流動注射析儀原理課件

Contents流動注射分析概述1CODCr全自動在線分析儀2氨氮全自動在線分析儀3總磷全自動在線分析儀4高錳酸鹽指數(shù)在線分析儀5CompanyLogo1.流動注射分析概述流動注射分析(FlowInjectionAnalysis，F(xiàn)IA)是1974年丹麥化學家魯齊卡(RuzickaJ)和漢森(HansenEH)提出的一種新型的連續(xù)流動分析技術(shù)。這種技術(shù)是把一定體積的試樣溶液注入到一個流動著的，非空氣間隔的試劑溶液載流中，被注入的試樣溶液（或水）流入反應盤管，形成一個區(qū)域，并與載流中的試劑混合、反應，再進入到流通檢測器進行測定分析及記錄。CompanyLogo流動注射分析系統(tǒng)的組成C，載流；P，恒流泵；S，試樣；V，注樣閥；D，流通式檢測器流動注射分析實際上是一種管道化的連續(xù)流動分析法。它主要包括試樣溶液注入載流、試樣溶液與載流的混合和反應(試樣的分散和反應)、試樣溶液隨載流恒速地流進檢測器被檢測三個過程。

CompanyLogo流動注射的特點

所需儀器設(shè)備結(jié)構(gòu)較簡單、緊湊。特別是集成或微管道系統(tǒng)的出現(xiàn)，致使流動注射技術(shù)朝微型跨進一大步。采用的管道多數(shù)是由聚乙烯、聚四氟乙烯等材料制成的，具有良好的耐腐蝕性能。操作簡便、易于自動連續(xù)分析。流動注射技術(shù)把吸光分析法、熒光分析法、原子吸收分光光度法、比濁法和離子選擇電極分析法等分析流程管道化，除去了原來分析中大量而繁瑣的手工操作，并由間歇式流程過渡到連續(xù)自動分析，避免了在操作中人為的差錯。CompanyLogo分析速度快、分析精密度高。由于反應不需要達到平衡后測定，因而分析頻率很高。注射分析過程的各種條件可以得到較嚴格的控制，因此提高了分析的精密度，相對標準偏差一般可達1％以內(nèi)。試劑、試樣用量少，適用性較廣。流動注射分析試樣、試劑的用量，每次僅需數(shù)十微升至數(shù)百微升，節(jié)省了試劑，降低了費用。FIA既可用于多種分析化學反應，又可以采用多種檢測手段，還可以完成復雜的萃取分離、富集過程，因此擴大了其應用范圍，可廣泛地應用于藥物化學、農(nóng)業(yè)化學、食品分析、冶金分析和環(huán)境分析等領(lǐng)域。流動注射的特點CompanyLogo當把一個試樣以塞狀注入到連續(xù)流動的載流中的一瞬間，試樣沿著管道分布的輪廓呈長方形。載流推動試樣帶向前流動。流體處于層流狀態(tài)，越靠近管壁的流層線流速越低，因而形成了拋物線形的截面。由于此對流過程與分子擴散過程同時存在，試樣與載流之間逐漸相互滲透，試樣帶發(fā)生分散，即不斷被載流稀釋并沿著軸向變長。進樣時的試樣“塞”擴散并反應后的樣品帶CompanyLogo試樣帶中心的濃度最大(Cmax)，由中心向兩側(cè)的濃度逐漸降低，光源光電傳感器光電電壓檢測器CompanyLogo待測物沿著管道的濃度輪廓逐漸發(fā)展為峰形，峰的寬度隨著流過的距離的延長而增大，峰高則越低。CompanyLogo在FIA中試樣與載流（試劑）的混合總是不會完全的，然而，對一個固定的實驗裝置來說，只要流速不變，試樣在一定的留存時間的分散狀態(tài)都是高度重現(xiàn)的。這就是用FIA可以得到重現(xiàn)良好的分析結(jié)果的根據(jù)。所以流動注射分析的基礎(chǔ)是試樣注入、受控的分散和準確的流動經(jīng)歷時間這三者的有機結(jié)合。CompanyLogo朗伯-比爾（Lambert-Beer）定律A－－吸光度；I0－－入射光強度；I－－透過光強度；T－－透光率，定義為T=I/I0；比色分析的基本原理：溶液對光線的吸收與哪些因素有關(guān)呢？溶液的濃度C愈大，液層厚度b愈厚，則溶液對光線吸收的愈多。它們之間的關(guān)系有下式?jīng)Q定：

