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  • 原子吸收光谱分析

    owoo 发布于 2010-05-11 10:30:08

      1.测定条件的选择

      分析线选择

      通常选用共振吸收线为分析线,测定高含量元素时,可以选用灵敏度较低的非共振吸收线为分析线。As、Se等共振吸收线位于200nm以下的远紫外区,火焰组分对其有明显吸收,故用火焰原子吸收法测定这些元素时,不宜选用共振吸收线为分析线。

      狭缝宽度选择

      狭缝宽度影响光谱通带宽度与检测器接受的能量。原子吸收光谱分析中,光谱重叠干扰的几率小,可以允许使用较宽的狭缝。调节不同的狭缝宽度,测定吸光度随狭缝宽度而变化,当有其它的谱线或非吸收光进入光谱通带内,吸光度将立即减小。不引起吸光度减小的最大狭缝宽度,即为应选取的合适的狭缝宽度。

      空心阴极灯的工作电流选择

      空心阴极灯一般需要预热10-30min才能达到稳定输出。灯电流过小,放电不稳定,故光谱输出不稳定,且光谱输出强度小;灯电流过大,发射谱线变宽,导致灵敏度下降,校正曲线弯曲,灯寿命缩短。选用灯电流的一般原则是,在保证有足够强且稳定的光强输出条件下,尽量使用较低的工作电流。通常以空心阴极灯上标明的最大电流的一半至三分之二作为工作电流。在具体的分析场合,最适宜的工作电流由实验确定。

      原子化条件的选择

      (1)火焰类型和特性:在火焰原子化法中,火焰类型和特性是影响原子化效率的主要因素。对低、中温元素,使用空气-乙炔火焰;对高温元素,宜采用氧化亚氮-乙炔高温火焰;对分析线位于短波区(200nm以下)的元素,使用空气- 氢火焰是合适的。对于确定类型的火焰,稍富燃的火焰(燃气量大于化学计量)是有利的。对氧化物不十分稳定的元素如Cu、Mg、Fe、Co、Ni等,用化学计量火焰(燃气与助燃气的比例与它们之间化学反应计量量相近)或贫燃火焰(燃气量小于化学计量)也是可以的。为了获得所需特性的火焰,需要调节燃气与助燃气的比例。

      (2)燃烧器的高度选择:在火焰区内,自由原子的空间分布是不均匀,且随火焰条件而改变,因此,应调节燃烧器的高度,以使来自空心阴极灯的光束从自由原子浓度最大的火焰区域通过,以期获得高的灵敏度。

      (3)程序升温的条件选择:在石墨炉原子化法中,合理选择干燥、灰化、原子化及除残温度与时间是十分重要的。干燥应在稍低于溶剂沸点的温度下进行,以防止试液飞溅。灰化的目的是除去基体和局外组分,在保证被测元素没有损失的前提下应尽可能使用较高的灰化温度。原子化温度的选择原则是,选用达到最大吸收信号的最低温度作为原子化温度。原子化时间的选择,应以保证完全原子化为准。原子化阶段停止通保护气,以延长自由原子在石墨炉内的平均停留时间。除残的目的是为了消除残留物产生的记忆效应,除残温度应高于原子化温度。

      进样量选择

      进样量过小,吸收信号弱,不便于测量;进样量过大,在火焰原子化法中,对火焰产生冷却效应,在石墨炉原子化法中,会增加除残的困难。在实际工作中,应测定吸光度随进样量的变化,达到最满意的吸光度的进样量,即为应选择的进样量。

      2 分析方法

      3.5.2.1 标准曲线法

      这是最常用的基本分析方法。配制一组合适的标准样品,在最佳测定条件下,由低浓度到高浓度依次测定它们的吸光度A,以吸光度A 对浓度C作图。在相同的测定条件下,测定未知样品的吸光度,从A-C标准曲线上用内插法求出未知样品中被测元素的浓度。

      3.5.2.2 标准加入法

      当无法配制组成匹配的标准样品时,使用标准加入法是合适的。分取几份等量的被测试样,其中一份不加入被测元素,其余各份试样中分别加入不同已知量C1、C2、C3……Cn的被测元素,然后,在标准测定条件下分别测定它们的吸光度A,绘制吸光度A对被测元素加入量 CI的曲线(参见图3.14)。

