原子吸收分光光度法與檢測(cè)技術(shù)

關(guān)于原子吸收分光光度法與檢測(cè)技術(shù)2

原子吸收光度法：是將待測(cè)元素在高溫下進(jìn)行原子化成原子蒸氣，由一束銳線輻射穿過一定厚度的原子蒸氣，光的一部分被原子蒸氣中的基態(tài)原子吸收；一部分光經(jīng)單色器分光，測(cè)量減弱后的光強(qiáng)度；然后，利用吸光度與火焰中原子濃度成正比的關(guān)系求得待測(cè)元素的濃度的方法。

第一節(jié)原子吸收分光光度法的概述第2頁,共40頁，2024年2月25日，星期天3第一節(jié)原子吸收分光光度法的概述原子吸收譜線窄,譜線重疊幾率小，共存元素不產(chǎn)生干擾。

火焰法相對(duì)靈敏度為μg/ml-ng/ml，非火焰法絕對(duì)靈敏度在10-10～

10-14?？勺鳌⒑哿糠治觯豢蓽y(cè)定液態(tài)、固態(tài)、氣態(tài)樣品，可測(cè)定的元素超過70種。選擇性好靈敏度高準(zhǔn)確度高應(yīng)用范圍廣原子吸收分光光度法的特點(diǎn)簡(jiǎn)便、快速自動(dòng)化，操作簡(jiǎn)便，可快速進(jìn)行多個(gè)樣品的檢測(cè)，重現(xiàn)性好?；鹧娣ㄏ鄬?duì)誤差＜1%，石墨爐法相對(duì)誤差約為3%～5%。第3頁,共40頁，2024年2月25日，星期天4點(diǎn)滴積累第一節(jié)概述原子吸收曲線：是由原子外層電子在能級(jí)之間的躍遷時(shí)，原子吸收產(chǎn)生。第二節(jié)原子吸收分光光度法的原理第4頁,共40頁，2024年2月25日，星期天5點(diǎn)滴積累第一節(jié)概述第二節(jié)原子吸收分光光度法的原理1.共振吸收線：原子外層電子從基態(tài)躍遷至第一激發(fā)態(tài)所產(chǎn)生的吸收譜線。2.共振發(fā)射線：原子外層電子從第一激發(fā)態(tài)躍遷至基態(tài)所產(chǎn)生的輻射的譜線。3.共振線：共振發(fā)射線和共振吸收線都稱為共振線。4.分析線：共振線又稱為特征譜線，常被選作元素分析的析線（分析波長）。第5頁,共40頁，2024年2月25日，星期天6第二節(jié)原子吸收分光光度法的原理知識(shí)鏈接分析線又稱為吸收波長，通常選用共振吸收線為分析線，測(cè)量高含量元素時(shí)，可選用靈敏度較低的非共振線為分析線。如測(cè)Zn時(shí)常選用最靈敏的213.9nm波長，但當(dāng)Zn的含量高時(shí)，為保證工作曲線的線性范圍，可改用次靈敏線307.5nm波長進(jìn)行測(cè)量。As,Se等共振吸收線位于200nm以下的遠(yuǎn)紫外區(qū)，火焰組分對(duì)其明顯吸收，故用火焰原子吸收法測(cè)定這些元素時(shí)，不宜選用共振吸收線為分析線，或者改用無火焰原子化法進(jìn)行測(cè)定。第6頁,共40頁，2024年2月25日，星期天7第二節(jié)原子吸收分光光度法的原理二、原子吸收值與原子濃度的關(guān)系1.原子吸收光譜與分子吸收光譜一樣符合朗伯-比爾定律，即：式中為吸光度，為由光源發(fā)出的入射光強(qiáng)度，為透過的光強(qiáng)度(未被吸收部分)，K為常數(shù)(可由實(shí)驗(yàn)測(cè)定)，c為樣品的濃度(基態(tài)原子)，L=原子蒸氣光徑。第7頁,共40頁，2024年2月25日，星期天8第二節(jié)原子吸收分光光度法的原理2.實(shí)際工作中，火焰寬度是固定的，因此，在一定的濃度范圍內(nèi)，吸光度與試樣濃度成正比，即：式中K′為與實(shí)驗(yàn)條件有關(guān)的常數(shù)。吸光度與樣品中被測(cè)組分的濃度成線性關(guān)系，它是原子吸收分光光度法定量的依據(jù)。第8頁,共40頁，2024年2月25日，星期天9類型：按光路可分為單光束和雙光束。單光束雙光束優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；靈敏度較高；價(jià)格便宜。可消除光源的不穩(wěn)定帶來的誤差，精密度和準(zhǔn)確度均較單光束高；光源無需預(yù)熱，相應(yīng)延長了光源的使用壽命，分析速度快。缺點(diǎn)不能消除光源波動(dòng)的影響，造成基線漂移，影響測(cè)定的精密度和準(zhǔn)確度?？招年帢O燈需預(yù)熱，影響分析速度。價(jià)格較高。第三節(jié)原子吸收分光光度計(jì)

