原子吸收光谱的分析方法
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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)。
2.化学干扰的抑制
通过在标准溶液和试液中加入某种光谱化学缓冲剂来抑制或 减少化学干扰: (1)提高火焰温度 (2)释放剂—优先与干扰离子反应。
来自样品基体的背景干扰 宽带吸收: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 的吸收,如CaOH分子宽带对Ba线 的干扰。
粒子散射:一些高浓度的元素,如Ti,Zr,W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 生散射;有机溶剂的不完全 燃烧产生的微粒碳也 会对光产生散射。
二、物理干扰
b.计算法 设容量瓶A,待测元素浓度cx,吸光度Ax 容量瓶B,待测元素浓度为(cx+cs),吸光度为Ax+s ,可求得被测试液元素的浓度为:
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(10.0μg·mL-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。
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
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
2). 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:火焰的连续背景发射,可通过光源调制消除
。
2. 背景干扰
来自燃烧气的背景干扰
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 的吸收;
粒子散射:火焰中固体粒子对光的散射
解: cZn = Ax·cS /Ax+S-Ax= 0.210 ×10.0 /0.686- 0.210 =4.41 μg/mL
水样中锌的含量: cZn =4.41 × 50.00 × 100/1000 × 25 = 0.822 mg/L
方法评价
(1) 灵敏度(S)——灵敏度(Sensitivity)IUPAC规定,分析标准函数的一次
干扰及其抑制
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. 谱线干扰和抑制 1). 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0.1Å的谱线。 消除:另选分析线。如V线(3082.11Å)对Al 线(3082.15 Å)的干扰; 多谱线的元素产生的谱线之间的干扰等。
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(3~5s)内去除试样残留物,温度应高于原子化温度。
定量分析方法
1.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。
2.标准加入法
a.作图法 b.计算法
a.作图法
取若干份体积相同的试液(cX),依次按比例加入不同量的待测物的标 准溶液(cO),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: AX,A1,A2,A3,A4……。
以A对浓度c 做图得一直线, 图中cX点即待测溶液浓度。
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1/2~2/3),最佳灯电流通过实 验确定。
(3) 通带(调节狭缝宽度)
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!
5)化学分离:溶剂萃取、离子交换、沉淀分离等
三、电离干扰
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。 消除:加入消电离剂 (比被测元素有更低的电离电位,主要 为碱金属元素化合物),从而抑制待测原子的电离。如大量 KCl的加入可抑制Ba的电离,
(1) 分析线
分析条件的选择
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
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。
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。 (3)保护剂—生成稳定易挥发物。 与待测元素形成稳定的络合物,防止干扰物 质与其作用 。例:加入EDTA生成EDTA-Ca,避免磷酸根与钙作用。
4)加入缓冲剂或基体改进剂:例如加入EDTA可使Cd的原子 化温度降低。
来源:试样粘度、表面张力使其进入火焰的速度或喷雾效 率改变引起的干扰。
消除:可通过配制与试样具有相似组成的标准溶液或标准 加入法来克服。
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ห้องสมุดไป่ตู้响到待测元素的原子化效率,是主要干扰源。
1. 化学干扰的类型
(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。
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)。
2.化学干扰的抑制
通过在标准溶液和试液中加入某种光谱化学缓冲剂来抑制或 减少化学干扰: (1)提高火焰温度 (2)释放剂—优先与干扰离子反应。
来自样品基体的背景干扰 宽带吸收: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 的吸收,如CaOH分子宽带对Ba线 的干扰。
粒子散射:一些高浓度的元素,如Ti,Zr,W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 生散射;有机溶剂的不完全 燃烧产生的微粒碳也 会对光产生散射。
二、物理干扰
b.计算法 设容量瓶A,待测元素浓度cx,吸光度Ax 容量瓶B,待测元素浓度为(cx+cs),吸光度为Ax+s ,可求得被测试液元素的浓度为:
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(10.0μg·mL-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。
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
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
2). 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:火焰的连续背景发射,可通过光源调制消除
。
2. 背景干扰
来自燃烧气的背景干扰
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 的吸收;
粒子散射:火焰中固体粒子对光的散射
解: cZn = Ax·cS /Ax+S-Ax= 0.210 ×10.0 /0.686- 0.210 =4.41 μg/mL
水样中锌的含量: cZn =4.41 × 50.00 × 100/1000 × 25 = 0.822 mg/L
方法评价
(1) 灵敏度(S)——灵敏度(Sensitivity)IUPAC规定,分析标准函数的一次
干扰及其抑制
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. 谱线干扰和抑制 1). 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0.1Å的谱线。 消除:另选分析线。如V线(3082.11Å)对Al 线(3082.15 Å)的干扰; 多谱线的元素产生的谱线之间的干扰等。
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(3~5s)内去除试样残留物,温度应高于原子化温度。
定量分析方法
1.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。
2.标准加入法
a.作图法 b.计算法
a.作图法
取若干份体积相同的试液(cX),依次按比例加入不同量的待测物的标 准溶液(cO),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: AX,A1,A2,A3,A4……。
以A对浓度c 做图得一直线, 图中cX点即待测溶液浓度。
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1/2~2/3),最佳灯电流通过实 验确定。
(3) 通带(调节狭缝宽度)
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!
5)化学分离:溶剂萃取、离子交换、沉淀分离等
三、电离干扰
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。 消除:加入消电离剂 (比被测元素有更低的电离电位,主要 为碱金属元素化合物),从而抑制待测原子的电离。如大量 KCl的加入可抑制Ba的电离,
(1) 分析线
分析条件的选择
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
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。
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。 (3)保护剂—生成稳定易挥发物。 与待测元素形成稳定的络合物,防止干扰物 质与其作用 。例:加入EDTA生成EDTA-Ca,避免磷酸根与钙作用。
4)加入缓冲剂或基体改进剂:例如加入EDTA可使Cd的原子 化温度降低。
来源:试样粘度、表面张力使其进入火焰的速度或喷雾效 率改变引起的干扰。
消除:可通过配制与试样具有相似组成的标准溶液或标准 加入法来克服。
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ห้องสมุดไป่ตู้响到待测元素的原子化效率,是主要干扰源。
1. 化学干扰的类型
(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。