      如果被测试样中不含被测元素,在正确校正背景之后,曲线应通过原点;如果曲线不通过原点,说明含有被测元素,截距所相应的吸光度就是被测元素所引起的效应。外延曲线与横坐标轴相交,交点至原点的距离所相应的浓度Cx,即为所求的被测元素的含量。应用标准加入法,一定要彻底校正背景。

  • 原子吸收实验技术及应用

    owoo 发布于 2010-06-04 15:02:39

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      原子吸收实验技术及应用

      一. 分析条件的选择

      1. 吸收线的选择:常用分析线 是 共振线,但当有其它组分干扰或测定高含量组分时可选用非共振线。

      2. 狭缝宽度:选择吸收值不减小的最大狭缝宽度;

      3. 灯电流:在保证稳定、合适光强度前提下,尽量选用低工作电流(最大工作电流

      的 ½ 或 ⅓ );

      4. 原子化条件:火焰类型及火焰位置石墨炉升温程序及各段的温度及时间

      --提高原子化效率!

      二. 灵敏度和检出限

      1. 灵敏度(S):包括相对灵敏度和绝对灵敏度

      原子吸收分光光度法中的相对灵敏度以能产生 1% 净吸收即吸光度值 A 为 0.004 34(99%

      T)所需被测元素的浓度来表示:

      (16)

      在火焰原子吸收法中,用相对灵敏度比较方便;

      在石墨炉原子吸收法中,灵敏度决定于石墨炉原子化器中试样的加入量,常用绝对灵敏度来表示。绝对灵敏度指产生 1%

      吸收时所需元素的量:

      (17)

      "灵敏度" 并不能指出可测定元素的最低浓度 或 最小量(未考虑仪器的噪声),它可用 "检出限" 表示。

      2. 检出限:它以被测元素能产生三倍于标准偏差的读数时的浓度来表示:

      式中:c-试液浓度(mg/ml); - 吸光度平均值;

      s-空白溶液吸光度的标准偏差,对空白溶液,至少连续测定10次,从所得吸光度值来求标准偏差。

      "灵敏度" 和 "检测限" 是衡量分析方法和仪器性能的重要指标,"检测限"

      考虑了噪声的影响,其意义比灵敏度更明确。同一元素在不同仪器上有时 "灵敏度"

      相同,但由于两台仪器的噪声水平不同,检测限可相差一个数量级以上。因此,降低噪声,如将仪器预热及选择合适的空心阴极灯的工作电流、光电倍增管的工作电压等等,有利于改进

      "检测限"。

      三. 应用与示例

      原子吸收光谱法具有灵敏度高、干扰小、操作方便等特点。因此,它应用广泛,可测定 70 多种元素。

      (一)各族元素

      1. 碱金属(K、Na、Li、Rb、Cs)

      测定碱金属灵敏度和精密度都很高,且干扰效应较小,尤其是 K、Na、Li 三种元素。

      2. 碱土金属(Be、Mg、Ca、Sr、Ba)

      测定这类元素的最大优点是--专属性好(干扰很少), 这些元素的混合物能容易地用原子吸收法测定。(富然焰)

      ( Mg 的分析灵敏度特别高,是本法测定最灵敏的元素之一)

      3. 有色金属(Cu、Pb、Zn、Cd、Hg、Sn、等 ) Bi、Ti 吸收专属性很高,完全没有元素之间的相互干扰,共振线都在紫外区。

      4. 黑金属(Fe、Co、Ni、Mn、Mo、Cr)

      共同特点:光谱复杂(有很多谱线,尤其是 Fe、Co、Ni )

      因此,应使用高强度空心阴极灯和窄的光谱通带。

      5. 贵金属(Au、Ag、Pt、Rh、Ru、Os、Ir)

      灵敏度高(贫然焰)

      (二)生物样品

      人体中含有三十几种金属元素,如:K、Na、Mg、Ca、Cr、Mo、Fe、Pb、Co、Ni、Cu、Zn、Cd、Mn、Se等,其中大部分为痕量,可用原子吸收分光光度法测定。

