原子吸收分光光度法測(cè)粉中的鈣

1、 復(fù)旦大學(xué)復(fù)旦大學(xué)化學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心化學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心王叢笑王叢笑物質(zhì)產(chǎn)生原子蒸氣對(duì)特定譜線的吸收作用進(jìn)行定量分析物質(zhì)產(chǎn)生原子蒸氣對(duì)特定譜線的吸收作用進(jìn)行定量分析 在原子吸收分光光度法中，一般由空心陰極燈提供特在原子吸收分光光度法中，一般由空心陰極燈提供特定波長(zhǎng)的輻射，即待測(cè)元素的共振線。由噴霧定波長(zhǎng)的輻射，即待測(cè)元素的共振線。由噴霧- -火焰燃火焰燃燒器或石墨爐等原子化裝置使試樣中的燒器或石墨爐等原子化裝置使試樣中的待測(cè)元素分解為待測(cè)元素分解為氣相狀態(tài)的基態(tài)原子氣相狀態(tài)的基態(tài)原子。當(dāng)空心陰極燈的輻射通過(guò)原子蒸。當(dāng)空心陰極燈的輻射通過(guò)原子蒸氣時(shí)，氣時(shí)，特定波長(zhǎng)的輻射部分地基態(tài)原子所吸收特定波長(zhǎng)的輻

2、射部分地基態(tài)原子所吸收，經(jīng)單色，經(jīng)單色器分光后，通過(guò)檢測(cè)器器分光后，通過(guò)檢測(cè)器測(cè)得其吸收前后的強(qiáng)度變化測(cè)得其吸收前后的強(qiáng)度變化，從，從而求得試樣中待測(cè)元素含量。而求得試樣中待測(cè)元素含量。分光系統(tǒng)分光系統(tǒng)光源光源 原子化器原子化器 試樣系統(tǒng)試樣系統(tǒng) 檢測(cè)記錄系統(tǒng)檢測(cè)記錄系統(tǒng)原理：原理：ar+e ar+ar+m m+ar+m+e m*+em* m+hv 空心陰極燈空心陰極燈l施加適當(dāng)電壓時(shí)，電子將從空心陰極內(nèi)壁流向陽(yáng)極施加適當(dāng)電壓時(shí)，電子將從空心陰極內(nèi)壁流向陽(yáng)極; ; 與充入與充入 的惰性氣體碰撞而使之電離，的惰性氣體碰撞而使之電離，產(chǎn)生正電荷產(chǎn)生正電荷，其在電場(chǎng)作用下，其在電場(chǎng)作用下， 向陰極內(nèi)

3、壁猛烈轟擊向陰極內(nèi)壁猛烈轟擊; ; 使陰極使陰極表面的金屬原子濺射表面的金屬原子濺射出來(lái)，濺出來(lái)，濺 射出來(lái)的金屬原子再與電子、惰性氣體原子及離子發(fā)生射出來(lái)的金屬原子再與電子、惰性氣體原子及離子發(fā)生撞碰撞碰 而被激發(fā)而被激發(fā)，于是陰極內(nèi)輝光中便出現(xiàn)了陰極物質(zhì)和內(nèi)充惰性，于是陰極內(nèi)輝光中便出現(xiàn)了陰極物質(zhì)和內(nèi)充惰性 氣體的光譜。氣體的光譜。l 用不同待測(cè)元素作陰極材料，可制成相應(yīng)空心陰極燈。用不同待測(cè)元素作陰極材料，可制成相應(yīng)空心陰極燈。l 空心陰極燈的輻射強(qiáng)度與燈的工作電流有關(guān)?？招年帢O燈的輻射強(qiáng)度與燈的工作電流有關(guān)。優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)缺點(diǎn)l輻射光強(qiáng)度大，穩(wěn)定，譜線窄。輻射光強(qiáng)度大，穩(wěn)定，譜線窄。l每測(cè)一

4、種元素需更換相應(yīng)的燈。每測(cè)一種元素需更換相應(yīng)的燈?？招年帢O燈的原理空心陰極燈的原理 在原子吸收分析中需要使用銳線光源，測(cè)量譜在原子吸收分析中需要使用銳線光源，測(cè)量譜線的峰值吸收，銳線光源需要滿足的條件：線的峰值吸收，銳線光源需要滿足的條件： 光源的發(fā)射線與吸收線的光源的發(fā)射線與吸收線的0一致。一致。 發(fā)射線的發(fā)射線的1/2小于吸收線的小于吸收線的 1/2。 提供銳線光源的方法：提供銳線光源的方法： 空心陰極燈空心陰極燈 在使用銳線光源和低濃度的情況下，基態(tài)原子在使用銳線光源和低濃度的情況下，基態(tài)原子蒸氣對(duì)共振線的吸收符合蒸氣對(duì)共振線的吸收符合：a = lg(i0/i) = kln0 6-1 式

