化工分析 課件 項(xiàng)目7、8 紫外-可見分光光度法、原子吸收分光光度法

項(xiàng)目七紫外—可見分光光度法294任務(wù)一

水質(zhì)樣品中微量鐵含量測定任務(wù)二

化工產(chǎn)品磺基水楊酸含量測定項(xiàng)目七紫外—可見分光光度法295該項(xiàng)目有2個代表性工作任務(wù)。紫外—可見分光光度法是化工原料、化工產(chǎn)品、化工生成過程控制進(jìn)行原材料鑒別、雜質(zhì)檢查和產(chǎn)品成分分析定量測定的常用方法。任務(wù)引入296紫外—可見光是指波長范圍在190~800nm的光。當(dāng)單色光穿過被測物質(zhì)溶液時，物質(zhì)對光的吸收程度隨光的波長不同而變化。因此，通過測定該物質(zhì)在不同波長處的吸光度，繪制其吸光度與波長的關(guān)系圖即得被測物質(zhì)的吸收光譜。從吸收光譜中，可以確定該物質(zhì)的最大吸收波長λmax。單色光輻射穿過被測物質(zhì)溶液時，在一定的濃度范圍內(nèi)被該物質(zhì)吸收的量與該物質(zhì)的濃度和液層的厚度(光路長度)成正比，其關(guān)系遵守朗伯—比爾定律分析方法297A=κbc式中，A為吸光度，表示溶液對光吸收的程度。比例常數(shù)κ與吸光物質(zhì)的本身性質(zhì)、入射光波長及溶液溫度等因素有關(guān)。c為吸光物質(zhì)的濃度，當(dāng)用質(zhì)量濃度ρ(g/L)表示時，A=αbρ，α稱為質(zhì)量吸光系數(shù)，單位為L/(g·cm)；當(dāng)用物質(zhì)的量濃度c(mol/L)表示時，A=εbc，ε稱為摩爾吸光系數(shù)，單位為L/(mol·cm)。b為透光液層厚度，單位為cm。298【知識、技能與素養(yǎng)】任務(wù)目標(biāo)299任務(wù)一水質(zhì)樣品中微量鐵含量測定300紫外—可見分光光度計(jì)、1cm比色皿、濾紙片、鏡頭擦拭紙、實(shí)驗(yàn)室常用玻璃儀器?；顒右粶?zhǔn)備儀器與試劑301準(zhǔn)備儀器準(zhǔn)備試劑(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O(A.R)、10%鹽酸羥胺(臨用現(xiàn)配)、1mol/L醋酸鈉溶液、鄰二氮菲溶液(0.15%，臨用現(xiàn)配)。一、配制鐵標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液準(zhǔn)確稱取0.3511g(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O于小燒杯中，用2mol/L鹽酸15mL溶解，移入500mL容量瓶中，以水稀釋至刻度，搖勻。此標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液含鐵0.1000g/L?；顒佣渲迫芤?02二、配制鐵標(biāo)準(zhǔn)使用溶液準(zhǔn)確移取鐵標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液10mL，用水稀釋定容至100mL，此標(biāo)準(zhǔn)使用溶液含鐵10.00μg/mL。三、配制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線溶液分別準(zhǔn)確移取鐵標(biāo)準(zhǔn)使用溶液0.00、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00、10.00mL于50mL容量瓶中，依次加入緩沖溶液NaAc溶液5mL，還原劑鹽酸羥胺溶液1mL，顯色劑鄰二氮菲溶液2mL，用蒸餾水稀釋至刻度，搖勻，放置10min。303根據(jù)實(shí)驗(yàn)室提供的紫外—可見分光光度計(jì)，閱讀儀器操作手冊，完成表的有關(guān)信息?；顒尤J(rèn)識儀器304認(rèn)識紫外—可見分光光度計(jì)一、紫外—可見分光光度計(jì)紫外—可見分光光度計(jì)的型號很多，但它們的基本構(gòu)造是相似的，都由光源、單色器、吸收池、檢測器和信號顯示系統(tǒng)五大部件組成，其結(jié)構(gòu)如圖所示。