第七章原子吸收光譜法習(xí)題解答

1、二二0000八年五月八年五月 第七章第七章 原子吸收光譜法原子吸收光譜法 習(xí)題解答習(xí)題解答 第七章原子吸收光譜法習(xí)題解答第七章原子吸收光譜法習(xí)題解答 1.簡述原子吸收分光光度法的基本原理，并從原理上比較發(fā)射光譜法和 原子吸收光譜法的異同點(diǎn)及優(yōu)缺點(diǎn) 解：AAS是基于物質(zhì)所產(chǎn)生的原子蒸氣對(duì)特定譜線的吸收作用來進(jìn)行定 量分析的方法 AES是基于原子的發(fā)射現(xiàn)象，而AAS則是基于原子的吸收現(xiàn)象二者同 屬于光學(xué)分析方法 原子吸收法的選擇性高，干擾較少且易于克服。原子吸收法的選擇性高，干擾較少且易于克服。 由于原于的吸收線比發(fā)射線的數(shù)目少得多，這樣譜線重疊由于原于的吸收線比發(fā)射線的數(shù)目少得多，這樣譜線重疊

2、的幾率小得的幾率小得 多。而且空心陰極燈一般并不發(fā)射那些鄰近波長的輻射線經(jīng)，因此其多。而且空心陰極燈一般并不發(fā)射那些鄰近波長的輻射線經(jīng)，因此其 它輻射線干擾較小。它輻射線干擾較小。 原子吸收具有更高的靈敏度。原子吸收具有更高的靈敏度。 在原子吸收法的實(shí)驗(yàn)條件下，原子蒸氣中基態(tài)在原子吸收法的實(shí)驗(yàn)條件下，原子蒸氣中基態(tài) 原于數(shù)比激發(fā)態(tài)原子數(shù)原于數(shù)比激發(fā)態(tài)原子數(shù) 多得多，所以測定的是大部分原多得多，所以測定的是大部分原 子。子。 原子吸收法原子吸收法 比發(fā)射法具有更佳的信噪比比發(fā)射法具有更佳的信噪比 這是由于激發(fā)態(tài)原子數(shù)的溫度系數(shù)顯著大于基態(tài)原子。這是由于激發(fā)態(tài)原子數(shù)的溫度系數(shù)顯著大于基態(tài)原子。 2

3、何謂銳線光源？在原子吸收光譜分析中為什么要用銳線光源？ 解：銳線光源銳線光源是發(fā)射線半寬度遠(yuǎn)小于吸收線半寬度的光源，如空心陰極燈。 在使用銳線光源時(shí)，光源發(fā)射線半寬度很小，并且發(fā)射線與吸收線的中心頻率 一致。這時(shí)發(fā)射線的輪廓可看作一個(gè)很窄的矩形，即峰值吸收系數(shù)K 在此輪 廓內(nèi)不隨頻率而改變，吸收只限于發(fā)射線輪廓內(nèi)。這樣，求出一定的峰值吸收 系數(shù)即可測出一定的原子濃度。 3在原子吸收光度計(jì)中為什么不采用連續(xù)光源（如鎢絲燈或氘燈）， 而在分光光度計(jì)中則需要采用連續(xù)光源？ 解：雖然原子吸收光譜中積分吸收與樣品濃度呈線性關(guān)系，但由于原子 吸收線的半寬度很小，如果采用連續(xù)光源，要測定半寬度很小的吸收線

4、的積分吸收值就需要分辨率非常高的單色器，目前的技術(shù)條件尚達(dá)不到， 因此只能借助銳線光源，利用峰值吸收來代替 而分光光度計(jì)測定的是分子光譜，分子光譜屬于帶狀光譜，具有較大的 半寬度，使用普通的棱鏡或光柵就可以達(dá)到要求而且使用連續(xù)光源還 可以進(jìn)行光譜全掃描，可以用同一個(gè)光源對(duì)多種化合物進(jìn)行測定 4原子吸收分析中，若產(chǎn)生下述情況而引致誤差，應(yīng)采用什 么措施來減免之？ （）光源強(qiáng)度變化引起基線漂移， （）火焰發(fā)射的輻射進(jìn)入檢測器（發(fā)射背景）， （）待測元素吸收線和試樣中共存元素的吸收線重疊 解：(1)選擇適宜的燈電流，并保持燈電流穩(wěn)定，使用前應(yīng)該 經(jīng)過預(yù)熱 (2)可以采用儀器調(diào)制方式來減免，必要時(shí)可適