第9頁,共40頁，2024年2月25日，星期天10第三節(jié)原子吸收分光光度計(jì)組成：光源、原子化系統(tǒng)、分光系統(tǒng)和檢測(cè)系統(tǒng)。第10頁,共40頁，2024年2月25日，星期天11第三節(jié)原子吸收分光光度計(jì)光源：1.作用：發(fā)射被測(cè)元素的特征光譜。2.種類：空心陰極燈、高頻無極放電燈、蒸氣放電燈。3.空心陰極燈結(jié)構(gòu)：陽極：鎢或鎳棒陰極：待測(cè)元素金屬內(nèi)充低壓惰性氣體第11頁,共40頁，2024年2月25日，星期天12第三節(jié)原子吸收分光光度計(jì)空心陰極燈使用注意事項(xiàng)：（1）不得超過最大電流。（2）有些元素采用較高電流操作時(shí)，其標(biāo)準(zhǔn)線可出現(xiàn)嚴(yán)重彎曲，該現(xiàn)象隨燈電流增加而增長。（3）使用前應(yīng)在1/3工作電流下預(yù)熱0.5-1小時(shí)。（4）工作電流應(yīng)保持額定電流的40%～60%較為合適。

第12頁,共40頁，2024年2月25日，星期天13第三節(jié)原子吸收分光光度計(jì)原子化系統(tǒng)1.霧化器：將試液均勻霧化，除去較大的霧滴。2.燃燒器：高溫下使試樣中的待測(cè)元素原子化。3.火焰：原子化的能源。優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)單、重現(xiàn)性好缺點(diǎn)：原子化效率低、無法直接分析粘稠狀液體和固體試樣。

火焰原子化器第13頁,共40頁，2024年2月25日，星期天14第三節(jié)原子吸收分光光度計(jì)原子化系統(tǒng)1.干燥：稍高于溶劑沸點(diǎn)的溫度蒸發(fā)除掉溶劑。2.灰化：保證被測(cè)元素不損失的前提下除去易揮發(fā)成分。3.原子化：使待測(cè)元素成為基態(tài)原子。4.凈化：高溫除去管內(nèi)殘?jiān)?。?yōu)點(diǎn)：檢出限低、靈敏度高、選擇性好、進(jìn)樣方式多、進(jìn)樣量小。缺點(diǎn)：設(shè)備昂貴、精密度差、北京干擾大、單樣品分析時(shí)間長。石墨爐原子化器第14頁,共40頁，2024年2月25日，星期天15第三節(jié)原子吸收分光光度計(jì)課堂活動(dòng)醫(yī)藥工業(yè)常用耐腐蝕性較好的316不銹鋼，其Ni含量為10%～14%，在用原子吸收分光光度法檢測(cè)不銹鋼中的Ni含量時(shí)，應(yīng)采用那種原子化裝置？第15頁,共40頁，2024年2月25日，星期天16第三節(jié)原子吸收分光光度計(jì)分光系統(tǒng)：原子吸收分光光度計(jì)的分光系統(tǒng)又稱單色器，1.組成：光柵、凹面鏡和狹縫。其關(guān)鍵部件是起色散作用的光柵。2.作用：將待測(cè)元素的共振線和鄰近譜線分開，從而使分析線選擇性地進(jìn)入檢測(cè)器。第16頁,共40頁，2024年2月25日，星期天17第三節(jié)原子吸收分光光度計(jì)檢測(cè)系統(tǒng)：1.組成：檢測(cè)器、放大器、對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換器和顯示裝置。2.作用：將單色器發(fā)射出的光訊號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)后進(jìn)行測(cè)量。第17頁,共40頁，2024年2月25日，星期天18第三節(jié)原子吸收分光光度法的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制：火焰原子吸收測(cè)定中常用工作標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度單位為μg/ml，無火焰原子吸收測(cè)定中標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為μg/L。1.標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液：一般選用高純金屬（99.99%）或被測(cè)元素的鹽類精確稱量溶解后配成1mg/m1的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶，目前可以購買到多種元素的專用標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液。第18頁,共40頁，2024年2月25日，星期天19第三節(jié)原子吸收分光光度法的應(yīng)用2.工作標(biāo)準(zhǔn)溶液：標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液經(jīng)過稀釋即成為制作標(biāo)準(zhǔn)曲線的工作標(biāo)準(zhǔn)溶液。對(duì)于火焰原子吸收測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液一般要稀釋1000倍,無火焰原子吸收測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液要稀釋105