305必備知識分光光度計(jì)組成方框圖由光源發(fā)出的光，經(jīng)單色器獲得特定波長形成單色光照射到樣品溶液，部分光被樣品吸收，透過的光經(jīng)檢測器將光強(qiáng)度轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘栕兓?，并?jīng)信號指示系統(tǒng)調(diào)制放大后，顯示或打印出吸光度A值，完成測定。1.光源在整個紫外光譜區(qū)或可見光譜區(qū)可以發(fā)射出連續(xù)光譜，要求具有足夠的輻射強(qiáng)度、較好的穩(wěn)定性、較長的使用壽命。光源一般分為可見光光源和紫外光光源。(1)可見光光源。鎢燈作光源，最適宜的使用波長范圍在380~1000nm。目前普遍采用鹵鎢燈代替鎢燈。(2)紫外光光源。氫、氘燈，使用波長為185~375nm的連續(xù)光譜。3062.單色器單色器的作用是將光源發(fā)射的復(fù)合光分解成單色光，并從中選出所需波長的單色光，它是分光光度計(jì)的核心部分。單色器主要由狹縫、色散元件和透鏡系統(tǒng)組成。儀器一般將相關(guān)組件整體封裝，不能隨意拆卸。3.吸收池吸收池亦稱為比色皿，是用于盛放待測溶液和決定透過液層厚度的器件。根據(jù)光學(xué)透光面的材質(zhì)不同，吸收池有玻璃吸收池和石英吸收池兩種。玻璃吸收池用于可見光光區(qū)的測定。目前，廣泛使用1.0cm規(guī)格的比色皿，使用時要保護(hù)好光學(xué)面。3074.檢測器檢測器的作用是利用光電效應(yīng)將透過吸收池的光信號變成可測的電信號，常用的檢測器有光電池、光電管或光電倍增管等，目前最常見的檢測器是光電倍增管。5.信號顯示系統(tǒng)信號顯示系統(tǒng)將檢測器產(chǎn)生的電信號經(jīng)放大處理后，以一定方式顯示出來，以便計(jì)算和記錄。一般由檢流計(jì)、數(shù)字顯示、微機(jī)等儀器組成。紫外—可見分光光度計(jì)按光路可分為單光束分光光度計(jì)和雙光束分光光度計(jì)兩類，按測量時提供的波長數(shù)又可分為單波長分光光度計(jì)和雙波長分光光度計(jì)兩類。308二、干擾與消除共存離子的干擾，常用以下方法消除：1.控制溶液的酸度控制溶液的酸度可以達(dá)到消除干擾離子的目的。2.加入掩蔽劑利用配位反應(yīng)或氧化還原反應(yīng)掩蔽干擾離子。加入掩蔽劑消除干擾是一種常用方法。3.選擇適當(dāng)波長當(dāng)被測離子和干擾離子顯色產(chǎn)物的吸收曲線有較大差異時，可利用它們的最大吸收波長不同，選擇適當(dāng)波長以避開干擾離子的干擾。3094.選擇合適的參比溶液測定吸光度時，由于入射光的反射，以及溶劑、試劑等對光的吸收會造成干擾，所以需要選擇合適組分的溶液作參比溶液，先用它來調(diào)節(jié)透射比為100%(即吸光度A=0)，然后再測定待測溶液的吸光度。參比溶液有以下幾種可供選擇：(1)溶劑參比。當(dāng)試樣溶液的組成比較簡單，只有溶劑可吸收時，可用溶劑作參比溶液，扣除溶劑的吸收。310(2)試劑參比(空白參比)。為了扣除溶劑和添加的試劑的吸收，可用不加待測組分的溶液作參比，該參比稱為試劑參比或空白參比。(3)試液參比(樣品參比)。如果顯色劑在測定波長時無吸收，可用不加顯色劑的樣品溶液作為參比，該參比稱為試液參比或樣品參比。(4)褪色參比。如果顯色劑及樣品基體都有吸收，這時可以在已顯色液中加入某種褪色劑，選擇性地與被測離子生成穩(wěn)定無色的配合物，用此溶液作參比溶液，稱為褪色參比溶液。311三、顯色劑在可見分光光度法中，溶液的吸光度大小與溶液顏色深淺有關(guān)，由于是微量分析，溶液顏色很淺，幾乎無色。這時需要向其溶液中加入顯色劑使其顯色。312一、光譜掃描1.設(shè)置掃描參數(shù)現(xiàn)在紫外—可見分光光度計(jì)均配備光譜掃描功能。打開儀器工作站，設(shè)置光譜掃描范圍參數(shù)，此處設(shè)置波長掃描范圍為440~540nm，其他參數(shù)建議使用默認(rèn)設(shè)置?；顒铀姆治鰴z測3132.匹配比色皿依據(jù)《紫外、可見、近紅外分光光度計(jì)》(JJG178—2007)，將比色皿盛裝蒸餾水，玻璃材質(zhì)比色皿在440nm處測定透射比或吸光度，石英材質(zhì)比色皿在220nm處測定透射比或吸光度；透射比相差ΔT≤0.5%或吸光度相差ΔA≤0.002可視為匹配。