仪器分析实验讲义1-8

三、实验仪器及试剂
1. 实验仪器及参数
AFS-933 原子荧光光度计及 SA-10 形态分析仪（北京吉天仪器有限公司）、 阴离子交换柱：Hamilton PRP-X100 (250mm×4.1mm i.d.,10μm ) 保护柱：Hamilton PRP-X100 (25mm×2.3mm i.d.,12-20μm) pH 酸度计（德国梅特勒-托利多）、砷空心阴极灯、微量注射器（100µL）
离子水稀至 100mL，摇匀。 （4）硼氢化钠-氢氧化钠溶液（15g·L-1）：称取 5g 氢氧化钠溶于 200mL 去离子水，加
入 15g 硼氢化钠并使其溶解，用去离子水稀至 1000mL，摇匀。 （5）2% 盐酸溶液（v/v）：移取 20ml HCl（GR）,用去离子水稀释至 1000mL，摇匀。 （6）（1+1）盐酸溶液（v/v）。
6.00，经过0.45 μm滤膜过滤，超声脱气10min。 实验所用水为超纯水。
四、实验步骤
1. 样品前处理
称取两份 0.5 g 茶叶样品，同时做样品空白，分别加入 20 mL （V/V）为 70 %甲醇作为提 取剂，混匀后置于超声波中室温超声萃取超声提取 90min，然后在 4000 r/min 离心 20 min， 倒出上清液于比色管中，在 60 ℃下氮吹至约剩下 2 mL，冷却后用超纯水稀释、定容至 5 mL， 然后通过 0.45 um 的滤膜过滤，用于砷的形态分析。
水稀至 100mL，摇匀。 （4）硼氢化钠-氢氧化钠溶液（15g·L-1）：称取 5g 氢氧化钠溶于 200mL 蒸馏水，加
入 15g 硼氢化钠并使其溶解，用蒸馏水稀至 1000mL，摇匀。 （5）2% 盐酸溶液（v/v）：移取 20ml HCl（GR）,用蒸馏水稀释至 1000mL，摇匀。 （6）（1+1）盐酸溶液（v/v）。
三、样品的测定 1．10ng·mL-1 砷标准溶液的配制 移取 1mL 砷工作溶液（1ug·mL-1），加入 4mL（1+1）HCl 和 10mL 硫脲溶液，用去离
子水定容至 100mL，摇匀，静置 30min。 2．水样的配制 吸取水样 1mL 于 100mL 的容量瓶中，加入 4mL（1+1）HCl 和 10mL 硫脲溶液，用去
电流、载气等进行实验，数据填入表 2 中。
表 2 条件实验
灯电流(mA)
40
50
60
70
80
荧光信号 IF
载气(mL·min-1)
200
400
600
800
1000
荧光信号 IF
4.上机测试 按仪器的操作要求，测定标准系列及改变条件后的荧光信号，并记录数据。测试完成后，
清洗 10 次，测试完成。 五、数据处理
实验三
一、实验目的
HPLC-AFS 测定茶叶中不同形态砷的分离测定
1. 了解液相色谱分离原理； 2. 了解形态分析仪的基本结构及使用方法； 3. 掌握用原子荧光光谱法测砷形态的方法原理 ； 4. 了解原子荧光光谱仪的基本结构及使用方法。
二、方法原理
砷普遍存在于各种环境介质中，是元素周期表中第四周期第V主族的类金属元素，在地 壳中的丰度列第20位，在环境和生物体中存在的砷化合物形态有50种。砷及其化合物毒性和 生物有效性及迁移释放活性与其赋存状态密切相关，不同形态的砷环境毒理学性质相差迥异， 砷总量的测定不足以评价其毒性、有益性以及生物有效性，甚至有可能产生误导。因此，测 定砷元素在特定样品中的存在形态，才能可靠评价其对环境和生态体系的影响。
四、测量条件的选择
1．10ng·mL-1 标准溶液的配制 移取 1mL 砷工作溶液（1ug·mL-1），加入 4mL（1+1）HCl 和 10mL 硫脲溶液，用蒸馏 水定容至 100mL，摇匀。
2．水样的配置 移取 1mL 水样溶液，加入 4mL（1+1）HCl 和 10mL 硫脲溶液，用蒸馏水水定容至 100mL， 摇匀。 3. 标准空白和样品空白溶液的配置 移取 1mL 蒸馏水，加入 4mL（1+1）HCl 和 10mL 硫脲溶液，用蒸馏水定容至 100mL， 摇匀。
离子水定容至 100mL，摇匀，静置 30min。 3. 标准空白和样品空白溶液的配置 移取 1mL 蒸馏水，加入 4mL（1+1）HCl 和 10mL 硫脲溶液，用蒸馏水定容至 100mL，
摇匀。 4．仪器参数：按表一所示，设置最佳参数。
表一
负高压 V 灯电流 mA 辅助灯电流 mA
280
60
20
原子荧光光谱仪工作原理：
在一定工作条件下，荧光强度 IF 与被测元素的浓度 c 成正比，其关系如下： IF = K c
氢化物发生原理
BH4- + H++ 2As3+ +3H2O →2AsH3↑+H2↑ + BO33-