      如:发锌的火焰原子化测定

      取枕部距发根1cm的发样约200mg → 洗涤剂水液浸约0.5h → 自来水水冲洗 → 去离子水冲洗 → 烘干 →

      准确称量20mg → 石英消化管中 → HClO4:HNO3=1:5 1ml → 消化后用 0.5% HNO3 定容 → 测定 A

      (三)环境样品

      空气、水、土壤等样品中各种有害微量元素的检测如:水中的 Pb、Zn、Cd 等测定。

  • 原子吸收“大有可为”

    gretayuan 发布于 2012-08-16 18:40:16

      原子吸收“大有可为”

      火焰原子吸收技术本身确有其局限性,例如,耐热(难熔)元素(refractory elements)形成氧化物或氢氧化物后,很难离解成原子,需要更高温度,用户一般不大愿意用一氧化二氮–乙炔火焰,国内瑞利公司推出掺氧的空气-乙炔焰,这将是个突破性进展。所以,黄本立院士指出,原子吸收在突破其局限性方面仍“大有可为”:

      1、“血铅仪”等专用仪器市场前景看好

      原子吸收可针对环境、食品等样品中As、Cd、Pb等有害元素分析而设计成专用、现场、便携仪器。例如,2009年屡屡爆发的血铅超标事件,严重威胁着儿童的健康。政府非常重视环境重金属污染问题,对环保监测部门在硬件和软件方面提出更高的要求,相应的促进了对现场、快速检测仪器的需求,而原子吸收在这方面有独特的优势,所以原子吸收专用仪器的发展面临着巨大的市场机会。

      2、“石墨炉”是目前原子吸收技术研究热点

      可以如此认为,“目前,我国火焰原子吸收光谱仪的技术水平已达到国外进口仪器的水平;但石墨炉原子吸收光谱仪的技术水平还与国际先进水平有一定差距。”

      石墨炉原子吸收速度略慢、价格也相对较贵,但其检出限可与ICP/MS相媲美,而价格则相差一个数量级,所以,未来研究热点可能集中在降低石墨炉电源功率、研发新型石墨材料和新型石墨管以及背景扣除技术等方面。

      3、“联用技术”是目前原子吸收应用热点

      原子吸收光谱将所有的“东西”变成原子状态,这是其主要的特色,也是其局限性所在,需要与其它方法,如色谱、电泳、质谱等结合起来,即联用技术,原子吸收作为最后的检测技术。

