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文檔簡介
元素分析知識總結(jié)第一. 原子吸收光譜1?共振線,第一共振線共振吸收線:原子由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)所吸收的譜線。第一共振線:由基態(tài)躍遷到能量最低的激發(fā)態(tài)所吸收的譜線。這條譜線強(qiáng)度最大,靈敏度最高。2?原子吸收譜線的自然寬度、中心頻率、半峰寬原子吸收線并非是一條嚴(yán)格的幾何線 ,而是占據(jù)著極窄的頻率范圍,具有一定的自然寬度。原子吸收光譜的輪廓以原子吸收譜線的中心頻率和半寬度來表征。半寬度(△v):是指在極大吸收系數(shù)一半處,吸收光譜線輪廓上兩點之間的頻率差海森堡測不準(zhǔn)原理:當(dāng)核外電子躍遷到激發(fā)態(tài)時,激發(fā)態(tài)的能級和電子在激發(fā)態(tài)留的時間是測不準(zhǔn)的,具有不確定度。即:E1:E1±AEt1:t1±△tEAt》h/2n只有當(dāng)At-x,△E-0,此時激發(fā)態(tài)的能量E1才有定值,但是電子在激發(fā)態(tài)的時間只有約10-8,所以激發(fā)態(tài)的能量E1是測不準(zhǔn)的,只能是一個范圍。而電子基態(tài)是穩(wěn)定的,所以電子在基態(tài)停留時間的 At,所以AE-0,E0具有定值。所以V(E1-E0)/h是測不準(zhǔn)的,中心頻率具有不確定度,所以原子吸收線具有自然寬度。自然寬度(AuN)10-5nm3?為什么原子吸收線具有自然寬度?根據(jù)海森堡測不準(zhǔn)原理:AEAt>h/2電子在基態(tài)是穩(wěn)定的,所以電子在基態(tài)停留時間的At-x,所以AE-0,基態(tài)能量E0具有定值。而電子在激發(fā)態(tài)的時間只有約10-8,所以激發(fā)態(tài)的能量E1是測準(zhǔn)的,只能是一個范圍。所以譜線的頻率V(E1-E0)/h是測不準(zhǔn)的,中心頻率具有不確定度,所以原子吸收線具有自然寬度。 自然寬度(AuN)一般為10-5nm數(shù)量級。4?多普勒變寬、洛倫茲變寬、霍爾茲馬克變寬多普勒變寬:(中心頻率不變)一個運(yùn)動著的原子所發(fā)射出的光,若運(yùn)動方向朝向觀察者(檢測器),則觀測到光的頻率較靜止原子所發(fā)出光的頻率來得高(波長來得短);反之,若運(yùn)動方向背向觀察者,則觀測到光的頻率較靜止原子所發(fā)出光的頻率來得低(波長來得長)。由于原子的熱運(yùn)動是無規(guī)則的,但在朝向、背向檢測器的方向上總有一定的分量,所以檢測器受到光的頻率(波長)總會有一定的范圍,因此譜線變寬。多普勒變寬的表達(dá)式:式中:艮:為頻率表示的多普勒變寬u 為譜線的頻率:T 対光源的絕對溫度:MI為被測元素的原子量2000-3000K0.001-0.005nm100v0不變,只是兩側(cè)對稱變寬,但k0值變小壓力變寬:是由于微粒間相互碰撞的結(jié)果,因此也稱碰撞變寬。吸光原子與蒸汽中的其它原子或粒子相互碰撞引起能級的稍微變化, 而且也使激發(fā)態(tài)原子的平均壽命發(fā)生變化,導(dǎo)致吸收線的變寬,這種變寬與吸收區(qū)氣體的壓力有關(guān),壓力變時,碰撞的幾率增大,譜線變寬也變大。根據(jù)與其碰撞粒子的不同,又分為洛倫茲(Lorents)變寬和赫爾茲馬克(Holtsmark)變寬兩種。