金属元素测定方法.
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Atomic Emissions Spectrometry，ICP-AES） 原子荧光光谱仪(Atomic Fluorescence Spectrometry, AFC ) 砷形态分析仪(Arsenic Analyser ) 全自动直接测汞仪（Direct Mercury Analyser, DMA ）
几种金属离子与双硫腙生成具有特征颜色的螯合物，用三氯甲
烷或四氯化碳萃取后，在相应特征波长下比色可进行相关金属 含量的定量。
双硫腙学名为苯肼硫代羰酰偶氮苯结构式为：
NH NH
C S
N
N
常简写为H2D2。它是紫黑色固体，溶于水及无机酸，溶解时 形成碱金属的双硫腙盐,它溶于氯仿、四氯化碳等有机溶剂中，在 氯仿中的溶解度较大，为17.3g/L。
汞 —— Hg
汞的测定方法：
①双硫腙比色法（GB7469-87），测定范围为2~40μg/L，适合于 生活污水、工业废水和受汞污染的地面水的测定 ②冷原子吸收分光光度法（GB7468-87） ③冷原子荧光法（HJ/T341-2007），检测限为0.0060~1.0μg/L。
铅 —— Pb
铅是可在人体和动植物中蓄积的有毒金属，其主要毒性效应 是导致贫血、神经机能失调和肾损伤等。铅对水生生物的安全浓 度为0.16mg/L。 铅污染主要是由于蓄电池、冶炼、五金、机械、涂料和电镀 等工业废水的排放所造成。 铅的测定方法： 双硫腙分光光度法(GB7470-87)，测定范围为0.01～0.3mg/L， 适用于地表水和废水中铅的测定 原子吸收分光光度法(GB7475-87)
汞 —— Hg
汞及其化合物属于剧毒物质。单质汞不稳定，容易转化成无 机和有机的汞化合物。无机汞有一价和二价两种价态，有机汞有 烷基汞、芳基汞和烷氧基汞等。有机汞化合物的毒性比无机汞及
单质汞强，有机汞又以烷基汞（尤其是短链的烷基汞，如甲基汞）
的毒性最强。 汞可在体内蓄积，进入水体的汞可迁移转化由食物链进入人 体，引起全身中毒，如日本的水俣病就是由甲基汞中毒引起的。 天然水中的汞一般不超过0.1μg/L。 汞的污染可能来自氯碱、塑料、电池、灯泡、仪表、冶炼、 军工、医院等工业废水和废弃物的排放。
14:04:25
原子吸收光谱法的基本原理 一、原子吸收光谱的产生 1.原子的能级与跃迁
基态第一激发态 吸收一定频率的辐射能量。
产生共振吸收线（简称共振线）
激发态基态
吸收光谱
发射出一定频率的辐射。 发射光谱
螯合成环
双硫腙分光光度法测汞原理（GB7469-87）
双硫腙分光光度法测汞原理
有机汞 无机汞
H+,氧化剂
95℃
Hg2+
双硫腙溶液 酸性介质
橙色 螯合物
CCl4 萃取
测其吸光度
485nm
标准曲线定量
碱性条件下
双硫腙
红色络合物
淡红色螯合物
能与双硫腙络合的金属共有20多种。由于双硫腙与金属反
应的选择性不强，因此适当采用下面条件时，测定某种金属才 是特效的： 溶液的pH值 双硫腙的浓度
主要原子光谱技术检测限
分析方法的选择
As,Hg,Se,Sn,Bi,Sb等 难处理样品测定Hg 原子荧光光谱仪
全自动直接测汞仪
确定待测元素种类
研究As的形态
砷形态分析仪
含量mg/L级别
少量的一个或几个元素
含量μg/L级别
火焰原子吸收 石墨炉原子吸收
估计待测元素含量
多种元素
电感耦合等离子发射光谱仪
光谱类型
分子光谱图
原子光谱图
原子吸收光谱法与紫外-可见分光光度法关系：
原子吸收法与紫外-可见分光光度法的基本原理相同， 都遵循Lambert-Beer定律。 原子吸收法与紫外可见光光度法的区别 1）吸光物质的状态不同 原子吸收法：蒸汽相中的基态原子 紫外-可见光光度法：溶液中的分子 2）吸收光谱的不同 原子吸收法：锐线光，线状吸收，半宽约0.01 Å 紫外-可见分光光度法：单色光，带状吸收 根据原子化方式的不同，原子吸收法可分为： 1）火焰原子吸收法 2）非火焰原子吸收法
加入掩蔽剂以排除其它金属元素的干扰。