～106倍。第19頁,共40頁，2024年2月25日，星期天20第三節(jié)原子吸收分光光度法的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)溶液的注意事項(xiàng)：1.

使用去離子水，保證玻璃器皿純凈，防止玷污。2.所用硝酸純酸、鹽酸應(yīng)為優(yōu)級(jí)純，避免使用磷酸或硫酸。3.保持一定酸度防止金屬離子水解，存放在玻璃或聚乙烯試劑瓶中，有些元素(如金、銀)的貯備液應(yīng)存放在棕色試劑瓶中，應(yīng)避免陽光照射，但是不要存儲(chǔ)在寒冷的地方。4.校準(zhǔn)用的工作標(biāo)準(zhǔn)溶液使用0.1mol/L的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液中酸或堿溶液稀釋制備。5.在每次測(cè)定前新鮮制備校準(zhǔn)用的工作標(biāo)準(zhǔn)溶液。6.必須在有效期內(nèi)使用。第20頁,共40頁，2024年2月25日，星期天21第三節(jié)原子吸收分光光度法的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)曲線法：適用范圍：樣品組成簡(jiǎn)單或共存元素沒有干擾的樣品。優(yōu)點(diǎn)：可用于同類大批量樣品的分析，簡(jiǎn)單、快速。缺點(diǎn)：基體影響較大。第21頁,共40頁，2024年2月25日，星期天22第三節(jié)原子吸收分光光度法的應(yīng)用操作方法：1.配制一組（至少3份）濃度適宜的工作標(biāo)準(zhǔn)溶液。2.用空白對(duì)照溶液調(diào)零。3.從低到高濃度依次測(cè)定各工作標(biāo)準(zhǔn)溶液，每個(gè)樣品連續(xù)測(cè)量3次。4.以吸光度A的平均值為縱坐標(biāo)，繪制A-c標(biāo)準(zhǔn)曲線。5.相同的實(shí)驗(yàn)條件下，測(cè)定待測(cè)樣品溶液，連續(xù)測(cè)量3次，取平均值從標(biāo)準(zhǔn)曲線上查出該值所對(duì)應(yīng)的濃度，計(jì)算出樣品中待測(cè)元素的含量。第22頁,共40頁，2024年2月25日，星期天23第三節(jié)原子吸收分光光度法的應(yīng)用注意事項(xiàng)：1.所配制的工作標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度和相應(yīng)吸光度應(yīng)在直線線性范圍內(nèi)。2.在整個(gè)分析過程中，各測(cè)定條件應(yīng)保持恒定。3.待測(cè)樣品溶液和工作標(biāo)準(zhǔn)溶液所加試劑應(yīng)一致。第23頁,共40頁，2024年2月25日，星期天24第三節(jié)原子吸收分光光度法的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)加入法：適用范圍：基體組成復(fù)雜，對(duì)測(cè)定有明顯影響，或組成不明確的待測(cè)試樣。優(yōu)點(diǎn)：消除了基體影響。缺點(diǎn)：操作繁瑣，不易進(jìn)行大批量樣品的分析。第24頁,共40頁，2024年2月25日，星期天25第三節(jié)原子吸收分光光度法的應(yīng)用操作方法：1.分別取4份（一般4～5份）體積相同的樣品溶液置于4各同體積的容量瓶中，從第二份起再依次精密加入同一體積不同濃度（各濃度間距應(yīng)一致）的待測(cè)元素工作標(biāo)準(zhǔn)溶液，然后用溶劑稀釋定容。2.在相同的實(shí)驗(yàn)條件下分別測(cè)量各個(gè)試液的吸光度（同一試液連續(xù)測(cè)三次求平均值），以各試液吸光度A為縱坐標(biāo)，相應(yīng)濃度c為橫坐標(biāo)，繪制A-c標(biāo)準(zhǔn)加入曲線。3.試樣含被測(cè)元素，則曲線不通過原點(diǎn)，此時(shí)應(yīng)延長曲線與橫坐標(biāo)交于cx，cx即為所測(cè)樣品中待測(cè)元素的濃度。第25頁,共40頁，2024年2月25日，星期天26第三節(jié)原子吸收分光光度法的應(yīng)用注意事項(xiàng)：1.待測(cè)元素的濃度與其對(duì)應(yīng)的吸光度在測(cè)定濃度范圍內(nèi)成線性關(guān)系。2.為了得到較準(zhǔn)確的外推結(jié)果，最少應(yīng)取4個(gè)點(diǎn)來作外推曲線，并且第一份加入的標(biāo)準(zhǔn)溶液與試樣溶液濃度之比應(yīng)適當(dāng)。3.本法可以消除基體干擾，但不能消除背景吸收干擾。4.對(duì)于斜率太低的曲線（靈敏度差），容易引進(jìn)較大的誤差。第26頁,共40頁，2024年2月25日，星期天27第三節(jié)原子吸收分光光度法的應(yīng)用案例分析歐洲藥典規(guī)定雷米普利原料藥中重金屬鈀的含量不大于20ppm，小王用火焰原子化器，采用標(biāo)準(zhǔn)加入法耗時(shí)1個(gè)多月完成了40個(gè)批次雷米普利原料藥的檢驗(yàn)，產(chǎn)品全部合格放行，準(zhǔn)予銷售；結(jié)果收到原料藥買方的律師函，因進(jìn)廠復(fù)檢發(fā)現(xiàn)重金屬鈀含量超標(biāo)，要求賠償相應(yīng)損失。