  • 原子吸收在分析应用中的常见问题

    zerotime 发布于 2014-09-29 10:09:55

    原子吸收光谱法自二十世纪五十年代中期问世以来,在国内、外都得到了迅速的发展,由于其具有方法灵敏、准确、选择性好、抗干扰能力强、快速等优点,而被广泛地应用化学分析的各个领域,并且部分被列为标准分析方法。近年来,原子吸收光谱法在水质检测领域也得到了广泛的重视和应用,众多的基层水质检测部门都已装备了这种仪器,并已成为一种日常惯用的分析手段和方法。
    用原子吸收光谱法进行样品的分析确实是一种简便且易掌握的分析方法,但决不是一种精密度很高的分析方法,其主要原因是原子吸收光谱仪的干扰因素多,如用火焰原子吸收进行分析时,火焰的波动、溶液提升量等;用石墨炉原子吸收进行分析时,石墨管的质量、光谱干扰等因素是不易控制的。
    本篇论文根据本人的实际工作经验,谈谈在用原子吸收光谱仪进行质控考核时,应注意的几个方面:
    1、对于各种样品都有最适应它的分析方法,要了解原子吸收光谱法的应用范围,考虑它的适应性。众所周知,石墨炉原子吸收的绝对检出限值是很高的,单从这一点来看,有人错误地认为浓度高的样品用石墨炉原子吸收法也能够测定,或者错误地认为石墨炉原子吸收法测定的动态范围很宽,并有很高的精度
    例如:一个厂家在购买仪器时,认为还是检出限指标好的仪器好,觉得能测定低浓度的溶液当然也就一定能够测定高浓度的溶液。但是,当买回仪器一用才明白,这种判断是错误的,对于高浓度的溶液必须稀释到适当的浓度范围才能测定。因此,对于高浓度样品的测定来说,选用高精度的测定方法,如选用分光光度法比选用原子吸收法进行测定要好。这是因为原子吸收光谱法是测量光的吸收,而吸收线和空心阴极灯的发射线的半宽度之比不过10左右,所以不能像发射光谱法那样,同时测定浓度范围很宽的样品。
    2、绘制正确的工作曲线
    由于原子吸收法的线性范围窄,因此绘制正确的工作曲线就显的尤为重要。在做工作曲线时要注意以下几点:
    (1)、绘制一条工作曲线至少要取5至7点,并且每一个点要重复测定两次或多次,直到平行样的测定值满足要求后,再进行下一个点的测定。
    (2)、标准样品和待测样品必须使用相同的溶剂系统。
    (3)、工作曲线所选用的浓度范围要包括待测样品的浓度。原子吸收法较理想的线性范围在吸光度的0.1~0.5之内,如浓度再高,标准曲线就显著地弯曲了。所以,原子吸收法只能比分光光度法测定的浓度范围更窄。作为补救的方法之一,就是把各种灵敏度不同的吸收线连接起来使用,以实现宽浓度范围的测定。然而,这种方法不太适用吸收线少的碱金属和碱土金属元素,只能勉强适用于铅、铜、铁、锰、铂等元素。作为另一种补救的方法是在工作曲线开始弯曲的地方多加测几个点,以便绘制正确的工作曲线,也可用一元二次方程绘制工作曲线。
    3、样品稀释对分析结果的影响
    原子吸收在水质检测领域中常用到的是火焰原子吸收和石墨炉原子吸收两种分析方法。由于两种方法的灵敏度不同,因此,应根据样品的浓度范围选择相应的分析方法。
    同一项目不同的仪器其工作范围是不同的。在作样品之前,首先应清楚自己使用的仪器的工作范围。如果,样品的浓度范围不在自己仪器工作范围之内,那么就要考虑稀释样品,使稀释后样品的浓度范围在仪器工作范围之内。值得注意的是:稀释的倍数不易过大,用石墨炉原子吸收进行检测时这一点尤为重要。这是因为石墨炉原子吸收的灵敏度很高,所用的蒸馏水、去离子水及酸中必然含有杂质,这就会产生测量误差。
    4、酸对测定的影响
    (1)、对空白值的影响
    几年前,在用石墨炉原子吸收光谱法做铅的标准曲线是,突然发现,空白值一下高出许多。当时怀疑是容器污染了,又重新洗容器,重新配制空白溶液(用1%HNO3的去离子水做空白值的测定),结果仍然如此,重新更换石墨管也不起作用。经过反复试验,最终发现是硝酸的干扰。当时用的硝酸是新开启的,并且与上次用的不是一个生产厂家。
    (2)、对灵敏度的影响
    由于一些生产厂家生产的硝酸中含杂质的量比标签上所标注的量要高,在用石墨炉原子吸收光谱法测定时,使测定的灵敏度降低。如遇到此情况,重新更换硝酸,或在水样前处理过程中,尽可能少用或不用硝酸。
    由于不同生产厂家生产的酸,杂质的含量是不相同的。因此,在用石墨炉进行水样分析时,一定要注意:配标准系列所加的酸与水样中所加的酸一定是同一厂家同一批号的酸,只有这样才能把酸对标准系列测定和对水样测定的误差控制在同一水平线上。这一点在石墨炉原子吸收分析中尤为重要。
    总之,利用原子吸收光谱法进行样品分析时,一方面要对仪器的性能有足够的认识;另一方面要在实际中不断总结经验,提高分析技巧。只有这样,才能取得令人满意的分析结果。
  • 原子吸收的几种特殊技术

