原子吸收分光光度法实验技术

'原子吸收分光光度计化学化工学院荆俊杰2021/9/3 原子吸收光谱法（AAS），亦称原子吸收分光光度法，是基于蒸气相中待测元素的基态原子对其共振辐射的吸收强度来测定试样中该元素含量的一种仪器分析方法。它是测定痕量和超痕量元素的有效方法。一、原子吸收分光光度法的含义2021/9/3 二、AAS法的应用1）在元素分析中的应用2）在理论研究中的应用3）在有机分析中的应用4）在金属元素形态分析2021/9/3 1）AAS法在元素分析中的应用原子吸收光谱分析在元素分析中的应用最为广泛。现已广泛应用于工业、农业、生化、地质、治金、食品、环保等各个领域，日前原子吸收已成为金属元素分析的最为有力工具之一，而且在许多领域已作为标准分析方法。能检测70余种金属元素含量。2021/9/3 2）在理论研究中的应用能测定活化能、气体原子扩散系数、解离能、蒸气压等。2021/9/3 3）在有机分析中的应用多种有机物与相应的金属元素之间的化学计量反应而间接测定有机化合物。如8-羟基奎啉（Cu）。2021/9/3 4）在金属元素形态分析通过气液色谱分离后以原子吸收测定，可以分析金属元素的不同价态。2021/9/3 三、原子吸收光谱分析的特点：检出限低。火焰原子吸收光谱法（FAAS）检出限可达ng/ml量级，石墨炉原子吸收光谱法的检出限可达10-13~10-14g。选择性好。原子吸收光谱是元素的固有特征，这是其选择性好的根本原因。精密度高。原子吸收光谱的相对标准偏差一般可达到1%，最好时可以达到0.3%或更好。抗干扰能力强。原子吸收线数目少，一般不存在共荐元素的光谱重叠干扰。应用范围广。用样量小。仪器设备相对比较简便，操作简便，易于掌握。2021/9/3 四、原子吸收光谱分析的基本关系式：在确定的实验条件下，蒸气相中的原子数N与试样中被测元素的含量C成正比。在实验条件一定时，对于特定的元素测定，得到原子吸收光谱定量分析的关系式为A=KC，吸光度与试样中被测元素的含量成正比。这是原子吸收光谱分析的定量基础。2021/9/3 五、原子吸收光度计的组成原子吸收光谱仪器由光源、原子化器、分光系统、检测器、信号处理和读出装置等5个基本部分与必要的附属装置。2021/9/3 检测显示系统光源原子化器单色器原子化系统雾化器样品液废液切光器助燃气燃气2021/9/3 光源原子吸收光谱仪器所用的光源分为两类。一类是锐线光源，为仪器提供一个输出稳定、发射强度大的特定波长的锐线光谱，用于产生原子吸收信号；另一类是连续光源，用于校正背景。2021/9/3 光源—空心阴极灯空心阴极灯的结构：是一种由被测元素或含有被测元素的材料制成的圆筒形空心极与一个阳极，密封在充有低压Ne或Ar惰性气体的玻璃管内的电真空器件。云母或陶瓷屏蔽的作用是阻止放电向外扩散，使放电集中在阴极腔内。2021/9/3 对光源的基本要求：发射的共振辐射的半宽度要明显小于吸收线的半宽度(锐线光源)；辐射的强度大；辐射光强稳定，背景小，使用寿命长等。空心阴极灯是符合上述要求的理想光源，应用最广。2021/9/3 火焰原子化器常用的原子化器是预混合型火焰原子化器、电热石墨炉原子化器、阴极溅射原子化器、和石英原子化器。预混合型火焰原子化器由雾化器、预混合室、缝式燃烧器及相应的气路组成。雾化器是关键部件，其作用是将试样雾化成直径为微米级的气溶胶。雾化效率直接影响元素的测定灵敏度。2021/9/3 2021/9/3 a）喷雾器：将试样溶液转为雾状。b）雾化室：内装撞击球和扰流器（去除大雾滴并使气溶胶均匀）。c）燃烧器：产生火焰并使试样蒸发和原子化的装置。2021/9/3 2021/9/3 非火焰原子化器电热石墨炉原子化器是一类将试样放置在石墨管壁内，用电加热至高温实现原子化的系统。其中管式石墨炉是最常用的原子化器。采用40A，250V低压大电流供电，惰性气体保护，用水冷却。2021/9/3 2021/9/3 2021/9/3 包括电源、保护系统和石墨管三部分。电源：100~250V，40A。用于产生高温。保护系统：保护气（Ar）分成两路管外气——防止空气进入，保护石墨管不被氧化、烧蚀。2021/9/3 分光系统又称单色器，是一种波长选择器，由入射狭缝、准直镜、色散元件和出射狭缝组成。其功能是将复合光分解为单色光输出。分光元件为平面光栅。2021/9/3 检测器检测器是一种转换器，将弱光信号转为电信号。常用的为光电倍增管。2021/9/3 信号测量和显示测量原子吸收信号的方法有峰高法和峰面积法。（1）在火焰原子吸收光谱分析中，测量峰值吸光度和峰面积吸光度均具有很好的精度。（2）在石墨炉原子吸收光谱中，峰面积法有更好的测量精度。2021/9/3 背景校正装置在原子吸收光谱分析中，背景吸收主要来自分子吸收、光散射、和谱线重叠。在火焰原子吸收光谱中，背景干扰不是一个很严重的问题。石墨炉原子吸收光谱分析中，必须考虑背景干扰和背景校正。2021/9/3 背景校正装置氘灯发射较强的波长区是190~350nm，用来校正紫外光谱区的背景吸收。自吸吸收背景校正可用于紫外可见整个波段区。塞曼效应背景校正可用于紫外可见整个波段区。2021/9/3 六、测定条件的选择：1．