原子吸收 培訓(xùn)資料課件

1、原子吸收分光光度計 杭州科曉化工儀器設(shè)備有限公司 技術(shù)部原子吸收分光光度法原子吸收分光光度法概述一般要求測定法一、概述原子吸收分光光度法的測量對象是呈原子狀態(tài)的金屬元素和部分非金屬元素，系由待測元素?zé)舭l(fā)出的特征譜線通過供試品經(jīng)原子化產(chǎn)生的原子蒸氣時，被蒸氣中待測元素的基態(tài)原子所吸收，通過測定輻射光強度減弱的程度，求出供試品中待測元素的含量。原子吸收一般遵循分光光度法的吸收定律，通常借比較對照品溶液和供試品溶液的吸光度，求得供試品中待測元素的含量。二、一般要求所用儀器為原子吸收分光光度計，它由光源、原子化器、單色器、背景校正系統(tǒng)、自動進樣系統(tǒng)和檢測系統(tǒng)等組成。 1.光源：常用待測元素作為陰極的空

2、心陰極燈。 2.原子化器 主要有四種類型：火焰原子化器、石墨爐原子化器、氫化物發(fā)生原子化器及冷蒸氣發(fā)生原子化器。 （1）火焰原子化器：由霧化器及燃燒燈頭等主要部件組成。其功能是將供試品溶液霧化成氣溶膠后，再與燃?xì)饣旌?，進入燃燒燈頭產(chǎn)生的火焰中，以干燥、蒸發(fā)、離解供試品，使待測元素形成基態(tài)原子。燃燒火焰由不同種類的氣體混合物產(chǎn)生，常用乙炔空氣火焰。改變?nèi)細(xì)夂椭細(xì)獾姆N類及比例可以控制火焰的溫度，以獲得較好的火焰穩(wěn)定性和測定靈敏度。 （2）石墨爐原子化器：由電熱石墨爐及電源等部件組成。其功能是將供試品溶液干燥、灰化，再經(jīng)高溫原子化使待測元素形成基態(tài)原子。一般以石墨作為發(fā)熱體，爐中通入保護氣，以防氧

3、化并能輸送試樣蒸氣。 （3）氫化物發(fā)生原子化器：由氫化物發(fā)生器和原子吸收池組成，可用于砷、鍺、鉛、鎘、硒、錫、銻等元素的測定。其功能是將待測元素在酸性介質(zhì)中還原成低沸點、易受熱分解的氫化物，再由載氣導(dǎo)入由石英管、加熱器等組成的原子吸收池，在吸收池中氫化物被加熱分解，并形成基態(tài)原子。 （4）冷蒸氣發(fā)生原子化器：由汞蒸氣發(fā)生器和原子吸收池組成，專門用于汞的測定。其功能是將供試品溶液中的汞離子還原成汞蒸氣，再由載氣導(dǎo)入石英原子吸收池，進行測定。 3.單色器：其功能是從光源發(fā)射的電磁輻射中分離出所需要的電磁輻射，儀器光路應(yīng)能保證有良好的光譜分辨率和在相當(dāng)窄的光譜帶（0.2nm）下正常工作的能力，波長范

4、圍一般為190.0900.0nm。 4.檢測系統(tǒng)：由檢測器、信號處理器和指示記錄器組成，應(yīng)具有較高的靈敏度和較好的穩(wěn)定性，并能及時跟蹤吸收信號的急速變化。 三、測定法第一法（標(biāo)準(zhǔn)曲線法）在儀器推薦的濃度范圍內(nèi)，制備含待測元素的對照品溶液至少3 份，濃度依次遞增，并分別加入各品種項下制備供試品溶液的相應(yīng)試劑，同時以相應(yīng)試劑制備空白對照溶液。將儀器按規(guī)定啟動后，依次測定空白對照溶液和各濃度對照品溶液的吸光度，記錄讀數(shù)。以每一濃度3 次吸光度讀數(shù)的平均值為縱坐標(biāo)、相應(yīng)濃度為橫坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。按各品種項下的規(guī)定制備供試品溶液，使待測元素的估計濃度在標(biāo)準(zhǔn)曲線濃度范圍內(nèi)，測定吸光度，取3 次讀數(shù)的平均

