仪器分析练习题04附答案
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仪器分析练习题04附答案
⼀、选择题
1. 采⽤AES对某合⾦试样进⾏定性全分析时,下列哪种激发源最为适宜()
A. 直流电弧
B. 交流电弧
C. ⾼压⽕化
D. ICP
2. 采⽤AES进⾏元素定量分析时常采⽤内标法的⽬的是()
A. 提⾼灵敏度
B. 提⾼准确度
C. 减少化学⼲扰
D. 减⼩背景
3. 在下述哪种情况下应选⽤AES⽽不选⽤AAS测定()
A. 汽油中的铅
B. 煤中的钠
C. ⼩麦中的硒
D. ⾼纯⾦属中杂质元素
4.下列哪种原⼦发射光源不适合做定量分析()
A. ⾼压电⽕化
B. 交流电弧
C. 直流电弧
D. ICP
5. 多道光电直读原⼦发射光谱仪中采⽤的光栅是()
A. 平⾯反射光栅
B. 凹⾯光栅
C. 平⾯透射光栅
D. 中阶梯光栅
6. 欲⽤AES测定Na、K的含量,下列哪种光源⽐较适合()
A. ⾼压电⽕化
B. 交流电弧
C. ⽕焰
D. ICP
7. 在实际测定中,AAS的灵敏度和准确度主要上取决于()
A. 空⼼阴极灯
B. 光电倍增管
C. 原⼦化系统
D. 分光系统
8. 光源发出的待测元素特征谱线在通过样品蒸⽓时,是被蒸⽓中待测元素的哪种粒⼦所吸收()
A. 离⼦
B. 激发态原⼦
C. 基态原⼦
D. 分⼦
9.⽯墨炉原⼦化相对于⽕焰原⼦化的主要缺点是()
A. 检出限⾼
B. 不能检测难挥发元素
C. 精密度低
D. 不能直接分析粘度⼤的样品
10. 原⼦吸收光谱的谱线轮廓可⽤下列哪组参数来表征()
A. 中⼼频率和谱线半宽度
B. 峰⾼和半峰宽
C. 特征频率和峰值吸收系数
D. 特征频率和谱线宽度
11. 关于原⼦谱线轮廓的多普勒变宽影响,以下说法正确的是()
A. 随温度升⾼⽽增加
B. 随温度升⾼⽽降低
C. 随发光原⼦的摩尔质量增⼤⽽增⼤
D. 随压⼒的增⼤⽽减⼩
12. 可能导致原⼦谱线轮廓中⼼频率发⽣位移的是()
A. 多普勒变宽
B. 洛仑兹变宽
C. 温度变宽
D. ⾃然变宽
13. 对空⼼阴极灯发射谱线宽度影响最⼤的因素是()
A. 阴极材料
B. 阳极材料
C. 灯电流
D. 填充⽓体
14. ⽕焰原⼦吸收光谱法中,对于氧化物熔点较⾼的元素可以采⽤()
A. 化学剂量焰
B. 贫燃⽕焰
C. 富燃⽕焰
D. 电⽕花
15. 原⼦吸收光谱分析中吸收线与发射线都存在热变宽的现象,以下说法哪种正确()
A. 吸收线与发射线的热变宽均对分析有利
B. 吸收线与发射线的热变宽均对分析不利
C. 吸收线的热变宽对分析有利,发射线的热变宽对分析不利
D. 与实际测定条件有关
16. 为了提⾼⽯墨炉原⼦吸收光谱法的灵敏度,在测量吸收信号时⽯墨管内⽓体的流速应()
A. 增⼤
B. 变⼩
C. 为零
D. 不变
17. 双光束原⼦吸收分光光度计与单光束原⼦分光光度计相⽐,其优点在于()
A. 允许采⽤较⼩的光谱通带
B. 可以采⽤快速响应的检测系统
C. 可以采⽤最⼤的狭缝宽度
D. 可以消除光源强度变化和检测器灵敏度变化的影响
18. 原⼦荧光与原⼦吸收光谱法在仪器结构上的最主要的区别是()
A. 光源
B. 检测器
C. 单⾊器
D. 光路
19. AAS分析时,若测定波长处有被测元素⾮吸收线的⼲扰,通常采⽤哪种⽅式消除()
A. 减⼩狭缝
B. ⽤纯度较⾼的HCL
C. ⽤化学⽅法分离
D. 另选测定波长
20. 在原⼦荧光产⽣的过程中,⾮共振荧光的波长()
A. 与激发光波长相同
B. 与激发光波长不同
C. ⼤于激发光波长
D. ⼩于激发光波长
21. 与原⼦吸收法相⽐,原⼦荧光法使⽤的光源是()
A. 必须与原⼦吸收法光源相同
B. ⼀定需要锐线光源
C. ⼀定需要连续光源
D. 不⼀定需要锐线光源
22. 在原⼦荧光分析中使⽤下列哪种光源可能使⽅法的检出限最低()
A. 氙灯
B. ⾦属蒸⽓灯
C. 空⼼阴极灯
D. 激光光源
23. AAS分析中通常选择灵敏度⾼的共振线作为分析线。
Hg的共振线185.0 nm⽐Hg的共振线253.7 nm的灵敏度⼤50倍,但实际测汞时通常采⽤253.7 nm作为分析线,其原因是()
A. 汞蒸⽓有毒不能使⽤185.0 nm