a－－吸光系數(shù)；b－－為液層厚度；C－－為溶液濃度；CompanyLogo校正曲線對于固定的流通式檢測器，由于液層厚度一定，因此吸光度A與樣品濃度成正比，在一定濃度范圍內(nèi)兩者又良好的線性。CompanyLogo超過一定濃度范圍，吸光度與樣品濃度將不成線性關(guān)系。若溶液的實際吸光度比理論值大，稱正偏離Beer定律；實際吸光度比理論值小，稱負偏離Beer定律。CompanyLogo影響FIA檢測結(jié)果的因素注入的樣品體積載流的流速管道的長短管徑及構(gòu)型加熱器溫度系統(tǒng)壓力顯色劑濃度和注入量檢測波長及靈敏度CompanyLogo流動注射系統(tǒng)的設(shè)計流路設(shè)計硬件支持軟件控制FIA系統(tǒng)CompanyLogo泵（陶瓷泵、注射泵、蠕動泵）閥（電磁閥、多通道流體切換閥）加熱器檢測器（流通池）反應的原理檢測原理流路的實現(xiàn)PLC編程流動注射系統(tǒng)的設(shè)計流路設(shè)計硬件支持軟件控制CompanyLogo2.CODCr全自動在線分析儀對于工業(yè)廢水，我國規(guī)定用“重鉻酸鉀”法，其測得的值稱為化學需氧量（COD）。COD是個條件試驗方法，其的定義是指在一定條件下，用強氧化劑重鉻酸鉀消解水樣時所消耗氧化劑的量，計算相對應的耗氧量。在該反應條件下，不同的物質(zhì)有不同的氧化率。例如：鄰苯二甲酸氫鉀的氧化率為100%，葡萄糖為95.1%，可溶性淀粉為86.9%,苯為17.3%。CompanyLogo測量原理通過光電比色法測量流動的載流液中的Cr6+

對光的吸收值及測量載流液中被水樣消耗后剩余Cr6+

對光的吸收值，經(jīng)比較計算求得COD的量，測量六價鉻比測量三價鉻的靈敏度要高24倍，可以準確測量低濃度的樣品。反應前反應后CompanyLogo紫外光透過流通池，當未和樣品反應的載流液通過流通池時，Cr6+含量最高，光的透過率最低，相應的電壓值最低，此為基線，儀器的基線通常在200～350mV之間，當載流液和樣品反應的這一段通過流通池時，Cr6+被COD消耗掉一部分，濃度降低，光的透過率升高，相應的光電壓值也升高，得到峰值。水樣區(qū)帶載流液：硫酸＋重鉻酸鉀反應后的區(qū)帶基線峰值CompanyLogo校正曲線光電電壓反映透過光強度，通過對數(shù)轉(zhuǎn)換成吸光度A值：A＝Lg（峰值/基線）A值的高低和COD值的高低有很好的線性關(guān)系。標一濃度標二濃度水樣濃度吸光度CODCompanyLogo儀器流路圖（取樣態(tài)）CompanyLogo儀器流路圖（測量態(tài)）CompanyLogo3.氨氮全自動在線分析儀所謂水溶液中的氨氮是以游離氨(或稱非離子氨，NH3)或離子氨(NH4+)形態(tài)存在的氮。氨氮分析儀通過氣、液轉(zhuǎn)換技術(shù)，樣品中的氨氮與NaOH釋放液混合產(chǎn)生氨氣，利用溴百里香粉蘭（BTB）顯色劑檢測氨氣的量，以測定樣品中氨氮的含量。CompanyLogo氣液分離器儀器的蠕動泵輸送NaOH釋放液作載流液，注樣閥將水樣切換進載流液。當混合帶經(jīng)過氣液分離器的分離室時，釋放出樣品中的氨氣。氨氣透過氣液分離膜后被接受液（BTB酸堿指示劑溶液）接收并溶液顏色發(fā)生變化。

CompanyLogo經(jīng)過氨富集，顯色后的BTB接受液被輸送到比色計的流通池內(nèi)，測量其光電壓變化值，通過其峰高，可求得樣品中的NH3-N含量。

顯色區(qū)帶CompanyLogoCompanyLogo4.總磷全自動在線分析儀原理儀器的陶瓷恒流泵輸送過硫酸鉀氧化消解液作載流液，另一陶瓷泵輸送樣品流，兩者匯流形成過硫酸鉀和水樣混合流，在高溫高壓下，水樣中的各種磷化合物消解轉(zhuǎn)變成正磷酸根離子(PO43-)，得到消解液。鉬酸銨和酒石酸銻氧鉀和消解液被注入閥定量切入載流液抗壞血酸中，進入顯色反應管，在強酸性條件下，正磷酸根離子（PO43-）與鉬酸銨、酒石酸銻氧鉀反應生成磷鉬雜多酸，再被抗壞血酸還原后生成藍色配合物（俗稱磷鉬藍）。流經(jīng)比色計的流通池內(nèi)，測量其光電壓變化值，通過其峰高，可求得樣品中的TP含量。消解過程顯色過程CompanyLogo儀器流路圖過硫酸鉀氧化消解液與水樣匯流混合，在高溫高壓下消解為正磷酸根離子(PO43-)PO43-與鉬酸銨反應生成磷鉬雜多酸，再被抗壞血酸還原后生成磷鉬藍。鉬酸銨消解液抗壞血酸（載流液）磷鉬藍CompanyLog