洛倫茲變寬:(不同種元素)是由吸光原子與其它外來粒子(原子、分子、離子、電子)相互碰撞時產(chǎn)生的,洛倫茲變寬用可表達(dá)為NA為阿佛加德羅常數(shù),Z為碰撞面積,P為壓力,R為氣體常數(shù),T溫度,A、M分別為被測元素和外來粒子的相對原子量。壓力越大,變寬的范圍越大;外來粒子質(zhì)量越大,使中心頻率發(fā)生紫移,反之則紅移。洛倫茲變寬使中心頻率發(fā)生位移,且譜線輪廓不對稱,使光源(空心陰極燈)發(fā)射的發(fā)射線和基態(tài)原子的吸收線產(chǎn)生錯位,影響了原子吸收光譜分析的靈敏度。赫爾茲馬克變寬:(同種兀素)這種變寬是指和同種原子碰撞所引起的變寬,也稱為共振變寬。只有當(dāng)被測元素的濃度較高時,同種原子的碰撞才表露出來。因此,在原子吸收法中,共振變寬一般可以忽略。標(biāo)準(zhǔn)工作曲線AJ標(biāo)準(zhǔn)工作曲線曲線在低濃度區(qū)呈直線,在高濃度時曲線向濃度軸彎曲,即曲線IIabc.溶液濃度過大,赫爾茲馬克變寬嚴(yán)重。d.樣品中的基體產(chǎn)生化學(xué)干擾或物理干擾。曲線在低濃度區(qū)呈直線,濃度增高時,曲線向上彎曲,即曲線 川是由于某些元素的電離度隨濃度不同而引起的:a.在低濃度時,電離度較大,基態(tài)原子數(shù)少;含量增高時,電離度減小,基態(tài)原子數(shù)目相對增加什么是多普勒變寬和洛倫茨變寬?各有什么特點?多普勒變寬由原子的熱運(yùn)動引起。若原子運(yùn)動方向朝向檢測器,則觀測到光的頻會變高;反之,若運(yùn)動方向背檢測器,貝U觀測到光的頻率變低。所以檢測器受到光的頻率總會有一定的范圍,因此譜線變寬。多普勒變寬時,中心頻率 V0不變,只是兩側(cè)對稱變寬,譜線強(qiáng)度變小。洛倫茲變寬:是由吸光原子與其它外來粒子(原子、分子、離子、電子)相互碰撞時產(chǎn)生的。洛倫茲變寬使中心頻率發(fā)生位移,且譜線輪廓不對稱,使光源(空心陰極燈)發(fā)射的發(fā)射線和基態(tài)原子的吸收線產(chǎn)生錯位,影響了原子吸收光譜分析的靈敏度。5?干擾效應(yīng)干擾效應(yīng)按其性質(zhì)和產(chǎn)生的原因,可以分為:物理干擾、化學(xué)干擾、電離干擾、光譜干擾、背景干擾物理干擾:是指試樣在轉(zhuǎn)移、蒸發(fā)和原子化的過程中,由于物理的特性(如粘度、表面張力、密度等)的變化引起吸收強(qiáng)度下降的效應(yīng)AJ消除物理干擾的方法1調(diào)節(jié)霧化器,改變進(jìn)樣量和霧化效率2.使標(biāo)準(zhǔn)溶液和樣品溶液的物理性質(zhì)一致,使用相同的溶劑稀釋樣品 3?采用標(biāo)準(zhǔn)加入法化學(xué)干擾:化學(xué)干擾是指試樣溶液轉(zhuǎn)化為自由基態(tài)原子的過程中, 待測元素與其他組分之間的化學(xué)作用而引起的干擾效應(yīng),它主要影響待測元素化合物離解及其原化。這種效應(yīng)可以是正效應(yīng),提高原子吸收信號;也可以是負(fù)效應(yīng),降低原子吸收信號?;瘜W(xué)干擾是一種選擇性干擾,它不僅取決于待測元素與共存元素的性質(zhì),而且還與噴霧器,燃燒器,火焰類型、狀態(tài)、部位密切相關(guān)。化學(xué)干擾的來源主要有:(1)待測元素與共存元素之間形成熱力學(xué)更穩(wěn)定的化合物,使參與吸收的基態(tài)原子數(shù)減少。(2)自由基態(tài)原子白發(fā)地與環(huán)境中的其他原子或基團(tuán)反應(yīng),導(dǎo)致參與吸收的基和氫氧化物,有時也由于形成碳化物或氮化物所造成的。 