双硫腙分光光度法的局限性： 仪器的使用 萃取剂的毒性 其它金属元素的干扰
常见金属与双硫腙反应的条件及显色情况
金属 Zn2＋
反应液pH值 4～5.5
常用掩蔽剂 硫代硫酸钠
络合物颜色 紫红色
比色波长（nm） 535
Cd2＋
8～11.5
氰化物 柠檬酸铵 酒石酸钾钠
EDTA 氰化物
红色
518
Hg2＋ Pb2＋
1～ 2 8～10
橙色 淡红色
485 510
金属元素定性定量分析
金属元素光谱分析法
主要原子光谱技术检测限
金属的光谱分析 原子吸收光谱仪（Atomic Adsorption Spectrometry, AAS）
电感耦合等离子发射光谱仪（Inductive Coupled Plasma–
铬的测定方法：
二苯碳酰二肼分光光度法适用于地面水和工业废水六价铬的
测定，测定范围为0.004～1mg/L 火焰原子吸收法测定 总铬
金属元素含量与形态分析流程
样品采集、保存
预处理
分离/富集
仪器分析
滴定、比色
原子光谱
原子质谱
金属Baidu Nhomakorabea素定性定量分析
金属元素的比色分析法
双硫腙分光光度法测定水中金属
水中的锌、汞、镉和铅等金属离子均可用双硫腙分光光度 法进行测定。 水样经消解后，在不同pH值和相应化学物质存在的条件下，
双硫腙对金属离子具有螯合作用
• 螯合物又称内络合物，是螯合物形成体（中心离子）和某些合 乎一定条件的螯合剂（配位体）配合而成具有环状结构的配合 物。“螯合”即成环的意思，犹如螃蟹的两个螯把形成体（中 心离子）钳住似的，故叫螯合物。 • 金属离子在形成螯合物后，在颜色、氧化还原稳定性、溶解度 及晶形等性质发生了巨大的变化。很多金属螯合物具有特征性 的颜色，而且这些螯合物可以溶解于有机溶剂中。利用这些特 点，可以进行沉淀、溶剂萃取分离、比色定量等分析分离工作。
电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-AES）
铬 —— Cr
铬是生物体所必需的微量元素之一。铬的毒性与其存在价态
有关，水中的铬主要有三价和六价两种价态,六价铬具有强毒性， 为致癌物质，并易被人体吸收而在体内蓄积。水中三价铬和六价 铬在一定条件下可以相互转化。 铬主要来源于电镀、制革、纺织、染料、冶金、化工等工业 废水的排放。
几种金属离子与双硫腙生成具有特征颜色的螯合物，用三氯甲
烷或四氯化碳萃取后，在相应特征波长下比色可进行相关金属 含量的定量。
双硫腙学名为苯肼硫代羰酰偶氮苯结构式为：
NH NH
C S
N
N
常简写为H2D2。它是紫黑色固体，溶于水及无机酸，溶解时 形成碱金属的双硫腙盐,它溶于氯仿、四氯化碳等有机溶剂中，在 氯仿中的溶解度较大，为17.3g/L。
汞 —— Hg
汞的测定方法：
①双硫腙比色法（GB7469-87），测定范围为2~40μg/L，适合于 生活污水、工业废水和受汞污染的地面水的测定 ②冷原子吸收分光光度法（GB7468-87） ③冷原子荧光法（HJ/T341-2007），检测限为0.0060~1.0μg/L。
铅 —— Pb
铅是可在人体和动植物中蓄积的有毒金属，其主要毒性效应 是导致贫血、神经机能失调和肾损伤等。铅对水生生物的安全浓 度为0.16mg/L。 铅污染主要是由于蓄电池、冶炼、五金、机械、涂料和电镀 等工业废水的排放所造成。 铅的测定方法： 双硫腙分光光度法(GB7470-87)，测定范围为0.01～0.3mg/L， 适用于地表水和废水中铅的测定 原子吸收分光光度法(GB7475-87)
汞 —— Hg
汞及其化合物属于剧毒物质。单质汞不稳定，容易转化成无 机和有机的汞化合物。无机汞有一价和二价两种价态，有机汞有 烷基汞、芳基汞和烷氧基汞等。有机汞化合物的毒性比无机汞及
单质汞强，有机汞又以烷基汞（尤其是短链的烷基汞，如甲基汞）
的毒性最强。 汞可在体内蓄积，进入水体的汞可迁移转化由食物链进入人 体，引起全身中毒，如日本的水俣病就是由甲基汞中毒引起的。 天然水中的汞一般不超过0.1μg/L。 汞的污染可能来自氯碱、塑料、电池、灯泡、仪表、冶炼、 军工、医院等工业废水和废弃物的排放。
