《儀器分析實(shí)驗(yàn)》-原子熒光法課件

1、儀器分析實(shí)驗(yàn)-原子熒光法課件土壤樣品中汞總含量的測(cè)定(反王水消化-氫化物發(fā)生-原子熒光分析法)目錄一、概述二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康娜?shí)驗(yàn)原理四、儀器藥品五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.樣品前處理，2.氫化物-原子熒光法測(cè)定。六、儀器操作(一)原子熒光光度計(jì)的基本結(jié)構(gòu)(二)AFS-2202E型雙道原子熒光光度計(jì)的儀器結(jié)構(gòu)(三)操作步驟(四)儀器條件(五)標(biāo)準(zhǔn)曲線法分析步驟七、思考題一、概述土壤作為環(huán)境的重要組成部分，對(duì)人體健康的影響已越來(lái)越被人們關(guān)注，隨著社會(huì)進(jìn)步以及環(huán)保意識(shí)的提高，對(duì)土壤的檢測(cè)也日趨引起有關(guān)部門(mén)的重視。據(jù)中國(guó)土壤元素背景值（中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站，1990），中國(guó)主要土壤類(lèi)型中汞的平均含量為0.065 mg/

2、Kg。汞在環(huán)境中的存在分為無(wú)機(jī)汞和有機(jī)汞兩大形態(tài)。汞在土壤中最穩(wěn)定的形態(tài)是硫化物形式及其他復(fù)合鹵化物，其次，在高有機(jī)質(zhì)含量的土壤中，有機(jī)態(tài)汞會(huì)占到較大的比例。有機(jī)汞主要是甲基汞和乙基汞。二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.掌握原子熒光光譜法的基本原理。2.掌握氫化物的發(fā)生原理。3.掌握測(cè)定土壤樣品中汞總含量的樣品處理方法與操作。4.了解原子熒光光度計(jì)的基本結(jié)構(gòu)知識(shí)，掌握測(cè)定汞的儀器條件與操作步驟。5.掌握汞總含量測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)曲線法分析步驟三、實(shí)驗(yàn)原理(一)樣品前處理土壤汞總含量測(cè)定的前處理(采用反王水消化法)：稱取過(guò)1mm篩的土壤樣品0.5000-1.0000 g于150mL三角瓶中，滴加2滴超純水潤(rùn)濕土樣，加入反

3、王水(硝酸：鹽酸=3：1)10mL，于沸水浴中加熱分解2小時(shí)(期間注意搖動(dòng)幾次)。取出樣品冷卻至室溫后，加2滴5%的重鉻酸鉀水溶液，搖勻；同時(shí)做全過(guò)程的空白。用2mol/L的鹽酸溶液溶解并轉(zhuǎn)移定容到100ml的容量瓶中，搖勻。消化液用氫化物發(fā)生-原子熒光光度計(jì)測(cè)定。(二)原子熒光光譜法的基本原理在一定工作條件下，熒光強(qiáng)度If與激發(fā)光源的輻射強(qiáng)度I0和被測(cè)元素的基態(tài)原子數(shù)N成正比，即If=AI0lN。除N外，其它都為常數(shù)，N與試樣中被測(cè)定元素的濃度c成正比，因此，原子熒光強(qiáng)度與元素濃度關(guān)系為：If=Kc。汞不能生成共價(jià)氫化物，但硼氫化鉀(或鈉)能使溶液中化合態(tài)的汞還原產(chǎn)生汞蒸汽。(三)氫化物發(fā)生

4、原理氫化物發(fā)生-原子熒光法是基于下列反應(yīng)，先將分析元素轉(zhuǎn)化為在室溫下為氣態(tài)的氫化物： E-m+Na(K)BH4 + HCL + 3H2O Na(K)CL + H3BO3 + 8H* EHn + H2(過(guò)量)Em+為待測(cè)元素，EHn為氣態(tài)氫化物（m可以等于或不等于n）。四、儀器藥品(一)主要儀器電子分析天平（EL104，梅特勒-托利多（上海）有限公司），水浴鍋，雙道原子熒光光度計(jì)（AFS-2202E型，北京科創(chuàng)海光儀器有限公司）。(二)藥品試劑2.1藥品1.氬氣：99.99%，帶氧氣減壓表；2.硼氫化鉀；3.優(yōu)級(jí)純鹽酸；4.1mg/ml汞標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液；5.優(yōu)級(jí)純硝酸；6.分析純重鉻酸鉀。2.2測(cè)定

5、Hg所需試劑的配制1.配制Hg濃度系列為0，0.40，0.80，1.20，1.60，2.00 ng/ml的標(biāo)準(zhǔn)溶液：先將Hg標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液稀釋到濃度為200ng/ml的標(biāo)準(zhǔn)溶液。分別吸取200ng/ml的Hg標(biāo)準(zhǔn)溶液0，0.10，0.20，0.30，0.40，0.50ml加入50ml容量瓶中，加入2mol/L的鹽酸溶液定容。2.2mol/L的鹽酸溶液：用量筒量取333.3ml濃鹽酸于2000ml的燒杯中，用超純水稀釋到刻度。3.2%KBH4還原劑溶液：稱取2.5gKOH溶解于超純水中，溶解后加入10gKBH4，加入超純水稀釋到500ml。4.5%的重鉻酸鉀水溶液：稱取10.0g重鉻酸鉀，用總體積為