3.光譜掃描程序用未加鐵標(biāo)液的0號容量瓶溶液作為空白參比，用另一只比色皿裝3號容量瓶溶液進(jìn)行光譜掃描，繪制光譜掃描曲線，記錄最大波長。314二、定量測量1.繪制工作曲線在工作站定量測量界面，輸入工作曲線系列標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度。將工作曲線系列標(biāo)準(zhǔn)溶液依次裝入比色皿，在最大波長處，用空白作參比，測其吸光度，建立工作曲線。2.測量樣品溶液根據(jù)樣品溶液提示，將其稀釋、定容至50mL、濃度約為1μg/mL的樣品測試溶液，平行配制3份。用相同的測試條件測其吸光度，確定樣品溶液的濃度。315任務(wù)二化工產(chǎn)品磺基水楊酸含量測定316紫外—可見分光光度計(jì)、1cm比色皿、濾紙片、鏡頭擦拭紙、實(shí)驗(yàn)室常用玻璃儀器?；顒右粶?zhǔn)備儀器與試劑317準(zhǔn)備儀器準(zhǔn)備試劑C7H6O6S·2H2O(A.R)(二水合-2-羥基-5-磺基苯甲酸)。1.配制磺基水楊酸標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液準(zhǔn)確稱取1.1651gC7H6O6S·2H2O于小燒杯中，用去離子水溶解，移入1000mL容量瓶中，用去離子水稀釋至刻度，搖勻。此標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液含磺基水楊酸1.0000g/L?；顒佣渲迫芤?182.配制磺基水楊酸標(biāo)準(zhǔn)使用溶液準(zhǔn)確移取磺基水楊酸標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液10.00mL，用去離子水稀釋定容至100mL，此標(biāo)準(zhǔn)使用溶液含磺基水楊酸100.00μg/mL。3.配制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線溶液分別準(zhǔn)確移取磺基水楊酸標(biāo)準(zhǔn)使用溶液0.00、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00、10.00mL于7個50mL容量瓶中，用去離子水稀釋至刻度，搖勻。319一、紫外分光光度法紫外分光光度法是基于物質(zhì)對紫外光的選擇性吸收來進(jìn)行分析測定的方法。紫外光譜的波長范圍是10~400nm，紫外分光光度法主要是利用200~400nm的近紫外光(200nm以下遠(yuǎn)紫外光會被空氣強(qiáng)烈吸收干擾測定，一般不采用)進(jìn)行測定。紫外吸收光譜與可見吸收光譜同屬電子光譜，都是由分子中價電子能級躍遷產(chǎn)生的，不過紫外吸收光譜與可見吸收光譜相比，具有一些突出的特點(diǎn)，其不像可見分光光度法那樣需要加顯色劑顯色后才能測定，因此它的測定方法簡便快速。320必備知識二、有機(jī)化合物紫外吸收光譜的產(chǎn)生紫外吸收光譜是由化合物分子中3種不同類型的價電子，在各種不同能級上躍遷產(chǎn)生的。甲醛(HCHO)分子價電子類型如圖所示。原子核外電子具有不同的能量，處在不同軌道運(yùn)動。根據(jù)分子軌道理論，σ和π電子所占的軌道為成鍵分子軌道；n所占的軌道為非鍵分子軌道。321甲醛分子價電子類型電子能級及電子躍遷示意圖如圖所示。322電子能級及電子躍遷示意圖1.飽和有機(jī)化合物(1)σ-σ?。C—H共價鍵，處于真空紫外區(qū)。(2)n-σ?。含有孤對電子的分子，可見大多數(shù)波長仍小于200nm，處于近紫外區(qū)。2.不飽和脂肪族化合物(1)π-π?躍遷(K吸收帶)。(2)n-π?躍遷(R吸收帶)。躍遷產(chǎn)生的吸收譜帶多位于近紫外區(qū)。323三、紫外吸收光譜常用術(shù)語1.生色團(tuán)最有用的紫外—可見光譜是由π→π?和n→π?躍遷產(chǎn)生的。這兩種躍遷均要求有機(jī)物分子中含有不飽和基團(tuán)。這類含有π鍵的不飽和基團(tuán)稱為生色團(tuán)。2.