原子吸收分光光度法--元素分析概论
原子吸收分光光度法由于其本身所具有的许多优点,已经在冶金、地质、化工、农业、医药环保等各个领域获得了广泛的应用。尽管预处理的方法因试样性质不同而不同,但无论试样是固体还是液体,是无机物还是有机物,都不妨碍用原子吸收分光光度法来进行测定。元素周期表上的大多数元素都可以用原子吸收分光光度法进行测定。
1.碱金属
碱金属(Li,Na,K,Rb,Cs)是用原子吸收分光光度法测定的灵敏度很高的一类元素。碱金属盐沸点较低,通过火焰区能立刻蒸发产生背景吸收。它们的电离电位低,易于电离。它们的主要共振线位于可见区或近红外区,激发电位很低。因此,用空气一乙炔火焰测定碱金属通常是合适的。用空气一乙炔火焰原子吸收法测定碱金属时,可加入另一种更易电离的碱金属来抑制电离干扰。用空心阴极灯做光源时,宜在较低的电流下工作,以减少谱线自吸和变宽效应。测定Na宜用窄光谱通带,测定Li,K,Rb,Cs用较宽一些的光谱通带。
2.碱土金属
碱土金属元素(Be,mg,Ca,Sr,Ba)在火焰中易生成氧化物和少量的MOH型化合物,原子化效率强烈地依赖于火焰组成和火焰高度,因此,必须仔细地控制燃气与助燃气的比例,恰当地调节燃烧器的高度。为了完全分解和防止氧化物的形成,应使用富燃火焰。在空气一乙炔火焰中,碱土金属有一定程度的电离,加入碱金属可抑制电离干扰。磷酸根、硫酸根、硅酸根、铝、铁、钛、铬、钒对测定碱土金属有干扰,干扰作用依赖于火焰高度,加入有机络合剂EDTA、8-羟基喹啉与释放剂La,Sr可消除上述干扰。使用氧化亚氮一乙炔高温火焰可以减小以至完全消除某些化学干扰。同时由于火焰温度高,有利于自由原子的形成,可以提高测定灵敏度。由于火焰温度高,电离干扰增大,这时应加入少量碱金属来抑制电离干扰。但是,大量碱金属的存在会妨碍碱土金属的离解,反而要降低测定灵敏度。
镁是原子吸收分析法测定的最灵敏的元素之一。测定灵敏度按Mg,Ca,Sr,Ba顺序下降。在空气一乙炔火焰中Be的原子化效率很低,用这种火焰不能有效地测定它。
3.有色金属
这一组元素包括Cu,Zn,Cd,Hg,Sn,Pb,S,Bi等。原子吸收分光光度法能有效地测定这组元素。这组元素的化合物容易离解,而且不形成难挥发性化合物,除了锡可能形成难离解的稳定氧化物之外,试样的组成对这组元素的测定影响较小,方法具有良好的选择性。
这组元素的共振吸收线分布在近紫外区火焰发射的影响可以不必考虑但火焰气体吸收的影响比较显著,而且随火焰组成而发生变化,因此,必须仔细地控制火焰的组成。Sb,Bi宜在富燃火焰中测定,Sn在氢火焰中比在乙炔火焰中具有更高的灵敏度,汞一般用冷原子吸收法测定,灵敏度可以达到10-9级。一般说来,使用空心阴极灯光源测定这些元素,选用较小的灯电流是有利的。用氢化法测定Pb,Sn,Sb,Bi等,可以提高灵敏度。利用有机溶剂萃取法进行富集,可以提高测定这些元素的灵敏度,常用吡咯烷二硫代氨基甲酸铵一甲基异丁酮同时萃取这些元素。应该注意的是,要避免使用硝酸,因为硝酸会分解吡咯烷二硫代氨基甲酸铵。其他络合剂如二硫腙等也是很好的萃取剂。
4.黑色金属
这组元素包括Fe,Ni,Cr,Mo,Mn等。在合金中,这些元素常共存在一起。这组元素的一个明显的特点是它们的光谱都很复杂,因此,应用高强度空心阴极灯光源和窄的光谱通带进行测定是有利的。Fe,Ni,Mn一般用贫燃空气一乙炔火焰进行测定。测定Cr,Mo一般用富燃乙炔一空气火焰,用氧化亚氮乙炔高温火焰更好,因为铬、钼在火焰中形成难离解的氧化物,使用高温火焰有利于氧化物的离解。用空气一氢火焰测定铬,灵敏度也相当高。
5.贵金属
贵金属在某些试样中含量很低,一般要经过化学富集之后才能进行测定。Ag,Au,Pd的化合物容易实现原子化,用原子吸收法测定有很高的灵敏度,宜用贫燃乙炔一空气火焰。Ag,Pd要选用较窄的光谱通带。
6.难熔元素
这组元素包括B,Be,Si,Ge,V,Nb,Ta,W,Th,U,Re,Sc,Y和稀土元素。它们容易形成难离解的耐熔氧化物,必须在强还原性空气一乙炔火焰中进行测定,最好在氧化亚氮一乙炔高温火焰中进行测定,并严格控制火焰条件,因为稍许偏离最佳条件,都会导致灵敏度有相当大的降低,即使在最佳条件下测定,测定这些元素的灵敏度也不高。由于B,Si,Zr,Hf,V,Ta,W,U等生成稳定的碳化物,因此用石墨炉原子化法测定,灵敏度也不会令人满意。重稀土的测定灵敏度高于轻稀土元素,稀土元素之间的相互干扰不大。利用间接原子吸收法可以提高测定这些元素的灵敏度。