析試樣溶液的有機(jī)或無機(jī)基體與待測元素形成易揮發(fā)化合物,參與吸收的基態(tài)原子數(shù)減少,靈敏度降低。(4)還有一些其它來源,如高含量鹽類存在會使吸收信號幾種常見的化學(xué)干擾陽離子干擾:在測定Ca,Mg時,常受到Al的干擾,還有鈦、鉻、鈹、鉬、鎢、釩、鋯等都對堿土金屬有抑制作用 (鎂、鈣、鍶、鋇等)。主要是一些陽離子與被測元素形成難熔化合物。女口:Al對Mg的干擾主要是形成MgO與AI2O3生成金石,Mg的原子化受到干擾。?Ca時,磷酸鹽、硅酸鹽時會對堿土金屬產(chǎn)生干擾 ,主要形成難熔氧化物使它們的熔點提高。消除化學(xué)干擾的方法1)改變火焰溫度。對于生成難熔、難解離化合物的干擾,可以通過改變火焰的種類、提高火焰的溫度來消除。如在空氣-乙炔火焰的PO43-對Ca的測定有干擾,當(dāng)改用氧化二氮-乙炔火焰后,提高火焰溫度,可消除此類干擾。2)加入釋放劑:向試樣中加入一試劑,使干擾元素與之生成更穩(wěn)定、更難解離的化合物,而將待測元素從其與干擾元素生成的化合物中釋放出來。如測Mg2+時鋁鹽會與鎂生成MgAI2O4難熔晶體,使鎂難于原子化而干擾測定。若在試液中加入釋放劑SrCI2,可與鋁結(jié)合成穩(wěn)定的SrAI2O4而將鎂釋放出來。磷酸根會與鈣生成難解離化合物而干擾鈣的測定,若加入釋放劑LaCI3,則由于生成更難離解的LaPO4而將Ca釋放出來3)加入保護(hù)絡(luò)合劑:保護(hù)絡(luò)合劑可與待測元素生成穩(wěn)定的絡(luò)合物,使待測元素不再與干擾元素生成難解離的化合物而消除干擾。 如PO43-干擾Ca的測定,當(dāng)加入絡(luò)合劑EDTA后,Ca與EDTA生成穩(wěn)定的鰲合物,而消除PO43-的干擾8-羥基喹啉與AI形成更穩(wěn)定的化合物,從而抑制AI對Mg的干擾。葡萄糖、二醇、甘油、甘露醇等都是保護(hù)劑。 4)加入緩沖劑加入緩沖劑即向試樣中加入過量的干擾成分,使干擾趨于穩(wěn)定狀態(tài),此含干擾成分的試劑稱為緩沖劑。如用氧化二氮-乙炔測定鈦時,鋁有干擾,難以獲準(zhǔn)結(jié)果,向試樣中加入鋁鹽使鋁的濃度達(dá)到200ug/mL時,鋁對鈦的干擾就不再隨溶液中鋁含量的變化而改變,從而可以準(zhǔn)確測定鈦。但這種方法不很理想,它會大大降低測定靈敏度。5)加入助熔劑;氯化銨有助于鉻,鉬的測定,可以抑制AI、硅酸根、磷酸根、硫酸根的干擾。①氯化銨熔點低,對高熔點的元素起助熔作用。②氯化銨的蒸汽壓高,在數(shù)千度高下氯化銨的蒸汽可沖破霧滴有利熔融蒸發(fā)。③氯化銨能使測定元素轉(zhuǎn)變成氯化物,這可以排除干擾,提高靈敏度。 6)改變介質(zhì)、溶劑或改善噴霧器的性能?如測定鉻時,溶液中加酸時,可提高靈敏度;測定鈮時,加入HF酸可提高靈敏度。此外,加入醇類、酮類等有機(jī)溶劑后,可改變火焰溫度和氣氛,使溶液的粘度、表面張力有顯著改變,有利提高噴霧效率。7)化學(xué)分離常用的螯合劑有:吡咯烷二硫代氨基甲酸銨(APDC)二乙基二硫代氨基甲酸鈉(DDTC)常用的萃取劑有:4-甲基-2-戊酮(MIBK)電離干擾:是指待測元素在火焰中吸收能量后,除進(jìn)行原子化外,還是部分原子電離,從而降低了火焰中基態(tài)原子的濃度,火焰溫度愈高,電離干擾越顯著。消除電離干擾的方法當(dāng)分析電離電位較低的元素(如K、Na、Be、Sr、Ba、Al),1%CsCI(KCI、RbCI)溶液,因CsCI在火焰中極易電離產(chǎn)生高的電子云密度,此高電子云密度可以只待測元素的電離而除去干擾。