助色團(tuán)有一些含有n電子的基團(tuán)，它們本身沒有生色功能，但當(dāng)它們與生色團(tuán)相連時，就會發(fā)生n-π共軛作用，增強(qiáng)生色團(tuán)的生色能力，這樣的基團(tuán)稱為助色團(tuán)。3243.紅移或藍(lán)移有機(jī)化合物的吸收譜帶常因引入取代基或改變?nèi)軇?，使最大吸收波長λmax和吸收強(qiáng)度發(fā)生變化，λmax向長波方向移動稱為紅移，向短波方向移動稱為藍(lán)移(或紫移)。4.增色效應(yīng)或減色效應(yīng)吸收強(qiáng)度即摩爾吸光系數(shù)ε增大或減小的現(xiàn)象分別稱為增色效應(yīng)或減色效應(yīng)。325一、光譜掃描1.設(shè)置掃描參數(shù)紫外—可見分光光度計(jì)均配備光譜掃描功能。打開儀器工作站，設(shè)置光譜掃描范圍參數(shù)，此處設(shè)置波長掃描范圍為200~350nm，其他參數(shù)建議使用默認(rèn)設(shè)置?；顒尤治鰴z測3262.匹配比色皿將石英比色皿裝蒸餾水，在220處測定透射比或吸光度。透射比相差ΔT≤0.5%或吸光度相差ΔA≤0.002可視為匹配。3.光譜掃描用未加磺基水楊酸標(biāo)液的0號容量瓶溶液作為空白參比，用另一只比色皿裝3號容量瓶溶液進(jìn)行光譜掃描，繪制光譜掃描曲線，記錄最大波長。327二、定量測量1.繪制工作曲線在工作站定量測量界面，輸入工作曲線系列標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度。將工作曲線系列標(biāo)準(zhǔn)溶液依次裝入比色皿，在最大波長處，用空白作參比，測其吸光度，建立工作曲線。2.測量樣品溶液根據(jù)樣品溶液提示，將其稀釋、定容至50mL、濃度約為10μg/mL的樣品測試溶液，平行配制3份。用相同的測試條件測其吸光度，確定樣品溶液的濃度。328紫外—可見分光光度法應(yīng)用一、多組分樣品的分析對于多組分的試樣，若組分的特征吸收峰相互分開，無重疊，則可以分別在各自的特征峰波長處測定其吸光度，用單組分的定量方法就可以確定各自的含量。329知識拓展但許多組分的吸收曲線往往相互重疊，Cr3+、Co2+的吸收光譜曲線如圖所示。330Cr3+、Co2+的吸收光譜曲線二、雙波長法測定硝酸鹽氮雙波長法測定某混合組分含量時通常采用等吸收法。設(shè)試樣中有a、b兩種組分，a為干擾組分、b為待測組分。測量時，掃描出對干擾組分a具有等吸收(吸收峰相等)的兩個波長λ1和λ2，以

λ1為參比波長，若b組分在

λ2

有較強(qiáng)吸收，以

λ2

為測量波長，利用雙波長分光光度法測出b組分含量。由于采用同一個吸收池，消除了參比液和吸收池差異的影響，提高了測定方法的準(zhǔn)確度。紫外分光光度法最大的好處是不加顯色劑進(jìn)行顯色反應(yīng)，具有簡單、快速、準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)。331項(xiàng)目八原子吸收分光光度法332任務(wù)一

火焰原子化法測定地下水中鋅的含量任務(wù)二

石墨爐原子吸收法測定地表水中鉛的含量項(xiàng)目八原子吸收分光光度法333該項(xiàng)目有2個代表性工作任務(wù)。對地表水源和地下水水源層樣品中Hg、As、Pb、Zn等微量元素含量進(jìn)行測定，出具檢測報告，判斷水源水質(zhì)情況。任務(wù)引入334地下水質(zhì)分析方法依據(jù)《地下水質(zhì)分析方法第21部分：銅、鉛、鋅、鎘、鎳、鉻、鉬和銀量的測定無火焰原子吸收分光光度法》(DZ/T0064.21—2021)，地下水、地面水和廢水中的銅、鋅、鉛、鎘檢測依據(jù)《水質(zhì)銅、鋅、鉛、鎘的測原子吸收分光光度法》(GB7475—1987)。分析方法335原子吸收光譜分析法以其靈敏度高、準(zhǔn)確度高、選擇性好、方法簡便、分析速度快等特點(diǎn)廣泛應(yīng)用于科研和教學(xué)中。原子吸收光譜分析法可以進(jìn)行70多種金屬、兩性元素和非金屬元素的分析?；ぎa(chǎn)品、環(huán)境水質(zhì)樣品和食品中的微量金屬，農(nóng)藥中殘留的重金屬含量測定，首選原子光譜分析法。