5、值，從標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得相應(yīng)的濃度，計算元素的含量。 第二法（標(biāo)準(zhǔn)加入法）取同體積按各品種項下規(guī)定制備的供試品溶液 4份，分別置4 個同體積的量瓶中，除（1）號量瓶外，其他量瓶分別精密加入不同濃度的待測元素對照品溶液，分別用去離子水稀釋至刻度，制成從零開始遞增的一系列溶液。 第二法（標(biāo)準(zhǔn)加入法）按上述標(biāo)準(zhǔn)曲線法自“將儀器按規(guī)定啟動后”操作，測定吸光度，記錄讀數(shù)；將吸光度讀數(shù)與相應(yīng)的待測元素加入量作圖，延長此直線至與含量軸的延長線相交，此交點與原點間的距離即相當(dāng)于供試品溶液取用量中待測元素的含量（如圖）。再以此計算供試品中待測元素的含量。此法僅適用于第一法標(biāo)準(zhǔn)曲線呈線性并通過原點的情況。（圖略）當(dāng)用

6、于雜質(zhì)限度檢查時，取供試品，按各品種項下的規(guī)定，制備供試品溶液；另取等量的供試品，加入限度量的待測元素溶液，制成對照品溶液。照上述標(biāo)準(zhǔn)曲線法操作，設(shè)對照品溶液的讀數(shù)為a，供試品溶液的讀數(shù)為b，b 值應(yīng)小于（a-b）?；静考涸游辗止夤舛扔嬕话阌伤拇蟛糠纸M成，即光源（單色銳線輻射源）、試樣原子化器、單色儀和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)（包括光電轉(zhuǎn)換器及相應(yīng)的檢測裝置）。 原子化器主要有兩大類，即火焰原子化器和電熱原子化器?；鹧嬗卸喾N火焰，目前普遍應(yīng)用的是空氣乙炔火焰。電熱原子化器普遍應(yīng)用的是石墨爐原子化器，因而原子吸收分光光度計，就有火焰原子吸收分光光度計和帶石墨爐的原子吸收分光光度計。前者原子化的溫度在

7、21002400之間，后者在29003000之間。 火焰原子吸收分光光度計，利用空氣乙炔測定的元素可達30多種，若使用氧化亞氮乙炔火焰，測定的元素可達70多種。但氧化亞氮乙炔火焰安全性較差，應(yīng)用不普遍?？諝庖胰不鹧嬖游辗止夤舛确?，一般可檢測到PPm級（106），精密度1%左右。國產(chǎn)的火焰原子吸收分光光度計，都可配備各種型號的氫化物發(fā)生器（屬電加熱原子化器），利用氫化物發(fā)生器，可測定砷（As）、銻（Sb）、鍺（Ge）、碲（Te）等元素。一般靈敏度在ng/ml級（109），相對標(biāo)準(zhǔn)偏差2%左右。汞(Hg)可用冷原子吸收法測定。石墨爐原子吸收分光光度計，可以測定近50種元素。石墨爐法，進樣量少，

8、靈敏度高，有的元素也可以分析到pg/ml級。工作原理元素在熱解石墨爐中被加熱原子化，成為基態(tài)原子蒸汽，對空心陰極燈發(fā)射的特征輻射進行選擇性吸收。在一定濃度范圍內(nèi)，其吸收強度與試液中被的含量成正比。其定量關(guān)系可用郎伯-比耳定律，A= -lg I/I o= -lgT = KCL ，式中I為透射光強度；I0為發(fā)射光強度；T為透射比；L為光通過原子化器光程(長度)，每臺儀器的L值是固定的；C是被測樣品濃度；所以A=KC。 利用待測元素的共振輻射，通過其原子蒸汽，測定其吸光度的裝置稱為原子吸收分光光度計。它有單光束，雙光束，雙波道，多波道等結(jié)構(gòu)形式。其基本結(jié)構(gòu)包括光源，原子化器，光學(xué)系統(tǒng)和檢測系統(tǒng)。它主

9、要用于痕量元素雜質(zhì)的分析，具有靈敏度高及選擇性好兩大主要優(yōu)點。廣泛應(yīng)用于特種氣體，金屬有機化合物，金屬醇鹽中微量元素的分析。但是測定每種元素均需要相應(yīng)的空心陰極燈，這對檢測工作帶來不便。 分類 利用待測元素的共振輻射，通過其原子蒸汽，測定其吸光度的裝置稱為原子吸收分光光度計。它有單光束，雙光束，雙波道，多波道等結(jié)構(gòu)形式。其基本結(jié)構(gòu)包括光源，原子化器，光學(xué)系統(tǒng)和檢測系統(tǒng)。它主要用于痕量元素雜質(zhì)的分析，具有靈敏度高及選擇性好兩大主要優(yōu)點。廣泛應(yīng)用于特種氣體，金屬有機化合物，金屬醇鹽中微量元素的分析。但是測定每種元素均需要相應(yīng)的空心陰極燈，這對檢測工作帶來不便。 火焰原子化法的優(yōu)點是：火焰原子化法的