B. 汞蒸⽓浓度太⼤不必使⽤灵敏度⾼的共振线
C. Hg185.0 nm线被⼤⽓和⽕焰⽓体强烈吸收
D. 汞空⼼阴极灯发射的185.0 nm线的强度太弱
24. ⽤有机溶剂萃取某元素,并直接进⾏原⼦吸收测定时,操作中应注意()
A. 回⽕现象
B. 熄⽕问题
C. 适当减少燃⽓量
D. 加⼤助燃⽐中燃⽓量
25. 原⼦吸收测定时,调节燃烧器⾼度的⽬的是()
A. 控制燃烧速度
B. 增加燃⽓和助燃⽓预混时间
C. 提⾼试样雾化效率
D. 选择合适的吸收区域
26. 以下与原⼦发射谱线强度⽆直接关系的因素是()
A. ⾼能级上的原⼦数
B. 跃迁能级间的能量差
C. 跃迁概率
D. 蒸发温度
27. 下列那种元素的发射光谱最简单()
A. 钠
B. 铁
C. 镍
D. 钴
28. 某摄谱仪刚刚可以分辨310.0305及309.9970 nm的两条谱线,则⽤该摄谱仪可以分辨出的谱线组是()
A. Si 251.61nm—Zn 251.58 nm
B. Ni 337.56 nm—Fe 337.57 nm
C. Mn 325.40 nm—Fe 325.395 nm
D. Cr 301.82 nm—Ce 301.88 nm
29. 在⽕焰原⼦吸收光谱法中, 测定下述哪种元素需采⽤⼄炔--氧化亚氮⽕焰( )
A. 钠
B. 钽 C . Fe. D. 镁
30. 在通常测定条件下,影响原⼦吸收线宽度的最主要因素是()
A. ⾃然宽度
B. 赫尔兹马克变宽
C. 斯塔克变宽
D. 多普勒变宽
⼆、填空题
1. 请写出Mg+第⼀激发态的光谱项:__________________________和__________________________。
2. 利⽤原⼦发射光谱法测定下列试样应选择哪种光源⽐较合适:
a. 矿⽯的定性、半定量分析:________________;
b. 合⾦中Cu(~x%)含量的测定:________________;
c. 污⽔样中Cr、Mn、Cu、Fe、V、Ti等(ppm~x%)含量的测定:___________________________。
3. 在利⽤摄谱法进⾏元素的全分析时,通常采⽤________元素的图谱作为标准,原因是___________
_______________________________,判断某种元素是否存在的依据是_________________________。
4. 采⽤光电检测器的原⼦发射光谱法的定量分析的基础是Lomarkin-Schiebe公式,即I=ac b,当待测元素浓度过⼤时,b值将_____________,表明此时发⽣_________________________________现象。
5. 全谱直读电感耦合等离⼦体发射光谱仪的分光系统和检测器分别采⽤______________________。
6. 在进⾏光谱定性分析时,狭缝的宽度宜____,原因是____________________________________;在进⾏光谱定量分析时,狭缝的宽度宜____,原因是______________________________________。
7. 由于⾼频电流的_____________________,使得ICP中⾼频感应电流绝⼤部分流经导体外围,形成环状结构,其中⼼是⼀个温度较低的通道,使样品⽓溶胶能顺利进⼊等离⼦体内,由此可以带来__________________________、
_________________________和________________________等优点。
8. ICP-AES中常⽤的⼯作⽓体是_______,原因是___________________________________________。
9. 某原⼦吸收分光光度计对浓度为3 µg?mL-1的镁标准溶液进⾏测定,测得吸光度为0.319,则该原⼦吸收分光光度计对镁的特征浓度为_____________________________________________________。
10. 对原⼦吸收光谱中“锐线”光源的基本要求是:________________和________________。