藥物分析方法應(yīng)簡(jiǎn)單、有效；原料藥純度較高，基體干擾較小，應(yīng)選用操作簡(jiǎn)便、利于大批量樣品分析的標(biāo)準(zhǔn)曲線法，小王選擇用標(biāo)準(zhǔn)加入法使檢驗(yàn)時(shí)間大大延長；此外，原料藥中鈀含量要求不大于20ppm，要求的檢測(cè)限很低，應(yīng)采用石墨爐原子化器，小王選擇火焰原子化器直接導(dǎo)致結(jié)果不準(zhǔn)確，從而給公司帶來了巨大的損失。第27頁,共40頁，2024年2月25日，星期天28第三節(jié)原子吸收分光光度法的應(yīng)用應(yīng)用領(lǐng)域：1.廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)、醫(yī)藥衛(wèi)生、陶瓷、涂料、冶金、地質(zhì)、食品、石油化工和農(nóng)業(yè)等相關(guān)領(lǐng)域的微量和痕量元素分析；2.作為物理和物理化學(xué)的實(shí)驗(yàn)手段，測(cè)量物質(zhì)的活化能、氣態(tài)原子擴(kuò)散系數(shù)、解離能、振子強(qiáng)度、光譜線輪廓的變寬、溶解度、蒸氣壓等參數(shù)；3.利用間接法，測(cè)定多種與金屬離子有化學(xué)計(jì)量反應(yīng)關(guān)系的有機(jī)物，如利用Ag測(cè)定含鹵素的有機(jī)化合物；4.與色譜分離功能聯(lián)用，測(cè)定同種金屬元素的不同有機(jī)化合物，如：汽油中各種烷基鉛，大氣中的5種烷基鉛、烷基硒、烷基胂、烷基錫等。第28頁,共40頁，2024年2月25日，星期天29第十章原子吸收分光光度法與檢測(cè)技術(shù)

1．基本原理原子吸收分光光度法是基于從光源輻射出待測(cè)元素的特征譜線，通過試樣蒸氣時(shí)被待測(cè)元素的基態(tài)原子吸收，由特征譜線被減弱的程度來測(cè)定試樣中待測(cè)元素含量的方法。2．共振線與共振吸收原子由基態(tài)到低激發(fā)態(tài)的躍遷而產(chǎn)生的能量吸收現(xiàn)象稱作共振吸收,由共振吸收產(chǎn)生的譜線是很強(qiáng)，稱為共振線。3．原子吸收值與原子濃度的關(guān)系原子吸收值與原子吸收值與原子濃度的關(guān)系原子吸收值與樣品中被測(cè)元素的原子濃度成線性關(guān)系?！军c(diǎn)滴積累】第29頁,共40頁，2024年2月25日，星期天30第十章原子吸收分光光度法與檢測(cè)技術(shù)