5、中式中a為吸光度，為吸光度，i0為入射光強(qiáng)度，為入射光強(qiáng)度，i為經(jīng)原子為經(jīng)原子蒸氣吸收后的透射光強(qiáng)度，蒸氣吸收后的透射光強(qiáng)度，k為吸光系數(shù)，為吸光系數(shù)，l為輻射為輻射光穿過(guò)原子蒸氣的光程長(zhǎng)度，光穿過(guò)原子蒸氣的光程長(zhǎng)度，n0為基態(tài)原子密度。為基態(tài)原子密度。 當(dāng)試樣原子化，火焰的絕對(duì)溫度低于當(dāng)試樣原子化，火焰的絕對(duì)溫度低于3000k3000k時(shí)，可時(shí)，可以認(rèn)為原子蒸氣中基態(tài)原子的數(shù)目實(shí)際上接近于原以認(rèn)為原子蒸氣中基態(tài)原子的數(shù)目實(shí)際上接近于原子總數(shù)。在固定的實(shí)驗(yàn)條件下，原子總數(shù)與試樣濃子總數(shù)。在固定的實(shí)驗(yàn)條件下，原子總數(shù)與試樣濃度度c c的比例是恒定的，則上式可記為：的比例是恒定的，則上式可記為：a

6、 = kc 6-2式式6-26-2就是原子吸收分光光度法的定量基礎(chǔ)。就是原子吸收分光光度法的定量基礎(chǔ)。定量方法可用定量方法可用標(biāo)準(zhǔn)曲線法標(biāo)準(zhǔn)曲線法或或標(biāo)準(zhǔn)加入法標(biāo)準(zhǔn)加入法等。等。 方法以配制一系列不同濃度的待測(cè)元素的標(biāo)方法以配制一系列不同濃度的待測(cè)元素的標(biāo)準(zhǔn)溶液，在恒定操作條件下測(cè)定吸光度，繪制準(zhǔn)溶液，在恒定操作條件下測(cè)定吸光度，繪制吸吸光度光度a對(duì)對(duì)濃度濃度c的標(biāo)準(zhǔn)曲線（也稱(chēng)工作曲線）。在的標(biāo)準(zhǔn)曲線（也稱(chēng)工作曲線）。在同樣條件下測(cè)定未知液吸光度，在標(biāo)準(zhǔn)曲線上用同樣條件下測(cè)定未知液吸光度，在標(biāo)準(zhǔn)曲線上用插入法求得被測(cè)元素的含量。插入法求得被測(cè)元素的含量。 測(cè)量前應(yīng)用不含待測(cè)元素而含其他組分的空

7、測(cè)量前應(yīng)用不含待測(cè)元素而含其他組分的空白溶液預(yù)先測(cè)吸光度，扣除空白。白溶液預(yù)先測(cè)吸光度，扣除空白。 常采用標(biāo)準(zhǔn)加入法，又稱(chēng)直線外推法或增量法。常采用標(biāo)準(zhǔn)加入法，又稱(chēng)直線外推法或增量法。 在若干份同樣體積的試樣中，分別加入不同在若干份同樣體積的試樣中，分別加入不同量待測(cè)元素的標(biāo)準(zhǔn)溶液，稀釋到一定體積后，分量待測(cè)元素的標(biāo)準(zhǔn)溶液，稀釋到一定體積后，分別測(cè)出其吸光度，以吸光度別測(cè)出其吸光度，以吸光度a對(duì)加入標(biāo)準(zhǔn)的絕對(duì)量對(duì)加入標(biāo)準(zhǔn)的絕對(duì)量或加入標(biāo)準(zhǔn)的濃度作圖，得一直線，或加入標(biāo)準(zhǔn)的濃度作圖，得一直線，此直線外延此直線外延至橫軸上的交點(diǎn)到原點(diǎn)的距離便是原始試樣中待至橫軸上的交點(diǎn)到原點(diǎn)的距離便是原始試樣中待