原子吸收光譜分析是基于待測元素構(gòu)成的光源如空心陰極燈在300~500V的電壓作用下，發(fā)射出待測元素的特征譜線，特征譜線通過樣品的原子蒸氣時將被蒸氣中的待測元素的基態(tài)原子所吸收，特征譜線將減弱。根據(jù)特征譜線減弱程度，便可測出被測金屬元素的含量。336【知識、技能與素養(yǎng)】任務(wù)目標(biāo)337任務(wù)一火焰原子化法測定地下水中鋅的含量338原子吸收分光光度計(jì)及工作站、鋅空心陰極燈、乙炔高壓氣瓶、空壓機(jī)、實(shí)驗(yàn)室常用分析玻璃儀器?；顒右粌x器與試劑的準(zhǔn)備339準(zhǔn)備儀器340準(zhǔn)備試劑1.硝酸(HNO3)：ρ=1.42g/mL，優(yōu)級純。2.硝酸(HNO3)：ρ=1.42g/mL，分析純。3.高氯酸(HClO4)：ρ=1.67g/mL，優(yōu)級純。4.1∶1硝酸溶液。5.1∶499硝酸溶液。6.乙炔：由氣瓶或由乙炔發(fā)生器供給，純度不低于99.6%。341準(zhǔn)備試劑7.空氣：由空氣壓縮機(jī)供給。8.鋅標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液：準(zhǔn)確稱取光譜純金屬鋅0.5000g，用50.00mL1∶1硝酸加熱溶解，冷卻、轉(zhuǎn)移至500.0mL容量瓶，洗滌、加水定容、搖勻。此溶液每mL含1.0000mg金屬鋅。9.鋅標(biāo)準(zhǔn)使用溶液：準(zhǔn)確量取鋅標(biāo)準(zhǔn)儲備液0.50mL，用1∶499硝酸溶液定容至100.0mL，此鋅標(biāo)準(zhǔn)使用液濃度為5mg/L。一、原子吸收分光光度計(jì)的基本結(jié)構(gòu)單光束火焰原子吸收光度計(jì)主要由光源、原子化器、單色器和檢測放大系統(tǒng)四部分組成。主要部件如圖所示。342必備知識原子吸收分光光度計(jì)基本構(gòu)造示意圖1—光源2—讀數(shù)3—光電倍增管4—單色器5—原子化器6—溶液二、光源光源的作用是發(fā)射待測元素的特征光譜(共振線)，供測量用。光源須滿足如下要求：1.光源能發(fā)射待測元素的共振線，而且強(qiáng)度要足夠大。2.光源發(fā)射的譜線是銳線光。3.輻射光的強(qiáng)度要穩(wěn)定，而且背景發(fā)射要小。在原子吸收分析中，空心陰極燈被廣泛使用。343344空心陰極燈的實(shí)物和結(jié)構(gòu)原理圖345燈與燈的電源插座連接示意圖三、原子化器原子化器是將試樣中的待測元素由化合物狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榛鶓B(tài)原子蒸氣?？諝狻胰不鹧嫒紵鹘Y(jié)構(gòu)示意圖及燃燒器如圖所示。346空氣—乙炔燃燒器結(jié)構(gòu)示意圖及火焰原子化裝置1—原子化火焰2—壓縮空氣3—毛細(xì)軟管4—試樣5—燃料氣C2H26—廢液火焰原子化裝置一般由霧化器、預(yù)混合室和燃燒器3部分組成。霧化器的作用是將試液霧化。預(yù)混合室的作用是進(jìn)一步細(xì)化霧滴，并使之與燃料氣均勻混合后進(jìn)入火焰。為了提高霧化效率，在噴嘴前裝一撞擊球，或用燃料氣與霧化器噴嘴對噴的方法，使霧滴進(jìn)一步細(xì)化。預(yù)混合室的廢液排出管，要用導(dǎo)管通入廢液收集瓶中并加水封，以保證火焰的穩(wěn)定性，也避免燃料氣逸出造成火災(zāi)。燃燒器多由不銹鋼制成，有孔型和長狹縫型。為了提高測定的靈敏度，一般采用長狹縫型燃燒器，一種為100mm×0.5mm，另一種為50mm×0.4mm。前者適用于空氣—乙炔火焰，后者適用于氧化亞氮—乙炔火焰。347火焰原子化裝置常用火焰及溫度見表。348火焰原子化裝置常用火焰的溫度四、單色器空心陰極燈發(fā)出的譜線除原子蒸氣吸收的共振線外，還有其他的譜線，這些譜線干擾原子蒸氣對共振線的吸收，因此必須分離。單色器的作用就是將共振線與其他譜線分開。單色器主要元件是棱鏡或光柵，現(xiàn)在一般由精密電器控制棱鏡或光柵位置取出所需波長的光。光學(xué)系統(tǒng)全部集成封裝，不許私下拆封。349五、檢測放大系統(tǒng)測放大系統(tǒng)由光電倍增管、放大器和讀數(shù)儀表組成。光電倍增管是利用光電效應(yīng)使光轉(zhuǎn)變?yōu)楣怆娏鞯囊环N裝置，其結(jié)構(gòu)及工作原理圖如圖所示。