间的化学作用所引起的干扰效应。主要影响到待测元素的原子化效率，是主要干扰源。1.1.化化学学干干扰扰的类型的类型（1）待测元素与其共存物质作用生成难挥发的化合物，致使参与吸收的基态原子减少。例：a、钴、硅、硼、钛、铍在火焰中易生成难熔化合物 b、硫酸盐、硅酸盐与铝生成难挥发物。（2）待测离子发生电离反应，生成离子，不产生吸收，总吸收强度减弱，电离电位6eV的元素易发生电离，火焰温度越高，干扰越严重，（如碱及碱土元素）。现在学习的是第5页，共20页 2.2.化学干扰的抑制化学干扰的抑制 通通过过在在标标准准溶溶液液和和试试液液中中加加入入某某种种光光谱谱化化学学缓缓冲冲剂剂来来抑抑制制或或减减少少化化学学干干扰：扰：（1 1）提高火焰温度提高火焰温度（2 2）释放剂释放剂优先与干扰离子反应。优先与干扰离子反应。与干扰元素生成更稳定化合物使待测元素释放出来。与干扰元素生成更稳定化合物使待测元素释放出来。例：锶和镧可有效消除磷酸根对钙的干扰。例：锶和镧可有效消除磷酸根对钙的干扰。（3 3）保护剂保护剂生成稳定易挥发物生成稳定易挥发物。与与待待测测元元素素形形成成稳稳定定的的络络合合物物，防防止止干干扰扰物物 质质与与其其作作用用。例例：加入加入EDTA生成生成EDTA-Ca，避免磷酸根与钙作用。避免磷酸根与钙作用。现在学习的是第6页，共20页4）加入缓冲剂或基体改进剂：例如加入加入缓冲剂或基体改进剂：例如加入EDTA可使可使Cd的原子化温度降的原子化温度降低。低。5）化学分离：溶剂萃取、离子交换、沉淀分离等）化学分离：溶剂萃取、离子交换、沉淀分离等三、电离干扰三、电离干扰来源来源：高温导致原子电离，从而使基态原子数减少，吸光度下降。：高温导致原子电离，从而使基态原子数减少，吸光度下降。消除消除：加入消电离剂：加入消电离剂（比被测元素有更低的电离电位，主要为碱金属元素（比被测元素有更低的电离电位，主要为碱金属元素化合物），从而抑制待测原子的电离。如大量化合物），从而抑制待测原子的电离。如大量KCl的加入可抑制的加入可抑制Ba的电离，的电离，现在学习的是第7页，共20页现在学习的是第8页，共20页(1)(1)分析线分析线 通常选共振线（最灵敏线或且大多为最后线），但不是绝对的。如Hg185nm比Hg254nm灵敏50倍，但前者处于真空紫外区，大气和火焰均对其产生吸收；共振线Ni232nm附近231.98和232.12nm的原子线和231.6nm的离子线，不能将其分开，可选取341.48nm作分析线。此外当待测原子浓度较高时，为避免过度稀释和向试样中引入杂质，可选取次灵敏线！一般选待测元素的共振线作为分析线，测量高浓度时，也可选次灵敏线（2）灯电流选择灯电流选择 灯电流过小，光强低且不稳定；灯电流过大，发射线变宽，灵敏度下降，且影响光源寿命。选择原则：在保证光源稳定且有足够光输出时，选用最小灯电流（通常是最大灯电流的1/22/3），最佳灯电流通过实验确定。分析条件的选择分析条件的选择现在学习的是第9页，共20页(3)通带（调节狭缝宽度）通带（调节狭缝宽度）无邻近干扰线（如测碱及碱土金属）时，选较大的通带，反之（如测过渡及稀土金属），宜选较小通带。(4)原子化条件原子化条件 火焰原子化:火焰类型（温度-背景-氧/还环境）；燃助比（温度-氧/还环境)；燃烧器高度（火焰部位-温度）；石墨炉原子化:升温程序的优化。具体温度及时间通过实验确定。干燥105oC除溶剂，主要是水；灰化基体，尤其是有机质的去除。在不损失待测原子时，使用尽可 能高的温度和长的时间；原子化通过实验确定何时基态原子浓度达最大值；净化短时间(35s)内去除试样残留物，温度应高于原子化温度。现在学习的是第10页，共20页定量分析方法定量分析方法 1.1.