通常可采⽤__________来提供,其能够产⽣“锐线”的原因是_____________________________________。
11. 原⼦吸收法中背景吸收⼲扰的主要来源是_____________和______________;扣背景的⽅式主要有邻近线背景校正法、______________________、
______________________和⾃吸效应背景校正法。
12. ⽕焰原⼦吸收光谱法的检出限⾼于⾮⽕焰原⼦吸收光谱法的原因是(1)____________________;
(2)____________________________;(3)________________________________________________。
13. ⽯墨炉原⼦化过程的四个阶段及⽬的分别为:(1)_____________________________________;
(2)________________________________________________________________________________;
(3)___________________________________________;(4)_______________________________。
14. 原⼦吸收光谱仪中单⾊器位置_____________,其作⽤是________________________________。
15. 原⼦吸收法测定钙时加⼊KCl溶液的⽬的是____________________,如果存在磷酸根的⼲扰,可怎么进⾏处理
_____________________________________________________________________。
16. 在原⼦吸收光谱中,若有⼲扰元素的共振线与被测元素共振线重叠,则测定结果会_______。
三、简答题
1. 原⼦发射光谱仪的类型有哪些?采⽤框图法简单加以描述,并简要评价⼀下其特点
2. ICP-AES中,ICP炬管的放置有哪些形式,分别有什么特点。
3. 简述原⼦发射光谱法中内标法的原理,内标元素及内标线的选择依据
4. 为什么⽬前常⽤的原⼦吸收光谱仪均采⽤空⼼阴极灯等“锐线”光源?若采⽤连续光源的话,对光源、单⾊器和检测器有什么要求?
5. 同是基于元素原⼦外层电⼦的跃迁,为什么原⼦吸收光谱法不能像原⼦发射光谱法那样可⽤于元素的定性分析?
6. 试对原⼦吸收光谱法中的两种主要原⼦化⽅式(⽕焰和⽯墨炉)进⾏⽐较。
(提⽰:从原⼦化效率、对样品的要求、准确度、灵敏度、信号形式、背景⼲扰等⽅⾯⽐较即可)
7. AAS法测定⾎清中钾含量时,先⽤纯⽔将试样稀释40倍,再加⼊钠盐⾄800 µg?mL-1,试解释这些实验操作的理由,并简述此定量分析中标准曲线法的系列标准溶液应如何配制。
8. 硒的共振吸收线为196.0 nm,若采⽤⽕焰AAS法分析头发中硒元素的含量,应选择哪种类型的⽕焰并说明理由。
9. 采⽤⽕焰AAS法分析矿⽯中的锆元素,应该选择哪种类型的⽕焰并说明理由
10. 原⼦吸收光谱法中连续光源与Zeeman法扣背景的原理是什么?请⽤图⽰法简要说明,并对该⽅法进⾏简单评价
11. ICP-AES、FAAS、GFAAS、AFS、ICP-AMS等元素测定⽅法通常均采⽤溶液进样,且要求溶液中尽量(不是⼀定那个含有,具体看⽅法和测定条件)不含有机成分,若测定有机物如⾁类、奶粉、塑料或富含有机物的溶液如奶液、⾎清等样品,可采⽤什么⽅法去除有机物?
12. 试从原理、仪器(框图)、应⽤⽅⾯对AES、AAS、AFS和AMS进⾏简单的⽐较。
这些⽅法均可⽤于元素的定量分析,在进⾏选择时应从哪些⽅⾯予以考虑?
四、计算题
1. 采⽤原⼦吸收光谱法分析试样中的微量硅,硅空⼼阴极灯发出三条较强的谱线251.43 nm、251.61 nm和251.92 nm。
初步试验时,当Si质量浓度为5.0 mg?L-1时,三条波长下的吸光度分别为0.044、0.44和0.022。
请问(1)选择哪条谱线进⾏测定最为适宜?(2)在该波长下此仪器的特征灵敏度是多少?(3)若该仪器光栅的倒线⾊散率D为2 nm?mm-1,应该选择多⼤狭缝宽度?(4)在该狭缝宽度下相应的光谱通带是多少?