350光電倍增管工作原理一、水樣制備樣品采集后，加入硝酸(1L水樣中加濃硝酸10mL)保存，復(fù)雜樣品使用前將樣品用高氯酸消解，去除干擾，再過濾至50mL容量瓶中，定容。同時作平行樣使用?；顒佣y定鋅的含量351二、配制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線系列溶液參照表，在100mL容量瓶中，用1∶499硝酸溶液稀釋容量瓶的標(biāo)準(zhǔn)使用溶液，配制工作曲線系列溶液。352標(biāo)準(zhǔn)工作系列溶液配制參考方案三、設(shè)置儀器條件1.熟悉儀器設(shè)備認(rèn)真閱讀原子分光光度儀及配套工作站的使用說明書和用戶操作守則，梳理儀器操作流程和設(shè)置儀器工作參數(shù)，在老師的幫助下，用工作站的向?qū)Ы⒎治龇椒ê蛿?shù)據(jù)處理方法，完成分析檢查任務(wù)。2.設(shè)置儀器分析參數(shù)以某原子吸收分光光度儀為例，分析線213.9nm、譜帶寬0.4nm、空心陰極燈電流3mA、乙炔流量1500mL/min(鋼瓶減壓輸出0.2~0.25MPa)、燃燒器高度6mm。353四、進(jìn)入樣品設(shè)置向?qū)б訟AWin2.0工作站為例，簡要說明分析方法。1.在校正方法中選擇

“標(biāo)準(zhǔn)曲線法”。2.曲線方程中選擇“一次方程”。3.濃度單位可選擇“ng/mL”“μg/mL”“ppb”“ppm”等，也可以手動輸入。3544.輸入標(biāo)準(zhǔn)樣品名稱，本實(shí)驗(yàn)為“鋅標(biāo)樣”。5.起始編號為“1”。6.單擊“下一步”設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)樣品的個數(shù)、輸入相應(yīng)濃度，可點(diǎn)擊增加或減少，設(shè)置樣品個數(shù)。7.單擊“下一步”，再單擊“下一步”設(shè)置未知樣品名稱(本實(shí)驗(yàn)為“水試樣”)、數(shù)量、編號等信息。8.單擊“完成”結(jié)束樣品設(shè)置向?qū)?，返回測量界面。355五、進(jìn)樣分析單擊“點(diǎn)火”，火焰點(diǎn)燃，待燃燒穩(wěn)定后吸入蒸餾水“校零”，吸入標(biāo)準(zhǔn)系列溶液(濃度由小到大)，點(diǎn)擊“測量”，待吸光度穩(wěn)定后點(diǎn)擊“開始”采樣讀取吸光度，標(biāo)準(zhǔn)工作曲線溶液進(jìn)樣完成后，儀器會自動根據(jù)濃度與吸光度值繪制工作曲線，再進(jìn)樣品溶液，儀器自動計(jì)算樣品濃度。通過工作站，可以查看工作曲線相關(guān)信息，如線性方程、相關(guān)系數(shù)等參數(shù)，點(diǎn)擊“視圖”“校準(zhǔn)曲線”顯示方程的斜率、截距、相關(guān)系數(shù)。356六、結(jié)束實(shí)驗(yàn)1.保存數(shù)據(jù)，填寫儀器使用記錄。2.最后一組學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)后，按照“先關(guān)燃?xì)夂箨P(guān)電”的關(guān)機(jī)順序關(guān)閉儀器設(shè)備。3.按6S管理要求整理整頓工作臺面和實(shí)驗(yàn)室。357一、原子光譜分析樣品采集采樣應(yīng)注意以下問題，分析溶解的金屬時，樣品采集后立即通過0.45μm濾膜過濾，并酸化。1.取樣要有代表性，即從整體中取出的少量樣品能夠反映被測對象的總體狀況。358知識拓展2.取樣量大小要適當(dāng)，取決于樣品中被測元素的含量、分析方法和所要求的精度。3.樣品在采樣、包裝、運(yùn)輸、碎樣、保存等過程中要防止污染，建議用聚乙烯塑料容器，不用玻璃瓶，并維持必要的酸度，存放于清潔、低溫、陰暗處。359二、原子光譜分析樣品消解1.樣品溶解對無機(jī)樣品，首先考慮能否溶解于水，若能溶解于水，應(yīng)首選去離子水為溶劑來溶解樣品，并配制成合適的濃度范圍。若樣品不能溶于水，則考慮用稀酸、濃酸或混合酸處理后配制成合適濃度的溶液。用酸不能溶解或溶解不完全的樣品則采用熔融法。熔劑的選擇原則是酸性樣品用堿性熔劑，堿性樣品用酸性熔劑。3602.