    zerotime 发布于 2007-12-22 17:16:01

    AAS中的几种特殊技术
    1.背景校正技术
    AAS仪中已有氘灯和碘钨灯连续光源背景校正、塞曼效应背景校正和空心阴极灯强脉冲自吸背景校正等方法。其中塞曼效应校正背景还衍生出几种不同的磁场调制与排列方式。以下介绍各种背景方法要点。
    1.1连续光源背景校正:这是现代AAS仪中应用最广泛的一种AAS仪器背景校正方法,尤其在FAAS中,它占有相当重要地位。其原理为:用待测元素HCL的辐射作样品光束,测量总的吸收信号,用连续光源(多用是氘灯)的辐射作参比光束,在同一波长下测量吸收值。对连续背景,它对HCL和连续光源辐射有相同的吸收,待测原子对连续光源也有吸收,但由于元素分析线很窄,不到通带宽度的1%,故可以忽略,连续光源所测值可视为纯背景吸收,光辐射交替通过原子化器,两次所测吸光值相减使背景得到校正。在实际使用时,要求精心调配使氘灯连续光源和HCL锐线光源强度匹配,并尽可能使光斑重合一致。近年,Jena公司通过设计氘空心阴极灯的几何形状和成象光学部件,使两种辐射光束穿过完全相同的吸收体积,有效地避免了因双灯源的采用,而带来的光学平衡问题。由于氘灯 在长波范围(大于350.0nm)内能量较低,要与碘钨灯配合适用。该法应用波段有限制,有时还产生背景校正过度或不足。如果共存物的原子对通过单色器的连续辐射产生吸收,会出现补偿过度现象。连续光源背景校对FAAS较好,对GFAAS效应不佳。
    1.2自吸效应背景校正:自吸效应背景校正法,又称S-H法,其原理:以低电流脉冲供电。空心阴极灯发射锐线光谱,测的原子吸收与背景吸收的总吸光度,以短时高电流脉冲供电发射线产生自吸效应,辐射能量由于自吸变宽而几种与原波长的两侧。不为原子蒸气所吸收,所测为背景吸收值。将两值相减得到校正后的原子吸收值。这种方法是简单和成本低,能校正某些结构背景与原子谱线重叠干扰,无光能损失,可以进行全波长校正但许多元素不能产生自吸,两种脉冲电流下HCL谱线宽度有差别,校正不够精确,有些元素如Al、Ca、Sr、Ba、V 等其灵敏度降低,检出限变差,强脉冲电流影响HCL的寿命,该法仅适用于FAAS法。对GFAAS法效果不明显,基本上作为其他校正法的补充。
    1.3塞曼效应背景校正:这种背景校正的基础是:吸收线在磁场作用下,产生分裂成平行磁场 π组分和垂直于磁场α+、α-组分。偏振组分α+、α-有中心波长位移,若频移足够大时,不为待测物所吸收,测量的只是背景吸收,若恒定磁场调制方式,π组分和背景吸收所测吸光值为原子吸收于背景吸收的总吸收值。若是交变磁场调制方式,当磁场关闭时,吸收相不发生分裂。所测吸光值为原子吸收于背景吸收的总值。将两种测定值相减(即原子吸收与背景吸收总值减去背景吸收值)可以使背景得到校正。目前商品仪器有两大类:恒定磁场(固定磁场)和交变磁场,可配置于光源上或原子化器。近年来,以配置在GFAAS较多,火焰应用较少。恒定磁场往往塞曼效应谱线分裂不完整,而降低测量的准确性 。 同时仪器灵敏度往往低于正常AAS的一半。永久磁长期使用会退磁。