1分子吸收.23消除背景干擾的方法.1442利用連續(xù)光源背景校正器扣除背景.190-370nm370nm克燈背景校正茨萱示蕙圖2塞曼效應(yīng)背景校正.:光的向與磁場方向垂直,在強(qiáng)磁場作用下,原子吸收線分裂為和S+組分:n平行于磁場方向,波長不變; S+組分垂直于磁場方向,波長分別向長波與短波移動。這兩個分量之間的主要差別是n分量只能吸收與磁場平的偏振光,而S+分量只能吸收與磁場垂直的偏振光,而且很弱。即 S+組分為背景吸收,n組分為原子吸收。Zeeman背景校正的特點:a.波長范圍寬(190-900nm);b.校正準(zhǔn)確度較高,可用于強(qiáng)背景校正;c.與非Zeeman效應(yīng)扣背景相比,靈敏度略有下降(因為入射線分裂,使其光強(qiáng)下降);d.曰車昂貴。光譜干擾:指所選用的光譜通帶內(nèi),除分析元素吸收的輻射之外,還有光源或原子化器的某些不需要輻射同時被檢測出來的干擾。6?釋放劑、保護(hù)劑、消電離劑、基體改進(jìn)劑基體改進(jìn)劑的類型:a.無機(jī)改進(jìn)劑:許多銨鹽、無機(jī)鹽、金屬氧化物,如硝酸銨、PdCI2、磷酸氫二銨等。b.有機(jī)改進(jìn)劑:如EDTA、抗壞血酸、硫脲、草酸、蔗糖等。如:欲降低氯化物背景吸收干擾,通常用硝酸銨來控制,其反應(yīng):NH4NO3+NaCI—NH4CI+NaNO37?氘燈扣背景、塞曼扣背景8?標(biāo)準(zhǔn)曲線法A=IglO/I=KLNO=KCA;K:吸光系數(shù);LNO:為待測元素的基態(tài)原子數(shù)。標(biāo)準(zhǔn)曲線法是原子吸收光譜法中常用的定量方法,通過配制一系列待測元素已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液(4-5個左右),利用儀器測定每一個標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度。以標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度為橫坐標(biāo),吸光度為縱坐標(biāo),即可繪制一條標(biāo)準(zhǔn)曲線。根據(jù)未知樣品的吸光度值,即可從曲線中計算出其濃度大小。標(biāo)準(zhǔn)曲線法的最佳分析范圍的吸光度在0.1-0.6之間。在這個區(qū)間吸光度的測量誤差最小。標(biāo)準(zhǔn)曲線法適用于樣品組成簡單,共存組分互無干擾的試樣。4:當(dāng)試樣溶液的基體比較復(fù)雜時,配置和試樣溶液相似的標(biāo)準(zhǔn)溶液可以減少試樣溶與標(biāo)準(zhǔn)溶液的性質(zhì)差異引起的誤差,消除某些化學(xué)干擾 。方法如下:分別吸取幾份等量的待測試驗溶液,然后按比例加入不同體積的標(biāo)準(zhǔn)溶液,Cx、Cx+CO、Cx+2C0、Cx+4C0條件下依次測定它們的吸光度。以吸光度對加入量作圖,容量緬體積為¥詩測樣昌沐度為$ 毎
匏中加入薄積
為%的特測帝該a毎個帝中加入不同 呂 3斗標(biāo)準(zhǔn)加入曲錢的櫃坐標(biāo)煉度為
a SVtV1