生成的 AsH3 蒸汽在载气的带动下，经过火焰原子化，As 原子接受由低压砷灯发出激发 光照射，基态砷原子被激发到高能态，当返回到基态时辐射出共振荧光，此荧光经聚光镜聚 焦于光电倍增管，实现光电转换，最后得到信号。
实验二 原子荧光光谱法测定水样中总砷的含量
一、实验目的 1．掌握原子荧光分光光度计的结构和工作原理； 2. 掌握原子荧光光谱分析测定水样中总砷含量的方法。
二、仪器设备与试剂材料
1．PF6 型原子荧光光谱仪（北京普析通用）
2. 砷高强度空心阴极灯。 3．试剂： （1）砷标准贮备液（1000ug·mL-1）：国家标准。 （2）砷实验工作溶液（1ug·mL-1）：由砷标准贮备液 1000ug·mL-1 逐级稀释得到。 （3）硫脲溶液（100g·L-1）：称取硫脲 10g，加入 80mL 去离子水，水浴加热溶解，去
在原子荧光光谱分析中测量条件选择得是否正确，直接影响到分析方法的检出限、精密
度和准确度。本实验通过砷的原子荧光光谱分析测量条件的选择，如灯电流、载气流量等，
确定这些测量条件的最佳值。
三、仪器设备与试剂材料
1．PF6 型原子荧光光谱仪（北京普析通用），砷高强度空心阴极灯。
2．试剂： （1）砷标准贮备液（1000ug·mL-1）：国家标准。 （2）砷实验工作溶液（1ug·mL-1）：由砷标准贮备液 1000ug·mL-1 逐级稀释得到。 （3）硫脲溶液（100g·L-1）：称取硫脲 10g，加入 80mL 蒸馏水，水浴加热溶解，蒸馏
2. 标准系列溶液的配制
(1) 单标的配制：
如表 1 所示，分别准确移取四种砷的标准储备液 1.00mL 于 10 mL 的比色管中，用超纯 水稀释至 10.00mL，摇匀待用。配成浓度分别为 100ug/L 的砷的四种不同形态的标准溶液。
(2) 混合标准溶液的配制：
分别准确移取四种砷的标准储备液 2.00mL 于 10mL 的比色管中，用超纯水稀释至 10.00mL。配制成浓度为 200ug/L 的砷的混合标准溶液，摇匀待用。
3.60
3.20
2.80
定容总体积 (mL)
4.0
2.00
2.40
2.00
4.00
4.00
3. 砷形态的分离与测定
(1) 色谱柱的平衡
第一步：将滤头放入事先配置好的流动相之内，然后打开形态预处理主机的电源，将排空阀 逆时针拧松半圈，长按 “hplc” 按钮，屏幕会自动进入 purging（高速排废界面）， 出现排废120秒倒计时，时间到零后泵自动停住。
IF = K c
BH4- + H++ 2As3+ +3H2O →2AsH3↑+H2↑ + BO33生成的 AsH3 蒸汽在载气的带动下，经过火焰原子化，As 原子接受由低压砷灯发出激发 光照射，基态砷原子被激发到高能态，当返回到基态时辐射出共振荧光，此荧光经聚光镜聚
焦于光电倍增管，实现光电转换，最后得到信号。
1．根据实验数据绘制各项参数对荧光强度的关系曲线。 2．列出选定砷测量条件的最佳参数：
表 3 仪器最佳工作参数
负高压 V
灯电流 mA
辅助灯电流 mA
原子化器高度 mm
载气流量 屏蔽气流量 读数方式 测量方法
mL·min-1
mL·min-1
六、问题讨论
1．简述影响原子荧光测定的因素。 2．为什么 15g/L 硼氢化钠要现配现用，溶液中加入少量氢氧化钠的作用是什么? 3．为什么载气流量过大时会使荧光信号下降？ 4．原子荧光光谱仪与原子吸收分光光度计在结构上主要有哪些不同点？
本实验采用高效液相色谱-氢化物发生-原子荧光光谱法（HPLC-HG-AFS）分离测定亚 砷酸根As(III)、砷酸根As(V)、一甲基砷酸（MMA）、二甲基砷酸（MMA）四种砷的形态， 该方法分离速度快，仪器测定砷的灵敏度好，检出限低，采用氢化物发生技术，还可以大大 消除来自样品的化学干扰和背景光谱干扰。HPLC-HG-AFS 联用系统已经被成功应用于大量 环境和生物样品中砷形态分析。
实验一 原子荧光光谱法测量条件的选择
一、实验目的
1．了解原子荧光光谱仪的基本结构及使用方法； 2．掌握原子吸收光谱分析测量条件的选择方法及测量条件的相互关系及影响，确定各
项条件的最佳值。
二、方法原理
原子荧光光谱仪工作原理：
在一定工作条件下，荧光强度 IF 与被测元素的浓度 c 成正比，其关系如下：
氢化物发生原理：
2．仪器初始参数
表 1 测量初选条件
负高压 V
灯电流 mA
280
60
辅助灯电流 mA
原子化器高度 载气流量 屏蔽气流量 读数方式
mm
mL·min-1
mL·min-1
测量方法
30
7
600
400
峰面积 标准曲线
3．条件选择试验
按仪器条件允许范围对灯电流（60－100mA）、载气流量（400－1000mL·min-1）对灯