2. Mg的共振线285.21 nm为核外电⼦发⽣31S0→31P1跃迁时产⽣的,请计算在2500 K时,该跃迁所对应的激发态和基态原⼦数之⽐(g i/g0=3;E i=4.346 ev,Boltzmann常数k=1.38?10-23 J?K-1);从计算结果你能获得什么信息?
⼀、选择题
第1题:合⾦的定性分析通常选⽤直流电弧,可直接测定
第2题:采⽤内标法的⽬的是为了消除因实验条件变化(AES 主要是光源温度的不稳定)⽽对定量准确度产⽣的的影响。
第3题:AAS 与AES 可测定的元素差不多,检出限满⾜要求的情况下,⼀个或者少数元素选择AAS 有较⾼的性价⽐,元素较多时最好选择AES ,⽐较⽅便。
第6题:碱、碱⼟⾦属激发温度较低,通常选择⽕焰为激发光源
第15题:⾸先可以确定原⼦谱线变宽对AAS 是有利的,因为在测定条件下原⼦吸收谱线的半宽度变为10-3 nm ,才使得使⽤空⼼阴极灯发出的谱线10-4 nm 相对其可称为“锐线”,如果原⼦吸收谱线不变宽,⽽维持⾃然宽度10-5 nm 的话,那就没有AAS 法可⽤的光源了;对于AES 谱线变宽会使得灵敏度收到⼀定损失,⽽且有可能与⼲扰谱线发⽣重叠,因此不利。
第21题:AFS 中⼊射光的带宽不影响其定量关系,因此只要强度够⾼且稳定就可以,因此不⼀定⽤空⼼阴极灯,⾼强度的Xe 灯也可以。
第22题:光源强度越⾼越稳定,荧光强度越⼤噪⾳越⼩,检出限最低,因此应选择激光
第23题:185.0 nm 处于真空紫外区,会被⼤⽓及⽕焰⽓体强烈吸收,因此不宜采⽤。
⼆、填空题
1. 2/12P 3;2/32
P 3(Mg +的光谱项与Na 相同)
2. 直流电弧;⾼压⽕花(因为Cu 是常量);ICP
3. 铁;铁的谱线多,强度⼤、分布均匀且波长均被测定;存在该元素两条以上不受⼲扰的分析线
4. ⼩于1;⾃吸或⾃蚀
5. 中阶梯光栅分析系统和电荷转移器件CCD 或CTD 等⾯阵型光电检测器
6. 窄;减⼩进⼊检测器光线的带宽以消除⼲扰谱线的影响;宽;增⼤进⼊检测器光线的带宽来获取
更⾼的光强,有利于降低检出限
7. 趋肤效应;光源稳定;基体效应⼩;⾃吸效应⼩
8. Ar ;性质稳定,光谱简单
9. 0.0414 µg ?mL -1
10. a e v v =;a e v v ?<
11. 分⼦吸收;光散射;连续光源(D 2灯)扣背景;Zeeman 效应扣背景
12. 雾化效率低;燃⽓及助燃⽓的稀释;原⼦蒸⽓在⽕焰中滞留时间短
13. ⼲燥(去溶剂);灰化(在不引起待测元素⽓化的基础上,尽可能的去除易挥发基体和有机物);原⼦化(使待测元素⽓化);净化(去除样品残渣)
14. 原⼦化器与检测器之间;防⽌原⼦化器内的杂散光进⼊并可避免检测器疲劳
15. 抑制钙的电离,增加基态钙原⼦浓度,提⾼灵敏度;可以加⼊镧或锶盐⽣成更稳定的磷酸盐释放钙,或者加⼊EDTA 与钙⽣成更稳定且易破坏的物质
16. 偏⾼(试样中的⼲扰元素也会产⽣吸收,使得吸光度变⼤,结果偏⾼)
三、问答题
1. 原⼦发射光谱根据检测器的不同可以分为摄谱仪和光电直读光谱仪,其中光电直读光谱仪⼜有多道、单道和全谱直读三种类型,它们的图⽰及特点如下:
该仪器适合定性、半定性及定量测定,但感光板需定影、显影后⽤测微光度计进⾏读数,⾃动化程度不⾼;
该仪器采⽤凹⾯光栅这个特殊的分光系统,⼊射光经分光后在以凹⾯光栅的半径为直径的虚园(罗兰园)圆周上依次聚焦,若在相应位置设置狭缝和光电倍增管即可对该波长的光进⾏检测。