10、操作簡便，重現(xiàn)性好，有效光程大，對大多數(shù)元素有較高靈敏度，因此應(yīng)用廣泛。缺點是：原子化效率低，靈敏度不夠高，而且一般不能直接分析固體樣品； 石墨爐原子化器的優(yōu)點是：原子化效率高，在可調(diào)的高溫下試樣利用率達100%，靈敏度高，試樣用量少，適用于難熔元素的測定。缺點是：試樣組成不均勻性的影響較大，測定精密度較低，共存化合物的干擾比火焰原子化法大，干擾背景比較嚴(yán)重，一般都需要校正背景。預(yù)混合型燃燒器霧化器。 霧化器能使試液變?yōu)榧?xì)小的霧滴，并使其與氣體混合成為氣溶膠。要求其有適當(dāng)?shù)奶嵘浚ㄒ话銥?7mLmin），高霧化率（1030）和耐腐蝕，噴出的霧滴小、均勻、穩(wěn)定。 燃燒頭 它是根據(jù)混合氣體的燃燒速

11、度設(shè)計成的，因此不同的混合氣體有不同的燃燒頭。它應(yīng)是穩(wěn)定的、再現(xiàn)性好的火焰，有防止回火的保護裝置，抗腐蝕，受熱不變形，在水平和垂直方向能準(zhǔn)確、重復(fù)地調(diào)節(jié)位置。一般以鈦或鈦鋼制品為好。 石墨爐原子吸收分光光度計 可以測定近50種元素。石墨爐法，進樣量少，靈敏度高，有的元素也可以分析到pg/ml級。石墨爐原子化器非火焰原子化器應(yīng)用最為廣泛的一種，1959年蘇聯(lián)物理學(xué)家.B.利沃夫首先將原子發(fā)射光譜法中石墨爐蒸發(fā)的原理用于原子吸收光譜法中，開創(chuàng)了無焰原子化方式。由于原子化效率高，石墨爐法的相對靈敏度可達10-9-10-12g/ml，最適合痕量分析。目前，為改進石墨爐性能，提高抗干擾能力，正在開發(fā)以貴

12、重金屬做襯里和涂層的新石墨爐。 它的基本原理是利用大電流（常高達數(shù)百安）通過高阻值的石墨器皿（石墨管）時所產(chǎn)生的高溫，使置于其中少量試樣蒸發(fā)和原子化。石墨爐原子化器工作結(jié)構(gòu) 管式石墨原子化器由加熱電源、石墨管、爐體三部分組成。 加熱電源加熱電源供給原子化器能量，一般采用低壓、大電流的交流電。為保證爐溫恒定，要求提供的電流穩(wěn)定。爐溫可在12s內(nèi)達3000C。 石墨管由致密石墨制成，有兩種形狀：一種是溝紋型，用于有機溶液，取樣可達50m；一種是廣泛應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)型，長約28mm，內(nèi)徑8mm，管中央開一孔，用于注入試樣合適保護氣體通過。 爐體包括石墨管座、電源插座、水冷卻外套、石英窗和內(nèi)外保護氣路。常用

13、保護氣為氬氣。外氣路中氬氣沿石墨爐外壁流動，以保護石墨爐管不被燒蝕。內(nèi)氣路中的氬氣從管兩端流向中心，由管中心孔流出，以有效地除去在干燥和灰化過程中所產(chǎn)生的基體蒸汽，同時保護已原子化了的原子不再被氧化。在灰化階段，停止通氣，以延長原子在吸收區(qū)內(nèi)的平均停留時間。以免對原子蒸氣的稀釋。水冷卻套是為了保護爐體，確保切斷電源后2030s，爐子降至室溫。 石墨爐原子化器操作順序使用石墨爐時一般采取程序升溫的方式，即先通小電流，在100C左右進行試樣的干燥，主要目的是除去溶劑和水分。通常在1001800C進行灰化，以除去基體或其它元素對其干擾。然后再升溫進行試樣原子化，溫度根據(jù)需要選定，最高可達3000C.

14、測定后將石墨爐加高溫空燒一段時間將前一實驗余留的待測元素?fù)]發(fā)掉，以減小該實驗對下次實驗的產(chǎn)生的記憶，這一過程成為高溫除殘?！净瘜W(xué)制備】 揮發(fā)性無機氫化物，在常態(tài)下是氣體或易揮發(fā)物質(zhì)，它們大多是有毒的；并能和氧或濕空氣發(fā)生劇烈反應(yīng)，這種氧化反應(yīng)有時會引起爆炸。 超純元素的制備常用它們的化合物進行，化合物一般比單質(zhì)易于提純。這類氧化物在常溫常壓下應(yīng)該是氣體或液體，分解溫度應(yīng)不太高。能滿足條件的有十一種元素的氫化物，即：硼烷、碳烷、硅烷、鍺烷、錫烷、磷烷、砷烷、銻烷、硫化氫、硒化氫和碲化氫。 氫化物的制備法有以下幾種： 1.直接由元素和氫作用； 2.用水和酸分解生成氫化物的元素與電正性金屬所組成的二