Ci*3V,v~9?檢出限、靈敏度、精密度、加標(biāo)回收率S被定義為:S=dx/dc(1)其中:dx為測量值的改變,de為濃度c的改變。S*1%吸收(0.0044A)g/mL/1%表示:S*=CX0.0044/A(2)S*越小,S檢出極限:檢出極限濃度計算公式為:度 其中:A為為C的試驗溶液多次測定的平均吸光度;白溶Z為空白溶液測定的標(biāo)準(zhǔn)偏差。空液:是指組成與樣品相同的不含被測樣品的溶液。精密度:標(biāo)準(zhǔn)偏差(SDS)相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)A-沙SD= M n-1
—xlOO?準(zhǔn)確度:意味著測定結(jié)果與 真值”之間的符合程度,它取決于偶然誤差和系統(tǒng)誤差。表示方法:絕對誤差&a=X-T,相對誤差(r)£
r=(X-T)/TX100%其中:X為測量值的平均值(meanvalueT為真值(truevalue)5 ) 力□標(biāo) 回 收某元耒的回收率二加標(biāo)樣品中某元索的測定值■樣品中某元素的測定值加入標(biāo)準(zhǔn)蔭?常用的光源,光源的自吸現(xiàn)象空心陰極燈,使用時要選擇合適的燈電流;2)高強(qiáng)度空心陰極燈,適用于分析在遠(yuǎn)紫外區(qū)靈敏度低的元素、譜線復(fù)雜的元素(如稀土元素)和有譜線干擾的元素。3)無極放電燈,能產(chǎn)生最大光強(qiáng)度和最窄譜線寬度的光源燈 4)多元5)200-1500nm光源(空心陰極燈)發(fā)射的共振線被燈內(nèi)同種基態(tài)原子所吸收,從而導(dǎo)致自吸現(xiàn)象,使空心陰極燈發(fā)射的譜線強(qiáng)度急劇下降。燈電流愈大,產(chǎn)生熱量愈大,使陰極被濺射出的原子也愈多,有的原子沒被激發(fā),所以陰極周圍的基態(tài)原子也愈多,自吸變寬就愈嚴(yán)重??招年帢O燈中,發(fā)射線自吸的直接原因是燈電流較大造成的,在分析工作中,只要光強(qiáng)度夠用,燈電流宜小些,以減少自吸變寬。?原子吸收光譜儀的結(jié)構(gòu):一、光源系統(tǒng)二、原子化系統(tǒng)三、分光系統(tǒng) (單器)四、檢測系統(tǒng)五、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)1)原子化系統(tǒng):將元素由離子或化合物形式轉(zhuǎn)化為原子形式的過程叫做原子化。原化器的作用是將樣品中的待測元素轉(zhuǎn)化為基態(tài)原子。 原子化系統(tǒng)主要分為兩大類:a.火焰原子化b.石墨爐原子化?火焰原子化器的結(jié)構(gòu):霧化器、霧化室、燃燒器?為什么樣品的利用率低?霧化效率低,霧化效率:是指由霧化器轉(zhuǎn)變成氣溶10%-15%,性能優(yōu)良的霧化器,霧滴直徑可達(dá)5-25m。排尾氣?火焰分類、燃?xì)庵細(xì)獾姆N類30多種元素該火焰適合于測定其氧化物的離解能小于5eV的元素?;鹧鏈囟雀?,可達(dá)2300-2500C;燒穩(wěn)定;重現(xiàn)性好;噪聲低; 燃燒速度適當(dāng);在小于230nm的波段有明顯的分子吸收。②乙炔一一氧化二氮(N2O)火焰使火焰法可測定的元素由30余種擴(kuò)大到70種左右?;鹧嫣攸c: a.火焰溫度高,最高可達(dá)2995C?;鹧嫒紵校琋2O分解為34%的氧和66%的氮;b.火焰燃燒速度慢,可連續(xù)維持;c.具有較強(qiáng)的還原性氣氛,有強(qiáng)還原性的CH、CO、C、CN、NH基團(tuán),能測許多易生成穩(wěn)定氧化物的元素,如: Be、Al、Ti、Zr、Ta、Si、V、W、Mo等;③丙烷一空氣火焰④氫氣一空氣火焰⑤氫氣一氬氣火焰按照燃?xì)?ab.ca>b~c>外焰區(qū)〉焰心區(qū)。