实际应⽤则根据需要,设置多个光电倍增管,可同时对多个元素进⾏定量分析,但也因为光电倍增管位置固定,可测元素也是固定的。
该仪器可通过光栅的转动,使得分光后不同波长的光依次进⼊光电倍增管被检测(该过程称为扫描),原则上可对原⼦发射光谱所能测定的所有元素进⾏定量测定,但扫描过程需要较长的时间⽽且对光
源的稳定性要求⾼(只有ICP 光源⽐较适合)。
全谱直读光谱仪:光源(+试样引⼊)→中阶梯光栅分光系统→电感转移器件(平⾯多道检测器)具有多道和单道光谱仪的优点,可同时对原⼦发射光谱法所能测定的所有元素进⾏准确测定
2. ICP 炬管的放置⽅式主要有垂直和⽔平两种⽅式,两者⽐较如下:垂直放置时,电离元素和基体效应的影响远⼩于⽔平放置,且最佳⾼度选择的余地也更⼤,但受狭缝⾼度的限制,采光区较短,灵敏度受到⼀定限制,当试样基体较为复杂时宜采⽤此⽅式;⽔平放置是从ICP 焰锥顶端采光,整个通道各个部分的光都可通过狭缝,因此提⾼了灵敏度,降低了检出限,但⽔平放置的基体效应较⾼,且存在电离⼲扰的问题,仅适合基体较⼩的试样的测定,此外炬管是⽔平放置,易沾污,RF 功率也不能太⾼。
⽬前⽐较流⾏的双向光测得光源,即在⽔平观测的基础上,增加⼀套侧向采光光路,实现垂直/⽔平双向观察。
3. 内标法原理(针对AES ⽽⾔,其他仪器法也可以采⽤内标法,但描述⽅式略有不同):在待测元素谱线中选出⼀分析线,再从基体元素(样品中的主要元素)或基体中不存在的外加元素中选⼀条与分析线均称的谱线作为内标线(如果是外加元素,则需在标准试样和待测试样中均加⼊已知含量的所选元素)。
⼆者组成分析线对,以分析线和内标线绝对强度的⽐值与浓度的关系来进⾏定量分析,相应的关系式推到如下(以光电检测器为例):
上式中0b 0c 为常数(c o 固定,b 0为1);a/a 0也为常数(在内标元素、内标线现在适当的情况下,光源不稳定等因素对分析线对的影响是相同的)。
内标内标元素应符合以下条件:在分析试样品中应不存在或含量极微(如样品基体元素的含量较稳时,亦可⽤该基体元素作内标);内标元素与待测元素应有相近的特性(蒸发特性);同族元素,具相近的电离能。
内标线的选择应注意:激发能应尽量相近(均称线对),不可选⼀离⼦线和⼀原⼦线为分析对;分析线的波长及强度接近;⽆⾃吸现象且不受其它元素⼲扰;背景应尽量⼩。
4. 吸收光谱法(包括原⼦吸收和分⼦吸收)的定量基础均为吸收定律(即通常所说的Lambert-Beer 定律):()kc A I /I lg t
0==。
该定律要求⼊射光为绝对意义上的单⾊光或在⼊射光带宽内待测物质(基态原⼦或分⼦)对光的吸收系数近似相等。
通常物质的吸收曲线(原⼦或分⼦)均为⾼斯型曲线,因此⼊射光的带宽限定在吸收峰顶处曲线变化较为平坦的区域内即可满⾜吸收定律(同时也保证了最⾼的灵敏度)。
但原⼦谱线很窄,即使是在测定条件下由于温度、压⼒等变宽因素的影响,原
⼦吸收的谱线半宽度也仅在10-3 nm的量级,这就要求⼊射光不仅在频率上要等于待测元素吸收线的中⼼频率,带宽也应⼩于10-4 nm。
如果要采⽤连续光源,就需单⾊器具有极⾼的分辨能⼒,这在过去是难以实现的,因此只能通过空⼼阴极灯等元素灯来直接提供所需的“锐线”光源。
但使⽤空⼼阴极灯亦有不便之处,即不同元素的测定需要使⽤不同元素的灯,如采⽤连续光源则可不必如此。