6、190mL的超純水溶解，搖勻即可。5.反王水(硝酸與鹽酸的體積比為3：1)：需要消化土壤樣品時(shí)配制，用量筒量取優(yōu)級(jí)純硝酸和鹽酸的體積分別為150mL和50mL，混合均勻后待用。五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.樣品前處理，2.氫化物-原子熒光法測(cè)定。六、儀器操作(一)原子熒光光度計(jì)的基本結(jié)構(gòu)原子熒光光度計(jì)的儀器裝置由三個(gè)主要部分組成：激發(fā)光源、原子化器、檢測(cè)部分。激發(fā)光源：北京科創(chuàng)海光儀器有限公司生產(chǎn)的AFS系列原子熒光光度計(jì)采用特制的空心陰極燈作為激發(fā)光源。高強(qiáng)度的空心陰極燈可以得到較強(qiáng)的熒光信號(hào)。原子化器：AFS系列原子熒光光度計(jì)采用的是氫化物原子化器。這種方法是基于在含砷、銻、鉍、硒、碲或錫的酸性溶液中加

7、入硼氫化鉀，使各元素形成氫化物，氫化物引入氬氫焰被原子化時(shí)可以得到很高的靈敏度。原子化器的主要部分是一個(gè)電加熱的石英管。AFS系列原子熒光光度計(jì)采用的是屏蔽式原子化器。石英爐芯分為內(nèi)外兩層，內(nèi)層為載氣，外層為屏蔽氣。載氣將反應(yīng)后的氫化物或氫氣的混合物帶入原子化器，氫氣在爐口被點(diǎn)燃，形成氬氫火焰，將氫化物原子化。檢測(cè)部分：AFS系列原子熒光光度計(jì)的光路是無(wú)色散系統(tǒng)，采用日盲光電倍增管直接檢測(cè)熒光信號(hào)。(二)AFS-2202E型雙道原子熒光光度計(jì)的儀器結(jié)構(gòu)本型儀器主要由原子熒光光度計(jì)主機(jī)、斷續(xù)流動(dòng)氫化物發(fā)生及氣液分離系統(tǒng)、控制及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等部分組成。原子熒光光度計(jì)主機(jī)主要有四部分組成：原子化系統(tǒng)

8、、光學(xué)系統(tǒng)、電路系統(tǒng)、氣路系統(tǒng)。(三)操作步驟1.打開(kāi)電腦,原子熒光光度計(jì)主機(jī)電源打開(kāi)，打開(kāi)氬氣鋼瓶，調(diào)節(jié)氣體流量使氣壓0.2 MPa，小于0.3 MPa。2.點(diǎn)擊原子熒光光度計(jì)分析軟件系統(tǒng) 點(diǎn)擊元素表 確定選擇元素 生成數(shù)據(jù)庫(kù) 打開(kāi)連接數(shù)據(jù)庫(kù)。3.點(diǎn)擊條件設(shè)置 標(biāo)準(zhǔn)曲線參數(shù)設(shè)置(A , B兩通道點(diǎn)擊切換) 點(diǎn)擊汞燈。4.調(diào)爐高為10cm 對(duì)光斑 調(diào)燈位置 取對(duì)光器 調(diào)爐高到8cm-12cm (據(jù)樣品濃度改變高低，樣品濃度高，爐高調(diào)低一點(diǎn)，反之，樣品濃度低，爐高調(diào)高) 加水封，以二次氣液分離器螺絲為準(zhǔn) 不超過(guò)刻線。5.在“運(yùn)行”中點(diǎn)火 咔的聲即點(diǎn)火成功 預(yù)熱30min加“斷續(xù)流動(dòng)進(jìn)樣量”模塊

9、點(diǎn)擊“空白測(cè)量” 標(biāo)準(zhǔn)空白(標(biāo)線)做樣品時(shí)，做樣品空白，空白完成后才做標(biāo)準(zhǔn)曲線和樣品測(cè)量 點(diǎn)擊模擬標(biāo)準(zhǔn)曲線，在桌面上排好窗口。6.依次進(jìn)樣測(cè)試，保存數(shù)據(jù)并打印。7.測(cè)試結(jié)束，在空白溶液杯和還原劑容器內(nèi)加入蒸餾水，運(yùn)行儀器清洗管道。關(guān)閉載氣，打開(kāi)壓塊，放松泵管。關(guān)閉儀器總電源開(kāi)關(guān)，作好儀器運(yùn)行記錄。(四)儀器條件測(cè)定汞的儀器條件：A、負(fù)高壓-270V；B、燈電流-總電流15mv；C、原子化高度-10mm；D、載氣-300ml/min，屏蔽氣-900ml/min。(五)標(biāo)準(zhǔn)曲線法分析步驟1.配制好標(biāo)準(zhǔn)系列溶液，如S1，S2，S3，S4，S5。2.選擇工具欄的“條件設(shè)置”按鈕，在彈出的畫(huà)面中選擇“測(cè)量條件”選項(xiàng)，在測(cè)量方法欄中選擇“Std.Curve”標(biāo)準(zhǔn)曲線法。在A，B道標(biāo)準(zhǔn)曲線參數(shù)選項(xiàng)中輸入系列標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度。3.點(diǎn)火（在“運(yùn)行”菜單中選擇點(diǎn)