若采 用旋转偏振器,会出现某种程度不平衡,使背景校正能力下降,由于上述缺陷,仪器公司采用横向交流交变磁场吸收线调制法。但如果交变磁场强度不够,工作曲线出现反转。最近有公司开发纵向交流交变磁场,省略可偏振元件,使分析动态范围大大拓宽。从仪器使用考虑,选择应用横向交流塞曼效应较好,这种系统具有最佳双光束性能,背景校正能力高而准确,线性和灵敏度于常规AAS相类似,检出限比连续光源背景校正器好。分析(工作)曲线反转问题较少。能全波段背景校正。近来有仪器公司推出了3-磁场塞曼效应背景校正技术,该模式除高磁和零磁场之外,还有第三个中间磁场强度,可根据被测浓度要求,通过软件选择最佳中间磁场强度可使动态范围扩展10倍。
    2 进样技术
    传统FAAS法,一般采用气动雾化进样,该法缺点是样液消耗量大。高盐量样品极易堵塞喷雾系统,采用简便的微量进样器,如双脉冲微量进样器或节流脉冲进样器,以间断的小体积喷雾取代传统连续喷雾。既做到样液用量小,又避免喷雾系统堵塞现象,近年来,随着流动折射技术发展,微量进样技术自动化程度提高,保证了信号稳定性、重复性,为在线分析测定提供良好基础。GFAAS法,基本上采用全自动微量进样技术。但值得关注的是J ena 公司采用直接固体进样GFAAS分析技术;它可以将样品粉末或猝片直接放如裂解石墨样品舟.称样后,用固体进样器放如石墨营进行正常程序分析样品,其特点:直接分析原始样品,无需将样品消解或溶解、稀释,降低污染可能性,较少的样品可以进行分析测试,灵敏度高,达fg级检出水平。但仪器配件成本较高,推广有一定难度。
    3.原子化技术
    GAASA原子化,常用空气——乙炔火焰。对于高温(原子化)元素如Al、Ba、V等采用氧化亚氮——乙炔火焰。国内有人提出用富氧——乙炔火焰它与氧化亚氮——乙炔相比较,具有操作简单、耗气小、火焰较稳定、不易回火,可测定部分高温元素。GFAAS原子化近来不少厂商提出横向加热石墨炉技术,它明显优点是沿光束方向的石墨营温度均匀一致、没有温度梯度,可以降低基体效应和记忆效应。不引起灵敏度损失。原子化温度能降低(在正常情况下)几百度,对那些难熔元素V、M0原子化很有利。
    4.原子捕集技术
    原子捕集是通过在火焰中浓度被测原子和延长自由原子在石英营测量光路中停留时间,增大营内原子密度,从而提高FAAS分析灵敏度有效途径。国内已经成功采用石英缝管技术测定Cu、Pb、Zn、Cd、Au、Ag等被测元素。当其他富集技术与原子捕集技术相结合,可使测定灵敏进一步提高。如黄原酯棉与石英缝管结合应用,可使Pb灵敏度提高30倍以上,离子交换与石英缝管联合使用。Ni、Cd灵敏度提高近40倍。采用萃取富集与石英缝管结合可以在形态分析中被测定物Sb(Ⅲ)、Sb(Ⅴ)、As(Ⅲ)、As(Ⅴ)、Te(Ⅳ)、Te(Ⅵ)等准确测量成为可能,但值得注意的是高效捕集和瞬时释放是缝管原子捕集获得提高灵敏度的关键。解离能大于4.2eV的氧化物。难以在捕集温度下解离。因此不适合用缝管原子捕集法测定。
    5.增感技术