但需要满⾜光源强度⾜够⼤;单⾊器分辨率⾜够⼤(中阶梯分光系统);检测器灵敏度⾜够⾼等要求。
⽬前耶拿公司已推出相应的仪器,但距⼴泛应⽤还有⼀段不⼩的距离。
5. ⽓态基态原⼦可对连续光源进⾏特征性地吸收,因此根据被吸收辐射的波长(具有元素特征性)即可获得待测试样的元素组成,这说明原⼦吸收光谱也可像原⼦发射光谱⼀样⽤于元素的定性分析。
⼈们对太阳表层元素组成的确定就是依据的原⼦吸收光谱(炙热的太阳内核发射出连续辐射,当经过温度较低的太阳⼤⽓层时,某些波长的辐射即可被太阳⼤⽓层中所含元素的基态原⼦吸收,因此分光后的太阳光在其明亮的连续背景上存在很多暗线,这说明太阳光谱是吸收光谱,根据吸收线的位置即可推断出太阳表层的元素组成)。
但在实际应⽤中,原⼦吸收光谱并没有像原⼦发射光谱那样成为元素定性的主要⽅法,可能是因为吸收光谱的测定不如发射光谱⽅便,且与发射光谱相⽐,原⼦吸收光谱法在元素定性⽅⾯并没有什么明显的优势。
6.
7. 稀释的⽬的是为了调节待测试样的K含量,使其符合Lambert-Beer定律(浓度过⾼,吸光度通常会发⽣负偏离,这属于物理⼲扰),并将吸光度控制适当的范围内,以减⼩测量误差;钠盐的加⼊使减⼩电离⼲扰,提⾼测定灵敏度。
系列标准溶液应尽可能与试样含有相同的基体,因此在配制时也应加⼊相同量的钠盐。
8. 硒的共振吸收线为196.0 nm,应选择氢-氩⽕焰以尽可能减少⽕焰本⾝对光源辐射的吸收。
9. 元素锆易形成难解离的氧化物,因此应选择具有还原性质的⾼温⽕焰,即⼄炔-氧化亚氮(笑⽓)
焰。
10. 连续光源扣背景:采⽤连续光源(如氘灯)发射与空⼼阴极灯相同的波长(但是带宽相差很⼤,连续光源的光经单⾊器分光后带宽为10-1 nm左右,空⼼阴极灯的带宽为10-4 nm左右),两束光经过旋转切光器交替通过原⼦化器进⼊检测器被检测,其中来⾃HCL的辐射检测到的信号为样品吸收+背景吸收(带宽为10-4 nm),来⾃连续光源的辐射检测到的信号为背景吸收(带宽为10-1 nm,含⼀点样品吸收,但很微弱可忽略),两者的差值即为样品吸收。
该扣背景⽅法简单⽅便,但存在两点不⾜:连续光源测定是光谱通带内的平均背景与分析线处的真实背景有差异(带宽不同);原⼦化焰中⽓相介质和粒⼦分布不均,对两个光源的排列要求极⾼。
Zeeman效应是指强磁场的作⽤下,原本简并的谱线会发⽣分裂且具有不同的偏振特性,对单重线⽽⾔,可分裂成振动⽅向平⾏于磁场的π线(波长不变)和垂直于磁场的σ±线(波长增加或降低,并呈对称分布)。
根据该效应,可实现对背景吸收的校正。
如果磁场放置在光源称为光源调制(光源发出的光分为π线和σ±线);如果磁场放置在原⼦化器称为吸收线调制(吸收线裂分为π成分和σ±分成),⽬前通常采⽤吸收线调制,原理⽰意图如下:
该⽅法:波长校正范围宽(190~900 nm);校正准确度较⾼,可⽤于强背景校正(AB可⾼达1.5~2.0);
但与⾮Zeeman效应扣背景相⽐,灵敏度略有下降(因为⼊射线分裂,使其光强下降);且仪器价格昂贵。
11. 欲测定有机物或富含有机物试样中的⽆机元素,需对样品消化处理,通常可采⽤⼲法消化和湿法消化两种形式。
⼲法消化是将试样置于坩埚或敞⼝⽫中,在空⽓中与⼀定温度范围(400~700 ?C)内加热分解试样,所得⽆机残渣⽤适当溶剂溶解后再进⾏测定,但对卤素、硫磷等易挥发损失的元素测定,则需采⽤氧弹燃烧法。
⼲法消化的优点是不需外加或仅加⼊少量试剂,可避免处理过程中引⼊杂质,但温度较⾼,时间较长,会造成挥发等损失。