4.原子分光光度計(jì)的基本結(jié)構(gòu)由光源、原子化系統(tǒng)、分光系統(tǒng)和檢測(cè)系統(tǒng)四部分組成。5.原子分光光度計(jì)與紫外分光光度計(jì)的區(qū)別兩者單色器位置的不同，原子分光光度計(jì)的單色器在后光路，在原子化器和檢測(cè)器之間，紫外分光光度計(jì)的單色器在前光路，在光源和比色皿之間；紫外分光光度計(jì)為連續(xù)光源，原子分光光度計(jì)為銳線光源，選擇性更好?！军c(diǎn)滴積累】第30頁,共40頁，2024年2月25日，星期天31第十章原子吸收分光光度法與檢測(cè)技術(shù)

6.標(biāo)準(zhǔn)曲線法和標(biāo)準(zhǔn)加入法的區(qū)別標(biāo)準(zhǔn)曲線法受基體影響較大，僅適用于組成簡(jiǎn)單或共存元素沒有干擾的樣品，標(biāo)準(zhǔn)加入法可以消除基體的干擾，用于基體組成復(fù)雜、干擾明顯、組成不明確的樣品；標(biāo)準(zhǔn)曲線法簡(jiǎn)單、快速，可用于同類大批量樣品的分析，標(biāo)準(zhǔn)加入法操作繁瑣，不適合同時(shí)做多樣品分析。【點(diǎn)滴積累】第31頁,共40頁，2024年2月25日，星期天32

一、選擇題（一）單項(xiàng)選擇題1.原子吸收光譜產(chǎn)生的原因是：

A.振動(dòng)能級(jí)躍遷B.原子最外層電子躍

C.分子中電子能級(jí)的躍遷D.轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)躍遷2.在原子吸收分光光度法中，原子蒸氣對(duì)共振輻射的吸收程度與：

A.透射光強(qiáng)度成正比B.原子化溫度成正比

C.激發(fā)態(tài)原子數(shù)成正比D.基態(tài)原子數(shù)成正比【目標(biāo)檢測(cè)】第十章原子吸收分光光度法與檢測(cè)技術(shù)

第32頁,共40頁，2024年2月25日，星期天33

3.當(dāng)特征輻射通過試樣蒸氣時(shí)，被下列哪種粒子吸收？：

A.激發(fā)態(tài)原子B.離子

C.基態(tài)原子D.分子4.在原子分光光度計(jì)中，最廣泛采用的光源是：

A.空心陰極燈B.無極放電燈

C.氫燈D.鎢燈5.原子吸收分光光度計(jì)的光源作用是：A.發(fā)射很強(qiáng)的連續(xù)光譜B.產(chǎn)生足夠強(qiáng)度的散射光C.提供試樣蒸發(fā)和激發(fā)所需的能量D.發(fā)射待測(cè)元素基態(tài)原子所吸收的特征共振輻射第十章原子吸收分光光度法與檢測(cè)技術(shù)

第33頁,共40頁，2024年2月25日，星期天34

6.與單光束原子吸收分光光度計(jì)相比，雙光束原子吸收分光光度計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是：

A.靈敏度高B.可以消除背景的影響

C.可以抵消因光源的變化而產(chǎn)生的誤差

D.便于采用最大的狹縫寬度7.空心陰極燈的主要操作參數(shù)是：A.預(yù)熱時(shí)間B.燈電壓C.燈電流D.內(nèi)充氣體壓力第十章原子吸收分光光度法與檢測(cè)技術(shù)

第34頁,共40頁，2024年2月25日，星期天35

8.在原子吸收分析中，測(cè)定元素的靈敏度很大程度取決于：

A.光源B.檢測(cè)系統(tǒng)

C.分光系統(tǒng)D.原子化系統(tǒng)9.與火焰法相比，石墨爐原子吸收法的優(yōu)點(diǎn)是：

A.靈敏度高B.分析速度快

C.重現(xiàn)性好D.背景吸收小第十章原子吸收分光光度法與檢測(cè)技術(shù)

第35頁,共40頁，2024年2月25日，星期天36

10.與無火焰原子吸收法相比，火焰原子吸收法的優(yōu)點(diǎn)是：

A.選擇性較強(qiáng)