溫度最高的是內(nèi)焰區(qū)?燃燒器高度有讓譜線正好穿過內(nèi)焰區(qū)的作用?光譜通帶1)光譜通帶是選定縫寬時,通過出口狹縫的波長范圍?!魅?DXS其中:D――單色器的線色散率倒數(shù)(在單色器的焦平面上單位距離的兩條譜線的波長差)(?/mm)S――出口狹縫的寬度(mm)?檢測器、光電倍增管,一次只能測定一種元素?火焰原子化器常見的故障霧化器阻塞:及時排廢氣,回收廢液,清理燃燒器積碳。?石墨爐升溫步驟:干燥、灰化、原子化、凈化。斜坡升溫T 原刊七廠號殛灰化室溫?氬氣作用(內(nèi)氣路:吹走雜質(zhì),凈化廢氣,外氣路:保護(hù)石墨管)循環(huán)水作用:冷卻電極。22?平臺升溫的特點:平臺升溫滯后于管壁升溫23?常用的石墨管①普通石墨管②熱解石墨涂層管③難熔碳化物石墨涂層管④襯鉭石墨管24?氫化物發(fā)生技術(shù)氫化物發(fā)生原理As、Sb、Bi、Se、TeGe、、Sn八種元素,在酸性介質(zhì)中被還原生成該元素的氫化物,以氣體形式從溶液中分離出來:氫化物由惰性載氣帶入原子化器中加熱分解(300-900E)3個數(shù)量NaBH4KBH40.5-8%(W/V),NaOH0.1mol/L?影響氫化物發(fā)生效率的因素1)酸的種類和濃度的影響:pH=1.5-2.0范圍內(nèi)才能獲得PbH4;Sn的氫化物SnH4的生成需要pH=1.0-1.5。HF在較低的濃度下產(chǎn)生干擾,而HCl、HNO3、H2SO4只有在較高濃度時才會抑制信號。2)共存離子的干擾:常見金屬元素如堿金屬和堿土金屬、Al、V、Ti、ZnCr(III)、Mn(II)不干擾形成氫化物元素的測定,干擾主要來自第VIII和第IB族中的元素。為此可以:增加酸;使用混合酸;萃取分除去。3)價態(tài)的影響:第VA族元素,待測元素在+3價時的峰高靈敏度是+5價時的近兩倍;6價的Se和Te沒有可測量的信號。常用的還原劑是KI和抗壞血酸的混合物,或采用KI的強(qiáng)酸性溶液。4)NaBH4(KBH4)溶液濃度的影響:NaBH4(KBH4)濃度過大,會產(chǎn)生大量的氫氣,使靈敏度下降; NaBH4(KBH4)5)載氣及載氣流量的ArN20.5-1.0L/min?石英管原子化器、氬氫火焰、低溫火焰石英管原子化器特別適用于氫化物原子化石英管原子化器的特點是不需要外加子化效率高,背景輻射低,物理和化學(xué)干擾小,重現(xiàn)性好。?熒光猝滅、原子熒光1)原子熒光:共振熒光、非共振熒光、敏化熒光。熒光猝滅:影響熒光效率的另一個主要因素就是熒光猝滅現(xiàn)象。處于激發(fā)態(tài)的原子,與其他粒子(如分子、原子、離子或電子)降低,強(qiáng)度減弱,甚至導(dǎo)致熒光熄滅。?樣品消解方法法。常用的酸解體系有:硝酸-硫酸、硝酸-高氯酸、硝酸-鹽酸、氫氟酸,過氧化氫等,它們可將待測物中的有機(jī)物和還原性物質(zhì)全部破壞;堿解多用苛性鈉溶液。消解可在坩堝(鎳制、聚四氟乙烯制)中進(jìn)行。干灰化法。包括高溫下利用空氣中氧的高溫爐干灰化法, 100300r下利用化了的氧原子的等離子氧低溫灰化法。微波消解法。密閉容器反應(yīng)和微波加熱這兩個特點,決定了其消解完全、快速、低空白的優(yōu)點。缺點:但不可避免地帶來了高壓(可能過壓的隱患)、消化樣品量小的不足。?常用的酸體系1.常用的酸:HNO3(Au、Pt、Nb、Ta、Zr不被溶解)HCl;HClO4:沸點130r。是一種強(qiáng)氧化劑,能徹底分解有機(jī)物。但高氯酸直接與有機(jī)物接觸會發(fā)生爆炸,因此,通常都與硝酸組合使用。