5、當(dāng)增加燈電流 提高光源發(fā)射強(qiáng)度來改善信噪比 (3)可以選用其它譜線作為分析線如果沒有合適的分析線， 則需要分離干擾元素 5原子吸收分析中，若采用火焰原子化法，是否火焰溫度愈高，測定靈 敏度就愈高？為什么？ 解:不是.因?yàn)殡S著火焰溫度升高,激發(fā)態(tài)原子增加,電離度增大,基態(tài)原子 減少.所以如果太高,反而可能會(huì)導(dǎo)致測定靈敏度降低.尤其是對(duì)于易揮發(fā) 和電離電位較低的元素,應(yīng)使用低溫火焰. 6石墨爐原子化法的工作原理是什么？與火焰原子化法相比較，有什么 優(yōu)缺點(diǎn)？為什么？ 解:石墨爐原子化器是將一個(gè)石墨管固定在兩個(gè)電極之間而制成的,在惰性 氣體保護(hù)下以大電流通過石墨管,將石墨管加熱至高溫而使樣品原子化.

6、與火焰原子化相比,在石墨爐原子化器中,試樣幾乎可以全部原子化,因而測 定靈敏度高.對(duì)于易形成難熔氧化物的元素,以及試樣含量很低或試樣量很 少時(shí)非常適用. 缺點(diǎn):共存化合物的干擾大,由于取樣量少,所以進(jìn)樣量及注入管內(nèi)位置的變 動(dòng)會(huì)引起誤差,因而重現(xiàn)性較差. 7說明在原子吸收分析中產(chǎn)生背景吸收的原因及影響，如 何避免這一類影響？ 解:背景吸收是由于原子化器中的氣態(tài)分子對(duì)光的吸收或高濃 度鹽的固體微粒對(duì)光的散射而引起的,它們屬于一種寬頻帶吸 收.而且這種影響一般隨著波長的減短而增大,同時(shí)隨著基體元 素濃度的增加而增大,并與火焰條件有關(guān).可以針對(duì)不同情況采 取不同的措施,例如火焰成分中OH,CH,CO

7、等對(duì)光的吸收主要影 響信號(hào)的穩(wěn)定性，可以通過零點(diǎn)調(diào)節(jié)來消除，由于這種吸收隨 波長的減小而增加，所以當(dāng)測定吸收波長位于遠(yuǎn)紫外區(qū)的元素 時(shí)，可以選用空氣H2,Ar-H2火焰對(duì)于火焰中金屬鹽或氧 化物、氫氧化物引起的吸收通常利用高溫火焰就可消除。 有時(shí)，對(duì)于背景的吸收也可利用以下方法進(jìn)行校正：(1)鄰近 線校正法;(2)用與試液組成相似的標(biāo)液校正；(3)分離基體 8背景吸收和基體效應(yīng)都與試樣的基體有關(guān)，試分析它們的不同之處 解：基體效應(yīng)是指試樣在轉(zhuǎn)移、蒸發(fā)過程中任何物理因素的變化對(duì)測定的 干擾效應(yīng)。背景吸收主要指基體元素和鹽分的粒子對(duì)光的吸收或散射，而 基體效應(yīng)則主要是由于這些成分在火焰中蒸發(fā)或離解

8、時(shí)需要消耗大量的熱 量而影響原子化效率，以及試液的黏度、表面張力、霧化效率等因素的影 響。 9應(yīng)用原子吸收光譜法進(jìn)行定量分析的依據(jù)是什么？進(jìn)行定量分析有哪些方法？ 試比較它們的優(yōu)缺點(diǎn) 解：在一定的濃度范圍和一定的火焰寬度條件下，當(dāng)采用銳線光源時(shí)，溶液 的吸光度與待測元素濃度成正比關(guān)系，這就是原子吸收光譜定量分析的依據(jù)。 常用兩種方法進(jìn)行定量分析： （）標(biāo)準(zhǔn)曲線法：該方法簡便、快速，但僅適用于組成簡單的試樣。 （）標(biāo)準(zhǔn)加入法：本方法適用于試樣的確切組分未知的情況。不適合于曲 線斜率過小的情況。 10保證或提高原子吸收分析的靈敏度和準(zhǔn)確度，應(yīng)注意那些問題？怎樣 選擇原子吸收光譜分析的最佳條件？ 解