15、元化合物； 3.用氫或用氫化物的單鹽或負(fù)鹽還原生成氫化物的元素或化合物； 4.利用電化學(xué)法還原生成氫化物的元素或它們的化合物； 5.把生成氫化物的元素的較復(fù)雜化合物分解。 氫化物的分析 1.氣相色譜法 2.質(zhì)譜法冷原子吸收法測定汞含量的一種方法,1972年R.A.卡爾等已將此法用來測定海水中汞。 該方法是基于汞在常溫下以原子態(tài)汞存在,而原子態(tài)汞又易蒸發(fā),汞蒸氣對253.7納米波長有特征吸收等特點建立起來。 海水樣品經(jīng)硫酸-過硫酸鉀消化, 將無機汞化合物和有機汞化合物轉(zhuǎn)變成可溶性二價汞離子,然后于酸性介質(zhì)中在還原劑作用下(SnCl2)將Hg2+還原為金屬Hg。 Hg2+Sn2+Hg0+Sn4+

16、用凈化空氣做載氣,將它帶入光吸收池(見圖)使光強度減弱,根據(jù)減弱強度,可以得到海水水汞的含量。 該方法靈敏度較高,操作簡便。石墨爐原子吸收分光光度計石墨爐分析 Cd特征量：0.510g 檢出限：0.410g 溫控范圍：室溫3000 控溫程序：最大20階升溫程序，階梯、斜坡、保持三種升溫方式。 升溫速度：3000/秒 石墨爐重復(fù)性：3g/L Cd11次進樣，RSD2% 數(shù)據(jù)處理測量方式：火焰吸收法，火焰發(fā)射法，石墨爐法，氫化物法。 分析方法：線性方程、非線性方程、標(biāo)準(zhǔn)加入法。 打印輸出：校準(zhǔn)曲線、信號譜圖、儀器條件、分析參數(shù)和分析結(jié)果等均可自動存儲和打印。 石墨爐電源內(nèi)置的一體化主機 尺寸：88

17、0（長）540（寬）450（高）mm，125kg 電源：220V 50Hz 單項供電 主機 200W 石墨爐 4KW 原子吸收分光光度計成套性 1.主機（型號任選） 2.電腦、打印機、專用軟件及反控接口 3.氣源：空氣發(fā)生器，高純氬氣，高純乙炔（可選） 4.元素?zé)簦ǜ鶕?jù)用戶需要選擇） 5.氫化物發(fā)生器（可選） 6.石墨爐自動進樣器（可選） 7.石墨爐冷卻水箱（可選） 8.備品備件 主要特點 1.優(yōu)異的性能/價格比2.先進的石墨爐電源內(nèi)置設(shè)計 3.可配備石墨爐自動進樣器AS-01，分析工作更加輕松 4.長壽命石墨管，在2000下可長期使用 5.自動控制石墨爐程序升溫，最多可達20階 6.方法參數(shù)

18、的建立簡單易行 7.校準(zhǔn)曲線繪制功能 8.獨特的扣背景設(shè)計，使高鹽度、高背景樣品（如醬油、食品等）也能得到精確的分析結(jié)果 故障及排除現(xiàn)象 故障可能原因 排除方法一.總電源指示燈不亮 1.一起電源線斷路或接觸不良2.儀器保險絲熔斷 3.保險管接觸不良1.將電源線接好壓緊插頭 2.更換保險絲 3.卡緊保險管使接觸良好二.初始化中波長電機出現(xiàn)X 1.空心陰極燈是否安裝 2.光路中有物體遮擋 3.通信系統(tǒng)聯(lián)系中斷 1.重新安裝燈 2.取出光路中的遮擋物 3.重新啟動儀器 三.元素?zé)舨涣?1.電源線是否脫焊 2.燈電源插座是否松動 3.燈壞了1.重新安裝燈 2.更換燈位 3.換燈故障及排除現(xiàn)象 故障可能原因 排除方法四.尋峰時能量過低，能量超上限 1.元素?zé)舨涣?2.元素?zé)粑恢貌粚?3.燈老化1.重新安裝空心陰極燈 2.重設(shè)燈位 3.更換新燈五.點擊“點火”，無高壓放電打火1.空氣無壓力 2.乙炔未開啟 3.廢液液位低 4.乙炔泄漏，報警1.檢查空壓機 2.檢查乙炔出口壓力 3.加入蒸餾水 4.關(guān)閉緊急滅火六.測試基線不穩(wěn)定、噪聲大1.儀器能量低，倍增管負(fù)