或先加入HNO3反應(yīng)一段時間后再加入HClO4HClO4用;HF、H2O2、H2SO4一般不單獨用H2SO4,而是與HNO3一起組合使用;H3PO4:熱HPO4適用于消解那些用HCl消解時會使某些特定痕量組分揮發(fā)損失的鐵基合金,和逆王水:HCl:HNO3=3:1(v/v).王水可用來溶解許多金屬和合金,其中包括鋼、高溫合金鋼、鋁合金、銻、鉻和鉑族金屬等。逆王水可用來溶解氧化硫和黃鐵礦。2常用的混合酸:(a)HN03:H2SO4,1:1(v/v)這種混酸的最高溫度僅比單純HN03時的最高溫度高10C左右。高溫條件下,易于形成硫酸鹽絡(luò)合物,還具有脫水和氧化的性質(zhì)。通常在完成最初的消化后,可加入H2O2以完成消化。但是,只有當(dāng)液量減少且冒S02氣體后才能添加H2O2。用它消解的樣品有:聚合物、脂肪及有機(jī)物質(zhì)。(b)HN03:HF,5:1(v/v)。這種混合酸對于溶解金屬鈦、鈮、鉭、鋯、鉿、鎢及其合金特別有效,也可用來溶解錸、錫及錫合金、各種碳化物及氮化物、鈾及鎢礦石、硫化物礦石及各種硅酸鹽。 (C)H2SO4:H3PO4,1:1(v/v)此種混合酸可在低壓下產(chǎn)生極高的溫度,因此要小心使用。H3PO4的作用是充當(dāng)助溶劑。用于消解陶瓷,尤其是一些含鋁高的陶瓷和耐火材料等(D)HNO3、HCl、HF混酸。HNO3:HCI:HF=5:15:3配制(v/v)這種混酸適于消解合金、矽酸鹽、巖石、熔渣、沸石、玻璃、陶瓷等?灰化助劑為加速有機(jī)物分解或增進(jìn)待測物回收而加入的化學(xué)品稱為 灰化助劑”(1)作為輔助氧化劑加速對有機(jī)物氧化,如HNO3,(2)稀釋劑。當(dāng)有機(jī)物逐漸被分解為可揮發(fā)的簡單的氧化物時,器皿和灰分中待測組分的接觸和反應(yīng)的機(jī)MgO以稀釋灰分,可以減少它們被器皿的滯留和提高回收率。(3)既是氧輔助劑又是稀釋劑。例如Mg(NO3)2、Al(NO3)3等輕金屬的硝酸鹽,這類硝酸鹽在高溫下是不穩(wěn)定的可以分解為輕金屬的氧化物和NO2和O2,(4)改變待測元素化合物形式。例如H2SO4、K2SO4、H3BO3、NaOH等。最簡單的例子是向樣品加入H2SO4,使揮發(fā)的PbCI2轉(zhuǎn)變成難揮發(fā)的PbSO4或?qū)⒙入x子轉(zhuǎn)變?yōu)槁然瘹涠s走。NaOH曾被用來沉淀鐵為氫氧化鐵或轉(zhuǎn)鋅為鋅酸鹽; H3BO3可以防止Pb(NO3)2被器皿滯留,是因為硼與硅和鉛反應(yīng)形成了硼-硅-鉛玻璃,在酸的作用下,可以使Pb定量的轉(zhuǎn)入溶液,而防止了被石英器皿滯留。 (5)溶解灰化殘渣中元素時,應(yīng)據(jù)待測元素的灰化產(chǎn)物的溶解性能選擇溶劑,一般多用稀HCI或HNO3,或先用(11)HClHNO3容易使某些元素鈍化而難以全部轉(zhuǎn)入溶液。第二章原子發(fā)射光譜(多元素)?等離子體(高度電離,高純氬氣)?離子線。離子被激發(fā)后發(fā)射的譜線。在高溫下產(chǎn)生的離子與溶液中的離子不AI+、AI2+、Al3+Na+、Na2+等離子狀態(tài)。M+II表示,M2+的譜線用III表示,其余類推。?等離子體點火方式(圖)等離子體焰炬呈環(huán)狀結(jié)構(gòu)?三層矩管作用,中:點火進(jìn)樣,內(nèi):進(jìn)氬氣,外:冷卻?等離子體火焰溫度分布it沁區(qū)M色.不透時,是爲(wèi)鹼電流形成的鶻皈氐等離的耍通過這題域與品頑出應(yīng)錢関橇舍而劇ft.