分析线的选择：一般选用共振线作分析线。2．灯电流：保正稳定和适当光强度输出的条件下，尽量选用较低的工作电流。2021/9/3 3．原子化条件：火焰法主要是选择适当的火焰。对于分析线在200nm以下的元素，不宜选用乙炔火焰。对于易电离的元素，宜选用低温火焰。而对于易生成难离解化合物的元素，则宜选用高温火焰。石墨炉法则应选择合适的干燥、灰化和原子化温度。2021/9/3 4．燃烧器高度：对于不同的元素，自由原子的浓度随火焰高度的分布是不同的。所以测定时，应调节其高度使光束从原子浓度最大处通过。2021/9/3 5．狭缝宽度：由于原子吸收光谱法谱线的重叠较少，一般可用较宽的狭缝，以增强光的强度。但当存在谱线干扰和背景吸收较大时，则宜选用较小的狭缝宽度。2021/9/3 配制一组含有不同浓度被测元素的标准溶液，在与试样测定完全相同的条件下，按浓度由低到高的顺序测定吸光度值。绘制吸光度对浓度的校准曲线。测定试样的吸光度，从校准曲线上用内插法求出被测元素的含量。七、原子吸收定量分析一、标准曲线法ACCxAxOCalibrationcurveofAASProblem:使用工作曲线时应该考虑那些因素？2021/9/3 二、标准加入法分取几份相同量的被测试液，分别加入不同量的被测元素的标准溶液，其中一份不加被测元素的标准溶液，最后稀释至相同体积，使加入的标准溶液浓度为0，CS、2CS、3CS…，然后分别测定它们的吸光度，绘制吸光度对浓度的校准曲线，再将该曲线外推至与浓度轴相交。交点至坐标原点的距离Cx即是被测元素经稀释后的浓度。2021/9/3 八、原子吸收分光光度计的使用规程1、开启计算机、打开分光光度计主机，输入用户名和密码，运行AAWin软件。2、仪器进入初始化。3、选择元素灯。4、测量参数调整，并寻峰。5、开启助燃气和燃烧气，调整原子化器位置。6、进行样品测量设置。2021/9/3 八、原子吸收分光光度计的使用规程7、进行测量参数设置。8、测量。测量完成后，贮存文件或打印报告。9、测试完毕后，先关闭燃烧气，再关闭助燃气。10、在系统指定的出口退出系统；先关闭分光光度计主机电源，再关闭电脑，切断总电源。11、罩上仪器罩，打扫室内卫生，并在仪器使用登记本上填写使用记录。2021/9/3 仪器操作软件的使用2021/9/3 2021/9/3 换空心阴极灯2021/9/3 2021/9/3 2021/9/3 2021/9/3 2021/9/3 寻峰2021/9/3 调整光源能量2021/9/3 2021/9/3 2021/9/3 测试参数设置2021/9/3 设定样品测量次数2021/9/3 设定动态显示参数2021/9/3 设定信号处理方法2021/9/3 样品设置2021/9/3 2021/9/3 2021/9/3 2021/9/3 2021/9/3 2021/9/3 样品设置完成2021/9/3 2021/9/3 调整原子化器2021/9/3 2021/9/3 测定开始2021/9/3 关闭软件2021/9/3 九、样品预处理与制样一般来说，可以直接进入仪器分析的样品是极少的。在大多数情况下，从生物中或环境中获得的混合物样品极为复杂，待测组分含量太低，与仪器的最低检测限相差甚远，以至于不能通过直接测定进行样品的定性及定量分析。所以，在仪器分析前，一般需对我们要分析的样品成分进行初步的分离、色谱分离和浓缩，使其中待测组分与样品中的其他组分尽可能地分离，使它们的浓度可以与用来测定的仪器相适应，从而得到可以被仪器进行定性和定量分析的产物。2021/9/3 样品的预处理问题对于仪器分析最终的结果起着至关重要的作用，它是仪器分析及药物分析中极其重要的一部分，也是仪器分析中非常困难和劳动力密集的一个环节。对于什么样的样品该用什么样的方法预处理并没有一个一定之规。对于“我手头的样品需采用什么方法处理”这样的问题，通常需要化学工作者凭借多年的工作经验，通过反复的多次实验，才能得到回答。2021/9/3 九、样品预处理与制样样品分类：地质冶金类、石油化工和轻工样品、食品样品、生物医药样品、环境样品等等。样品采集：一般都采用抽样检验。采样应遵循的基本原则是，所采取的供试样品对被检的整批样品必须具有足够的代表性。2021/9/3 九、样品预处理与制样样品保存：对于无机样品，特别是低浓度样品溶液，需保持一定的酸度，以防止水解或产生悬浮物。生物样品含有蛋白质，蛋白质易变性，要从样品除去。血样等生物样品通常应低温保存等等。2021/9/3 九、样品预处理与制样试样制备：制样方法可以分为基本不破坏基体的制样方法与破坏基体的制样方法两类。前一类制样方法有稀释法、浸取法、乳化液法、悬溶液法等，后一类制样方法有消解法、分离和富集。试样制备以后一类为主。2021/9/3 九、样品预处理与制样在大多数情况下，由供试样品制备样品，都需要将样品消解，破坏基体和转为溶液，使被测元素转化为适于测定的形式。样品消解方法的选择，取决于样品类型和被测元素的性质。同时要考虑与随后测定方法的衔接。消解样品的方法有碱溶法、燃烧法、干灰化法、湿消解法和微波消解法等等。干灰化法容易造成Cd、Hg、As、Sb、Pb、Se等元素挥发损失。2021/9/3 谢谢！2021/9/3'