14:04:25
原子吸收光谱法的基本原理 一、原子吸收光谱的产生 1.原子的能级与跃迁
基态第一激发态 吸收一定频率的辐射能量。
产生共振吸收线（简称共振线）
激发态基态
吸收光谱
发射出一定频率的辐射。 发射光谱
螯合成环
双硫腙分光光度法测汞原理（GB7469-87）
双硫腙分光光度法测汞原理
有机汞 无机汞
H+,氧化剂
95℃
Hg2+
双硫腙溶液 酸性介质
橙色 螯合物
CCl4 萃取
测其吸光度
485nm
标准曲线定量
碱性条件下
双硫腙
红色络合物
淡红色螯合物
能与双硫腙络合的金属共有20多种。由于双硫腙与金属反
应的选择性不强，因此适当采用下面条件时，测定某种金属才 是特效的： 溶液的pH值 双硫腙的浓度
主要原子光谱技术检测限
分析方法的选择
As,Hg,Se,Sn,Bi,Sb等 难处理样品测定Hg 原子荧光光谱仪
全自动直接测汞仪
确定待测元素种类
研究As的形态
砷形态分析仪
含量mg/L级别
少量的一个或几个元素
含量μg/L级别
火焰原子吸收 石墨炉原子吸收
估计待测元素含量
多种元素
电感耦合等离子发射光谱仪
光谱类型
分子光谱图
原子光谱图
原子吸收光谱法与紫外-可见分光光度法关系：
原子吸收法与紫外-可见分光光度法的基本原理相同， 都遵循Lambert-Beer定律。 原子吸收法与紫外可见光光度法的区别 1）吸光物质的状态不同 原子吸收法：蒸汽相中的基态原子 紫外-可见光光度法：溶液中的分子 2）吸收光谱的不同 原子吸收法：锐线光，线状吸收，半宽约0.01 Å 紫外-可见分光光度法：单色光，带状吸收 根据原子化方式的不同，原子吸收法可分为： 1）火焰原子吸收法 2）非火焰原子吸收法
加入掩蔽剂以排除其它金属元素的干扰。
双硫腙分光光度法的局限性： 仪器的使用 萃取剂的毒性 其它金属元素的干扰
常见金属与双硫腙反应的条件及显色情况
金属 Zn2＋
反应液pH值 4～5.5
常用掩蔽剂 硫代硫酸钠
络合物颜色 紫红色
比色波长（nm） 535
Cd2＋
8～11.5
氰化物 柠檬酸铵 酒石酸钾钠
EDTA 氰化物
红色
518
Hg2＋ Pb2＋
1～ 2 8～10
橙色 淡红色
485 510
金属元素定性定量分析
金属元素光谱分析法
主要原子光谱技术检测限
金属的光谱分析 原子吸收光谱仪（Atomic Adsorption Spectrometry, AAS）
电感耦合等离子发射光谱仪（Inductive Coupled Plasma–
铬的测定方法：
二苯碳酰二肼分光光度法适用于地面水和工业废水六价铬的
测定，测定范围为0.004～1mg/L 火焰原子吸收法测定 总铬
金属元素含量与形态分析流程
样品采集、保存
预处理
分离/富集
仪器分析
滴定、比色
原子光谱
原子质谱
金属Baidu Nhomakorabea素定性定量分析
金属元素的比色分析法
双硫腙分光光度法测定水中金属
水中的锌、汞、镉和铅等金属离子均可用双硫腙分光光度 法进行测定。 水样经消解后，在不同pH值和相应化学物质存在的条件下，
双硫腙对金属离子具有螯合作用
• 螯合物又称内络合物，是螯合物形成体（中心离子）和某些合 乎一定条件的螯合剂（配位体）配合而成具有环状结构的配合 物。“螯合”即成环的意思，犹如螃蟹的两个螯把形成体（中 心离子）钳住似的，故叫螯合物。 • 金属离子在形成螯合物后，在颜色、氧化还原稳定性、溶解度 及晶形等性质发生了巨大的变化。很多金属螯合物具有特征性 的颜色，而且这些螯合物可以溶解于有机溶剂中。利用这些特 点，可以进行沉淀、溶剂萃取分离、比色定量等分析分离工作。
电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-AES）
铬 —— Cr
铬是生物体所必需的微量元素之一。铬的毒性与其存在价态
有关，水中的铬主要有三价和六价两种价态,六价铬具有强毒性， 为致癌物质，并易被人体吸收而在体内蓄积。水中三价铬和六价 铬在一定条件下可以相互转化。 铬主要来源于电镀、制革、纺织、染料、冶金、化工等工业 废水的排放。