IOOOO K,內(nèi)幣區(qū)也心區(qū)I方,踴憑應(yīng)闕以略吿淡T6000SoooK,扈焰區(qū)在內(nèi)焰區(qū)I慶無色透明,溫度較恣^6oooK以下*只施激發(fā)低能級的譜線.?觀測方式(橫向,縱向)橫向觀測的特點:可以進(jìn)行高濃度測定,離子化干擾小,可以進(jìn)行高鹽有機(jī)溶液測定??v向觀測的特點:去除氬的光譜,只有元素光譜高效率的導(dǎo)入分光器,可以提高靈敏度。?中心通道進(jìn)樣的好處、趨膚效應(yīng)趨膚效應(yīng):對于導(dǎo)體中的交流電流,靠近導(dǎo)體表面處的電流密度大于導(dǎo)體內(nèi)部電流密度的現(xiàn)象。趨膚效應(yīng)使導(dǎo)體的電阻增大,電感減小。等離子體焰炬呈環(huán)狀結(jié)構(gòu),有利于從等離子體中心通道進(jìn)樣并維持火焰的穩(wěn)定;較低的載氣流速(低于1L/min)便可穿透ICP,使樣品在中心通道停留時間達(dá)2 3ms,可完全蒸發(fā)、原子化;分析物在中心通道內(nèi)被間接加熱,對 ICP電性質(zhì)影響小。光電二極管陣列(PDAD)「電荷注入式固體檢測器(CID)固體電荷檢測器r電荷耦合固體檢測器(CCD)I分段式電荷耦合固體檢測器(SCD)第三章XRF(無損分析)?譜線命名法1)X射線是原子內(nèi)層電子在高速運(yùn)動電子的沖擊下產(chǎn)生躍遷而發(fā)射的光輻射,波段在10-3-10nm。X射線光譜分為連續(xù)光譜和特征光譜。 高能量粒子與原子碰撞,將內(nèi)層電子逐出,產(chǎn)生空穴,此空穴由外層電躍入,同時釋放出能量,就產(chǎn)生具有特征波長的特征光譜 。 并不是對應(yīng)于所有能級組合的譜線都能出現(xiàn),而是必須遵守電子躍遷的選X射線?!鱪=1a線系,△n=2B線系,依次類推。各系譜線產(chǎn)額依M系順序遞減,因此原子序數(shù)<55的元素通常選K系譜線做為分析線,原子序數(shù)>55的元素,選L系譜線做為分析線。~1~1~iJfMlilies1L由心I-1Klilies4)40?莫斯來定律、布拉格方程5)布拉格方程:X射線熒光分析中利用晶體對X射線分光,分光晶體起光柵的作用。X射線衍射的條件就是布拉格方程:2dsinO=n入。波長為入的X射線熒光入射到晶面間距為d的晶體上,只有入射角O 滿足方程式的情況下,才能引起干涉。也就是說,測出角度9,就知道入,再按莫斯萊公式便可確定被測元素。莫斯來定律:?C\H\O\N的轉(zhuǎn)化有機(jī)化合物實驗式:實驗式=含量/原子量測定有機(jī)化合物時,通常有3個步驟:1.試樣的分解(干法、濕法)、2.3?測定元素的含量C\H素則轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的無機(jī)物。有機(jī)化合物 +O2I催化劑C^咼溫燃燒
2+H2O+其它化合物N的轉(zhuǎn)化測定:有機(jī)物中氮的測定,通常是將有機(jī)物中氮轉(zhuǎn)化為 N2或NH3的形式。然后分別用氣量法或氣相色譜法測定N2,用容量法或分光光度法測定NH3,從而計算有機(jī)物中氮的百分含量。前法主要歸于經(jīng)典的杜馬法(Dumas)后者歸于經(jīng)典的克達(dá)爾法 Kjedahl)。有機(jī)含氮化合物用濃硫酸消煮(分解成為無機(jī)的氨化合物的方法叫Kjeldahl法;消煮分解的產(chǎn)物為硫酸銨,做反應(yīng)式如下:
濃硫酸,催化劑有機(jī)含氮化合物 -(NH)4SO4加熱煮沸消煮分解完全后,用氫氧化鈉溶液中和至堿性。用水蒸氣蒸餾將釋放出的氨蒸出,用硼酸溶液吸收氨,而后用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸溶液滴定。除了用硼酸吸收氨外,也可以使用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸溶液,但需用標(biāo)準(zhǔn)氫氧化鈉溶液進(jìn)行回滴。試樣的分解條件在消化過程中為了加速分解過程,縮短消化時間,常加入適量的無水硫酸鉀或硫酸鈉做催化劑(統(tǒng)稱消化劑)。(NH4)2S5+2NaOH―-NaSO^+2NH3+2NH3+H3BO4_(NH4)H2BO3(NH4)H2BO3+HCl------aNH4CI+H3BO3?催化劑、萬能填充劑、催化劑(a)多孔性氧化銅,這是最早使用的一種催化劑,它具有很好的氧化性能,且是一種可逆氧化劑,特別是它不僅能在氧氣流中使用,而且在情性氣流下具有氧化作用。因此,這種催化劑能提供在情性氣流下分解樣品的條件, 所以在自動元素分析儀中同時測定樣品中的碳、氫和氮時就常采用氧化銅作催化劑。(b)四氧化三鉆:四氧化三鉆是由CoOCo2O3混合組成。其特點是在氧氣流800C時,仍有良好的氧化效能。但是,該催化劑在高溫下易腐蝕石英管,使其發(fā)脆斷裂(c)高錳790C(/r
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