樣品灰化樣品灰化是利用高溫除去樣品中的有機(jī)質(zhì)，剩余的灰分用酸溶解，作為樣品待測溶液。該法主要優(yōu)點(diǎn)是能處理較大樣品量、操作簡單、安全?；一譃楦煞ɑ一蜐穹ɑ一?。3.微波消解法微波消解是目前流行的樣品處理方法。即將樣品放在聚四氟乙烯悶罐中，于專用微波爐中加熱使樣品消解，這種方法樣品消解快、分解完全、損失少，適合大批量樣品的處理，對微量、痕量元素的測定結(jié)果好。361三、原子光譜分析試驗(yàn)方法驗(yàn)證通過實(shí)驗(yàn)建立起來的分析方法是否能夠滿足測試要求，需要進(jìn)行方法的驗(yàn)證。驗(yàn)證的內(nèi)容主要有靈敏度、檢出限、精密度和回收率。1.靈敏度靈敏度是指A-c工作曲線的斜率，用S表示，即當(dāng)待測元素的濃度或質(zhì)量改變一個單位時吸光度的變化量。2.檢出限檢出限指能給出3倍空白標(biāo)準(zhǔn)偏差的吸光度所對應(yīng)的待測元素濃度。3623.回收率回收率用于評價方法的準(zhǔn)確度和可靠性，常用計(jì)算方法為：顯然，回收率越接近1，方法越準(zhǔn)確。方法驗(yàn)證通常由高級工或儀器保養(yǎng)維護(hù)工程師來做。363任務(wù)二石墨爐原子吸收法測定地表水中鉛的含量364原子吸收分光光度計(jì)及工作站、鉛空心陰極燈、石墨爐、氬氣鋼瓶氣(純度不低于99.99%)、水冷卻器、自動進(jìn)樣器、實(shí)驗(yàn)室常用分析玻璃儀器。活動一儀器與試劑的準(zhǔn)備365準(zhǔn)備儀器366準(zhǔn)備試劑1.硝酸(HNO3)。ρ=1.42g/mL，優(yōu)級純。2.1∶1硝酸溶液。3.1∶99硝酸溶液。4.1.000μg/mL鉛標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液(建議購買有國家資質(zhì)證書的標(biāo)準(zhǔn)品)。5.1.00μg/mL鉛標(biāo)準(zhǔn)使用液。6.磷酸二氫銨溶液(120g/L)。石墨爐式原子吸收光譜法(GFAA)非火焰原子化法中，常用的是電加熱管式石墨爐原子化器。管式石墨爐原子化器由加熱電源、氬氣保護(hù)系統(tǒng)、石墨管冷卻系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成，其結(jié)構(gòu)如圖所示。電流通過石墨管產(chǎn)生高熱高溫，最高溫度可達(dá)3000℃。保護(hù)氣Ar保護(hù)石墨管不被燒蝕，有效除去干燥的基體蒸氣，同時保護(hù)已原子化了的原子不再被氧化。367必備知識368石墨爐原子化器石墨爐原子化器的工作分為干燥、灰化、原子化和清潔4步，如圖所示。369石墨爐原子化器的工作過程石墨爐原子化法的優(yōu)點(diǎn)是用樣量小，樣品利用率高，原子在吸收區(qū)平均停留時間較長，絕對靈敏度高。液體和固體均可直接進(jìn)樣。缺點(diǎn)是試樣組成不均勻性影響較大，有較強(qiáng)的背景吸收，測定精密度不如火焰原子化法。370一、水樣制備樣品采集后，加入硝酸(1L水樣中加濃硝酸10mL)保存，復(fù)雜樣品使用前選擇合適的方法在老師的指導(dǎo)下進(jìn)行消解，消除干擾，再過濾至50mL容量瓶中，定容，同時做平行樣待用。如果只測可溶鉛，可不消解?；顒佣y定水樣中鉛的含量371二、配制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線系列溶液參照表，在100mL容量瓶中，依次加入鉛標(biāo)準(zhǔn)使用溶液和10mL磷酸二氫銨溶液，用1∶99硝酸溶液稀釋容量瓶的標(biāo)準(zhǔn)使用溶液配制工作曲線溶液，定容、搖勻。372標(biāo)準(zhǔn)工作曲線系列溶液配制參考方案三、開機(jī)測量方法：設(shè)置選“石墨爐”，儀器參數(shù)以及儀器工作條件見表。373標(biāo)準(zhǔn)工作曲線系列溶液配制參考方案四、分析方法設(shè)置某原子吸收分光光度儀，尋峰完成后進(jìn)入樣品測量界面，在測量界面點(diǎn)擊“樣品”進(jìn)入樣品設(shè)置向?qū)А?.在校正方法中選擇“標(biāo)準(zhǔn)曲線”。2.曲線方程中選擇“一次方程”。3.濃度單位“μg/L”。3744.