湿法消化是在试样中加⼊氧化性强酸(如HNO3-H2SO4混酸),然后加热消煮。
该法速度较快,但会因加⼊试剂⽽引⼊杂质,因此所⽤试剂纯度要⾼。
应该选择湿法或是⼲法应根据试样性质和分析要求确定。
微波和紫外光等⼿段的引⼊可有效地提⾼消化效率,减少试剂⽤量及挥发损失。
12. AES、AAS和AFS均为原⼦光谱法,它们的共同特点是:均由原⼦外层电⼦跃迁产⽣,谱线处于紫外可见区,所研究对象均为⽓态的原⼦(测定前须提供能量将试样原⼦化),均可进⾏元素的定量分析(主要为⾦属元素,AES还可以进⾏定性分析),均⽆法实现对不同价态元素的分析。
不同点:AES是利⽤基态原⼦吸收能量后外层电⼦跃迁⾄⾼能级形成激发态原⼦,激发态原⼦返回基态时释放相应的能量,经分光后获得相应的发射光谱,光谱强度与激发态原⼦的数⽬成正⽐,因此激发光源(同时起到原⼦化作⽤)的温度的⾼低和稳定性对测定结果的灵敏度和准确度影响很⼤,该⽅法适合同时对多种元素进⾏定量和定性分析;AAS则是利⽤基态原⼦对其特征波长的吸收(需提供该元素的特征波长)进⾏定量分析的⽅法,原⼦化器只要能保证试样的充分原⼦化即可,因此温度不需要很⾼,且原⼦化器温度的波动对基态原⼦数⽬影响不⼤,该⽅法适合进⾏元素的定性分析;AFS 是在AAS的基础上,但检测的不是光源通过原⼦化器后光强⽽是由吸收光源能量跃迁⾄激发态的原⼦返回基态时所发出的能量(为了避免光源的⼲扰,通常要避开光源⽅向,⼀半选择在垂直⽅向,该⽅法适合元素的定量分析,但不如AAS应⽤⼴泛。
AMS虽然通常归在原⼦光谱法中,但其本质并不是光谱法。
其原理是提供能量使试样中待测元素的外层电⼦电离⽽成⽓态离⼦,然后对不同荷质⽐的离⼦进⾏分离分析。
该法可同时对试样中的多种元素进⾏定量和定性分析,但与其他原⼦光谱法⼀样,⽆法实现对元素价态的分析。
上述四种⽅法仪器的基本结构如下:
AES 、AAS 、AFS 和AMS 均可⽤于元素的定量分析,除AFS 可测定的元素较少外,其他⽅法可测定的元素数⽬相当,选择⽅法的时候应在满⾜测定要求的基础上尽量选择性价⽐较⾼的⽅法,如少数元素的测定可选择AAS (通常可选择⽕焰原⼦化,含量很低时选择⽯墨炉原⼦化);多元素的测定可选择AES (含量很低的可选择ICPMS );此外AES 可直接测定固体试样,对合⾦、矿⽯等试样的测定有⼀定的优势。
四、计算题
1. (1)251.61nm (待测元素浓度相同,吸光度最⼤的谱线肯定是最灵敏的);
(2)10L mg 05.044
.00.50044.0c -?=?=;(3)mm 09.0243.25161.251W =-≤
(就本题⽽⾔,251.43 nm 是距分析线251.61nm 最近的⼲扰谱线,因此选择能区分这两条谱线的狭缝即可)
(4)S ≤0.18nm
2. 9)25001038.1/(10602.134.4KT /E 0
i g i 103.5e 3e g g N N 2319i ---?=?==-- 说明:(1)在原⼦吸收测定的温度范围内,激发态原⼦所占的⽐例极⼩,因此可⽤基态原⼦数来代替总原⼦数⽬,⽽且测定时原⼦化器温度的略微波动对测定不会产⽣较⼤的影响;(2)同时也说明温度对
激发态原⼦数⽬有极⼤的影响,因此采⽤原⼦发射光谱定量时,光源的稳定性对测定结果的准确度影响极⼤(这就是为什么在ICP出现之前,AES通常需采⽤内标法定量的原因)。