校正曲线法校正曲线法 配制一组合适的标准溶液，由低浓度到高浓度依次喷入火焰，将获得的吸光度A数据对应于浓度c作标准曲线，在相同条件下测定试样的吸光度A，在标准曲线上求出对应的浓度值。或由标准试样数据获得线性方程，将试样的吸光度A数据代入计算。注意在高浓度时，标准曲线易发生弯曲。现在学习的是第11页，共20页2.2.标准加入法标准加入法 取取若若干干份份体体积积相相同同的的试试液液（cX），依依次次按按比比例例加加入入不不同同量量的的待待测测物物的的标标准准溶溶液液（cO），），定容后浓度依次为：定容后浓度依次为：cX，cX+cO，cX+2cO，cX+3cO，cX+4 cO 分别测得吸光度为：分别测得吸光度为：AX，A1，A2，A3，A4。以以A对对浓浓度度c 做做图图得得一一直直线线，图图中中cX点即待测溶液浓度。点即待测溶液浓度。a.作图法作图法 b.计算法计算法a.作图法作图法现在学习的是第12页，共20页现在学习的是第13页，共20页现在学习的是第14页，共20页b.计算法计算法 设容量瓶设容量瓶A，待测元素浓度，待测元素浓度cx，吸光度，吸光度Ax容量瓶容量瓶B，待测元素浓度为，待测元素浓度为(cx+cs)，吸光度为，吸光度为Ax+s，可求，可求得被测试液元素的浓度为得被测试液元素的浓度为:现在学习的是第15页，共20页例：用原子吸收分光光度法测定水样中的锌。取1000mL水样加热浓缩至100mL，吸取25.00mL水样，分别放入两个50.00mL容量瓶中，其中一个再加入10.00mL(10.0gmL-1)锌标准溶液，均稀释至刻度。分别测得吸光度为0.210和0.686。计算水样中锌的含量。解：cZn=AxcS/Ax+S-Ax=0.210 10.0/0.686-0.210=4.41g/mL水样中锌的含量：cZn=4.41 50.00 100/1000 25=0.822 mg/L现在学习的是第16页，共20页(1)灵敏度（灵敏度（S）灵敏度(Sensitivity)IUPAC规定，分析标准函数的一次导数，即标准曲线的斜率。即当待测元素的c或质量m改变一个单位时，吸光度A的变化量。Sc=dA/dc 或 Sm=dA/dm S值越大，灵敏度越高影响影响S的因素的因素:(a）取决于待测元素本身的性质）取决于待测元素本身的性质 (b)与仪器的性能有关。与仪器的性能有关。(c)受实验条件因素的影响受实验条件因素的影响(2)特征浓度特征浓度(1%吸收灵敏度吸收灵敏度)产生1%吸收(A=0.00434)信号所对应的元素浓度。cc=0.0044c/A (gmL-1/1%)(3)特特征征质质量量(对GFAAS)产生1%吸收(A=0.00434)信号所对应的元素质量。mc=0.0044cV/A (g /1%)方法评价方法评价现在学习的是第17页，共20页例：某原子吸收分光光度计，对浓度均为0.20g.mL-1的Ca2+溶液和Mg2+标准溶液进行测定，吸光光度分别为0.054和0.072。比较这两个元素哪个灵敏度高？解：对Ca2+的灵敏度：S=0.0044c/A=0.00440.20/0.054=0.016(gmL-1/1%)对Mg2+的灵敏度：S=0.0044c/A=0.00440.20/0.072=0.012(gmL-1/1%)Mg2+的灵敏度较Ca2+为高。现在学习的是第18页，共20页2.2.检出极限检出极限 在适当置信度下，能检测出的待测元素的最小浓度或最小量。用接近于空白的溶液，经若干次（10-20次）重复测定所得吸光度的标准偏差的3倍求得。(1)火焰法火焰法 (2)石墨炉法石墨炉法 (g)现在学习的是第19页，共20页二、应用二、应用 1 1头发中微量元素的测定头发中微量元素的测定 2 2水中微量元素的测定水中微量元素的测定 3 3水果、蔬菜中微量元素的测定水果、蔬菜中微量元素的测定现在学习的是第20页，共20页