8、測(cè)元素的濃度。測(cè)元素的濃度。 火焰原子化法是使用最早、最廣泛的原子化火焰原子化法是使用最早、最廣泛的原子化技術(shù)。火焰中原子的生成是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，其技術(shù)?；鹧嬷性拥纳墒且粋€(gè)復(fù)雜的過(guò)程，其最大的吸收部位是由該處原子生成和消失的速度最大的吸收部位是由該處原子生成和消失的速度決定的。它不僅與決定的。它不僅與火焰的類(lèi)型火焰的類(lèi)型及及噴霧效率噴霧效率有關(guān)，有關(guān)，而且還因而且還因元素的性質(zhì)元素的性質(zhì)及及火焰燃料氣與助然氣的比火焰燃料氣與助然氣的比例例不同而異。為了獲得較高的靈敏度，象鈣、鍶不同而異。為了獲得較高的靈敏度，象鈣、鍶等與氧化合反應(yīng)較快的堿金屬，在火焰上部的濃等與氧化合反應(yīng)較快的堿金屬，在火

9、焰上部的濃度較低，宜選用富燃?xì)獾幕鹧?。度較低，宜選用富燃?xì)獾幕鹧?。原子的產(chǎn)生原子的產(chǎn)生：原子化原子化進(jìn)樣進(jìn)樣 溶液霧化去溶劑蒸發(fā)溶液霧化去溶劑蒸發(fā) 蒸氣分子蒸氣分子 分子解離為原子分子解離為原子，解離度，解離度 原子電離為離子原子電離為離子，電離度，電離度 解解 離離 解離平衡解離平衡 xy x + y 解離度解離度 x / xy + x 1 / 1 + o / k解離解離 電電 離離 電離平衡電離平衡 m m+ + e 電離度電離度 1 / 1 + n電子電子 / k電電離離 還原性還原性性能性能較高靈敏度、精密度較高靈敏度、精密度火焰溫度較化學(xué)計(jì)量火火焰溫度較化學(xué)計(jì)量火焰低焰低強(qiáng)強(qiáng)溫度低、

10、電子密度較高溫度低、電子密度較高觀測(cè)高度：原子在火焰中的空間分布觀測(cè)高度：原子在火焰中的空間分布cu, ca 的空間分布的空間分布 及及 mo的優(yōu)化條件的優(yōu)化條件 火焰原子光譜分析的干擾火焰原子光譜分析的干擾 物理干擾物理干擾 進(jìn)樣時(shí)標(biāo)準(zhǔn)溶液與試樣溶液進(jìn)樣時(shí)標(biāo)準(zhǔn)溶液與試樣溶液 組成不一致，酸度不一致，溫度不一致；組成不一致，酸度不一致，溫度不一致； 含有機(jī)物組份；含有機(jī)物組份； 化學(xué)干擾化學(xué)干擾 溶質(zhì)揮發(fā)干擾（凝聚相干擾）溶質(zhì)揮發(fā)干擾（凝聚相干擾） ca和大量磷酸鹽、硅酸鹽、鋁鹽等共存時(shí)，和大量磷酸鹽、硅酸鹽、鋁鹽等共存時(shí)， 形成難揮發(fā)化合物，使被測(cè)物被包裹，蒸形成難揮發(fā)化合物，使被測(cè)物被包裹

11、，蒸 發(fā)不完全；發(fā)不完全； 加入釋放劑：如加入釋放劑：如 鑭鹽，鍶鹽，鑭鹽，鍶鹽， 電離干擾電離干擾 部分原子轉(zhuǎn)變?yōu)殡x子，工作曲線的低濃度部分偏部分原子轉(zhuǎn)變?yōu)殡x子，工作曲線的低濃度部分偏 離直線（負(fù)偏離）；離直線（負(fù)偏離）； 加入電離抑制劑加入電離抑制劑 1.系列標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制系列標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制2.2.樣品試液配制樣品試液配制3.3.標(biāo)準(zhǔn)加入法工作溶液的配制標(biāo)準(zhǔn)加入法工作溶液的配制4.4.共存元素影響的試驗(yàn)共存元素影響的試驗(yàn)5.5.測(cè)量吸光度測(cè)量吸光度1 1以鈣的以鈣的系列標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度繪制標(biāo)準(zhǔn)曲系列標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線線。根據(jù)未知試樣溶液的吸光度，求出奶粉中。根據(jù)未知試樣溶液的吸光度，求出奶粉中鈣的含量。并對(duì)共存元素的影響進(jìn)行討論。鈣的含量。并對(duì)共存元素的影響進(jìn)行討論。2. 2. 鈣的鈣的標(biāo)準(zhǔn)加入法工作溶液測(cè)得的吸光度繪標(biāo)準(zhǔn)加入法工作溶液測(cè)得的吸光度繪