    在AAS分析中,应用表面活性剂的增感作用提高其灵敏度已被广泛应用。阴离子表面活性剂增感作用较好。氧离子和中性表面活性剂增感作用不明显。增感作用(效应)与表面活性剂电荷类型有关。表面活性剂的效应表现在三方面:再分配富集作用;提供强还原性气氛;改变试液的提升效率(降低液体表面张力)。有机试剂是另外一种增感作用较好试剂,尤其酚类和芳香羟基羧酸类化合物,其增感作用最明显,它易与某些元素形成络合物,有利于原子化。
    6.氢化物发生技术
    As、Sb、Bi、Ge、Sn、Pb、Se、Te、In、Tl等元素,在FAAS分析测定中灵敏度不高,As、Sb、Bi、Se、Te、Pb等元素的最佳分析线都处于近紫外区(小于230nm)在常规火焰中产生严重背景干扰,使信噪比下降,目前较普遍采用一种有效方法:使用硼氢化钠(钾)——酸反应体系发生氢化物法。将As、Sb、Bi……等还原成具有挥发性、易解离、气态的共价氢化物。(反机机理见2.3)。所生成氢化物用惰性气体(Ar或N2气体)作载气导入原子化装置中或用冷阱捕集起来。用AAS法测定用于氢化物原子化装置有:火焰原子化器外焰加热石英管原子化器,管内火焰原子化器,电热石英管原子化器和石墨炉原子化器,其中后两种已有商品仪器,国内采用电热石英管原子器比较成功。氢化物发生装置国内已经批量生产。由于氢化物发生—原子吸收法具有灵敏度高,能分离基体富集所测定元素。其干扰较小,背景少、装置简单、易操作、价格低廉,分析快速,已推广应用于As、Sb、Bi、Se、Te、Ge、Sn、Pb、In、Tl等元素微量测定。使用该法应注意有以下几点:①酸的种类及浓度的影响。②NaBH4(KBH4)溶液浓度的选择。③反应体积的影响。④载气及载气流量的选择。⑤干扰及干扰的消除。
    7.联用技术
    金属化学形态分析是随着环境科学是深入而向现代分析工作者提出了一个新课题:由于环境中的金属含量低而化学形态各有不同。基体复杂,干扰因素多等问题。在分析技术不同程度上受灵敏度和选择性方面的限制。采用色谱——原子吸收联用技术,既能发挥色谱高效选择和分离特点、又能利用AAS法检测专一性,很好地将灵敏的优点应用到金属化学形态分析中。色谱—原子吸收法有三大类:(1)气相色谱—原子吸收联用。(2)液相(包括高效液相)色谱—原子吸收联用。(3)离子色谱—原子吸收联用。色谱仪既可以与FAAS连接,也可以与GFAAS连接或QFAAS(石英炉原子吸收)。其中色谱—GFAAS联用系统较色谱—GFAAS联用系统灵敏度高2-3个数量级而色谱—GFAAS设备昂贵,采用色谱—QFAAS比较简单,价格低廉,灵敏度可达到色谱—GFAAS水平。目前已有很多商品仪器(AAS或GFAAS)可以连接色谱仪。目前曾有人采用流动注射—交换柱—缝管捕集技术—FAAS联用测定Ag,并取得很好效果。2000年德国Jena公司推出氢化物—石墨炉联用技术(HydrEA技术)。将全自动氢化物分析技术把汞/氢化物在石墨管中富集并进行原子化。它具有改善检出限;降低基体效应;减少污染源降低交叉污染显著优点。
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  • [论坛]原子吸收光谱法中标准加入法的局限性