輸入標(biāo)準(zhǔn)樣品名稱，本實(shí)驗(yàn)為“鉛標(biāo)樣”。5.起始編號為“1”。6.單擊“下一步”，設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)樣品的濃度及個數(shù)。7.設(shè)置完成后，單擊“下一步”兩次，設(shè)置未知樣品名稱、數(shù)量、編號等信息。8.單擊“完成”，結(jié)束樣品設(shè)置向?qū)?，返回測量界面。375五、進(jìn)樣分析進(jìn)入測量之前，打開冷卻水，調(diào)節(jié)氬氣鋼瓶出口壓力為0.5MPa，認(rèn)真檢查氣路與水路，以免出現(xiàn)泄漏。注意調(diào)整原子化器的位置，利用主菜單“儀器”→“原子化器位置”調(diào)節(jié)原子化器的位置，讓光源的光線穿過原子化器中心。選擇主菜單“設(shè)置”→“石墨爐加熱程序”，觀察檢測元素的熱程序設(shè)置，通常使用默認(rèn)值，單擊“確定”按鈕，系統(tǒng)將把設(shè)置發(fā)送給儀器。當(dāng)一切設(shè)置就緒時，首先選擇工具欄的“空燒”按鈕對石墨爐進(jìn)行不少于2次的空燒。然后依次選擇主菜單“測量”→“開始”，轉(zhuǎn)入測量畫面。376如果手動用微量進(jìn)樣，試樣加入石墨管后，單擊“開始”按鈕，系統(tǒng)將開始對石墨爐進(jìn)行加熱。此時，測量曲線將出現(xiàn)在譜圖中，并在測量窗口中顯示當(dāng)時的石墨管加熱溫度以及對每個加熱步驟的倒計(jì)時。一次測量結(jié)束后畫面將彈出顯示冷卻倒計(jì)時窗口，顯示石墨爐冷卻時間。此時，無法對工作站進(jìn)行其他操作，必須在計(jì)時結(jié)束后才可繼續(xù)測量。測量時，先將空白、標(biāo)準(zhǔn)鉛溶液(濃度從小到大)、樣品依次放入自動進(jìn)樣器，設(shè)置好進(jìn)樣程序。點(diǎn)擊“測量”進(jìn)行檢測。377六、數(shù)據(jù)保存全部數(shù)據(jù)測量完成后選擇主菜單中“文件”的“保存”，輸入文件名、選擇路徑保存。七、關(guān)機(jī)按照正常關(guān)機(jī)順序關(guān)閉儀器、鋼瓶和冷卻水，填寫儀器使用記錄，整理現(xiàn)場。378一、標(biāo)準(zhǔn)加入法標(biāo)準(zhǔn)加入法是原子吸收光譜分析中常用的一種定量方法，當(dāng)試樣待測組分含量很低時，取試液4份以上，第一份不加待測元素，從第二份開始，依次按比例加入不同量待測組分標(biāo)準(zhǔn)溶液，用溶劑稀釋至同一體積，以空白為參比，在相同測量條件下，分別測量各組分試液的吸光度，繪制出工作曲線，所繪制的直線延長，延長線在橫軸上的截距表示的濃度即為待測試樣的濃度，如圖所示。379知識拓展380標(biāo)準(zhǔn)加入法定量原理示意圖標(biāo)準(zhǔn)加入法將樣品與標(biāo)準(zhǔn)溶液混合后測得吸光度，達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)與樣品基體的相似，從而消除了基體干擾。但是它無法消除背景干擾，消除背景干擾需要采樣背景校正技術(shù)。因此，標(biāo)準(zhǔn)加入法適合干擾不易消除、分析樣品數(shù)量較少、試樣中共存物不明或基體復(fù)雜的試樣分析。二、基態(tài)原子的產(chǎn)生原子吸收光譜分析方法，是建立在研究基態(tài)原子蒸氣對光吸收的性質(zhì)和規(guī)律上的分析方法。待測元素在試樣中都是以化合物的狀態(tài)存在，因此在進(jìn)行原子吸收分析時，首先應(yīng)當(dāng)使待測元素由化合物狀態(tài)變成基態(tài)原子。使試樣原子化的方法很多，其中火焰原子化方法是以火焰為熱源，使試樣中待測元素的化合物解離，變成基態(tài)原子。石墨原子化是讓大電流通過石墨爐產(chǎn)生高溫作為熱源使待測元素的化合物解離，變成基態(tài)原子。381金屬鹽(以MX表示)的水溶液，經(jīng)過霧化成為微小的霧粒噴入火焰中，大體可分為蒸發(fā)、解離、激發(fā)、電離、化合等過程。金屬鹽的氣態(tài)分子，在高溫下吸收熱能，可被分解(熱解離)成基態(tài)原子(包括氣態(tài)金屬原子和氣態(tài)