9、：應(yīng)該從分析線的選擇、光源（空心陰極燈）的工作電流、火焰的 選擇、燃燒器高度的選擇及狹縫寬度等幾個(gè)方面來考慮，選擇最佳的 測定條件。 11從工作原理、儀器設(shè)備上對(duì)原子吸收法及原子熒光法作比較。 解：從工作原理上看，原子吸收是通過測定待測元素的原子蒸氣對(duì)其特 征譜線的吸收來實(shí)現(xiàn)測定的，屬于吸收光譜，而原子熒光則是通過測量 待測元素的原子蒸氣在輻射能激發(fā)下所產(chǎn)生的熒光的強(qiáng)度來實(shí)現(xiàn)測定的， 屬于發(fā)射光譜。 在儀器設(shè)備上，二者非常相似，不同之處在于原子吸收光譜儀中所有組 件排列在一條直線上，而熒光光譜儀則將光源與其它組件垂直排列，以 消除激發(fā)光源發(fā)射的輻射對(duì)檢測信號(hào)的影響。 12.用波長為213.8n

10、m,質(zhì)量濃度為0.010mg.mL-1的鋅標(biāo)準(zhǔn)溶液 和空白溶液交替連續(xù)測定10次,用記錄儀記錄的格數(shù)如下.計(jì) 算該原子吸收分光光度計(jì)測定鋅元素的檢出限. 序號(hào)序號(hào)12345 記錄儀格數(shù)記錄儀格數(shù)13.513.014.814.814.5 序號(hào)序號(hào)678910 記錄儀格數(shù)記錄儀格數(shù)14.014.014.814.014.2 解解:求出噪聲的標(biāo)準(zhǔn)偏差為求出噪聲的標(biāo)準(zhǔn)偏差為s s=0.597, 吸光度的平均值為吸光度的平均值為14.16, 代入檢測限的表達(dá)式得代入檢測限的表達(dá)式得: C3s s/A=0.010 0.597/14.16= 0.0013m mg.mL-1 13.測定血漿試樣中鋰的含量,將三份

11、0.500mL血漿試樣分別加至5.00mL水中, 然后在這三份溶液中加入(1)0mL, (2)10.0mL, (3) 20.0mL0.0500mol.L-1LiCl標(biāo) 準(zhǔn)溶液,在原子吸收分光光度計(jì)上測得讀數(shù)(任意單位)依次為(1)23.0, (2)45.3, (3)68.0. 計(jì)算此血漿中鋰的質(zhì)量濃度. 解解:將加入的標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度換算成稀釋后的濃度將加入的標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度換算成稀釋后的濃度,然后用其對(duì)吸光度作圖然后用其對(duì)吸光度作圖. 換算后濃度分別為換算后濃度分別為: Vs 10-3 0.050/5.50 (1)0, (2)9.09 10-5mol.L-1, (3)1.82 10-4mol.L-1

12、 - 0 . 0 0 0 10 . 0 0 0 00 . 0 0 0 10 . 0 0 0 2 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 - C x = - 9 . 2 8 e - 5 A C 故故: 血漿中鋰的濃度為血漿中鋰的濃度為9.2810-5mol.L-1 14.以原子吸收光譜法分析尿樣中銅的含量,分析線324.8nm. 測 得數(shù)據(jù)如下表所示,計(jì)算試樣中銅的質(zhì)量濃度(mg.mL-1) 加入銅的質(zhì)量濃度/mg.mL-1A 0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 0.28 0.44 0.60 0.757 0.912 解解:采用標(biāo)準(zhǔn)加入法采用標(biāo)準(zhǔn)加入法,上表中濃度為以試液體積計(jì)算的上表中濃度為以試液體積計(jì)算的 濃度濃度. 標(biāo)準(zhǔn)曲線如下頁圖所示標(biāo)準(zhǔn)曲線如下頁圖所示 - 4- 202468 0 . 0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 . 0 C x = 3 . 5 6mg . mL - 1 A C 15.用原子吸收法測銻,用鉛作內(nèi)標(biāo).取5.00mL未知銻溶液,加入 2.00mL4.13mg.mL-1的鉛溶液并稀釋至10.0mL,測得ASb/APb= 0.808. 另取相同濃度的銻和鉛溶液,ASb/APb= 1.31, 計(jì)算未知液 中銻的質(zhì)量濃度. 解解:設(shè)試液中銻濃度為設(shè)試液中銻濃度