    zerotime 发布于 2008-01-09 16:23:43

    原子吸收光谱法中标准加入法的局限性
    原子吸收光谱法是一种相对测量法,必须采用校准的方法来获得未知样品中待测元素的浓度。校准方法是否准确,取决于待测元素在分析样品和校准溶液中是否具有完全相同的分析行为。一旦由于样品中的共存物影响了待测元素的分析行为,使之不同与校准溶液中该元素的行为,则可能使完全相同浓度的溶液给出不同的吸收值,引起干扰。
    如果对干扰不够重视,未采取相应的消除措施,往往使测定结果不准确。在原子吸收光谱分析中,常采用标准加入法来抵消干扰,减少分析误差。然而,如果对标准加入法应用不慎,将会引起严重的分析误差,本文将对该法的局限性作一探讨。

    校准加入法是将不同量的标准溶液分别加入数份等体积的试样溶液之中,其中一份试样溶液不加标准,均稀释至相同体积后测定(并制备一个样品空白)。以测定溶液中外加标准物质的浓度为横坐标,以吸光度为纵坐标对应作图,然后将直线延长使之与浓度轴相交,交点对应的浓度值即为试样溶液中待测元素的浓度。标准加入法的曲线如图1所示。图x的绝对值即为测定溶液中被测元素的浓度。
    在原子吸收分析时,用标准加入法一般须满足三个条件:第一,待测元素浓度从零至最大加入标准浓度范围,必须与吸光度值具有线性关系,并且标准曲线通过坐标原点。第二,在测定溶液中的干扰物质浓度必须恒定。第三,加入标准物质产生的响应值与原样品中待测元素产生的响应值相同。
    2、标准加入法的存在的一些问题
    2.1.浓度的估计和测定的浓度范围
    在标准加入法中,为获得准确的结果和较好的精密度,要求加入标准的浓度系列为样品中待测元素的一倍到数倍。为了确定往样品中加入标准的浓度,就必须估计样品中待测元素的浓度,这使得该操作难以自动化。例如,茶叶消化样中铅的浓度范围为0.005~0.08mg/ml,如果用一种固定的加入量来对待不同的茶叶消化样容易导致结果误差大。
    响应值与浓度间的线形关系是标准加入法能够成立的基础。在标准加入法中,要求加入标准的浓度系列为样品中待测元素的一倍到数倍,所以可分析的最高浓度只有标准曲线法的1/2~1/5。有研究表明[,假定原子吸收法的线形范围为0~200个单位,如果要求标准加入法的测定相对标准偏差不得超过5%,那么可用的分析范围为5~40个单位。这比标准曲线法的测定范围窄多了。减少加入量可以扩大测定样品的线形范围,但要以降低精密度为代价。
    2.2测定的精密度和分析速度
    由于标准加入法一般测定浓度较低的样品,受方法本身所固有的随机误差影响较大,导致测定的精密度下降。有研究表明:标准加入法在理想条件下所产生结果的标准偏差总比标准曲线法大将近一倍。如果加入标准的浓度不合适,则标准偏差将更加不理想。
    在标准加入法中,为获得准确的结果和较好的精密度,分析每一个样品都必须进行2~3次加标且加标的浓度应该不同,使得分析速度大大降低。这在进行大规模样品分析中难以推广。在实际样品分析中,有人采用单点的标准加入法,可以使分析速度大大提高,但必须以牺牲精密度和准确度为代价。
    2.3加和性干扰
    如果测得的吸光度A中,除了待测元素的吸收B外,还有一个附加的吸收C,且C不随待测元素的浓度而变化(C值可以是正的,也可以是负的),则这种干扰为加和性干扰。加和性干扰的特点是不改变曲线的斜率和形状,只改变曲线的在吸收轴上的截距。
    光谱线干扰、背景吸收和污染等一般可归于加和性干扰。加和性干扰采用标准加入法是消除不了的。测得的吸光度A=B+C,无论如何加入已知浓度的待测元素,C值是始终消除不了的。校正光谱线干扰和背景吸收的方法是配制尽可能与样品相同基体的标准系列,同时进行背景校正。校正污染需使用完全与样品一样,经过相同前处理的空白作参比。
    2.4特效性干扰
    在标准加入法中,加入元素和待测元素从表面上看是同一元素,两者又同处于相同的环境,似乎应该具有完全相同的分析行为。但是,问题并非如此简单,在一定的条件下,即使不同的物种、不同的化合物也可能有不同的分析行为,常常表现为不同浓度的分析元素受到的干扰程度不同,这称为特效性干扰。
    在火焰原子吸收中,全部的电离干扰和部分的化学干扰都属于特效性干扰,不能通过标准加入法来消除。电离干扰可加入消电离剂(电离电位低元素)等方法来抑制,而特效性的化学干扰可加入稀放剂、保护剂等方法来抑制。
    在石墨炉原子吸收中,许多基体干扰(多数的蒸发干扰和全部气相干扰)是特效性的,不能通过标准加入法来校正。例如,如果标准溶液中的待测元素是以不挥发的无机盐类的形式存在,而样品中的待测元素是以较挥发的有机化合物的形式存在,那么很可能在挥发阶段阶段样品中的待测元素挥发损失了一部分,而标准中的待测元素留下了,显然结果不可能正确。这部分的干扰应通过异构重整或基体改进技术加以抑制。
    3、结论
    (1)与标准曲线法相比,校准加入法测定的浓度范围变窄,精密度下降,操作烦琐,分析效率大大降低;
    (2)校准加入法不能消除加和性干扰,如光谱线干扰,背景吸收和污染等;
    (3)校准加入法不能消除特效性干扰,如火焰原子吸收中电离干扰和化学干扰,石墨炉原子吸收中的特效性基体干扰。

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  • 建立时间: 2016-06-01
  • 更新时间: 2016-06-01

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