原子吸收分光光度計(jì)測定法由于其本身所具有的許多優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)在冶金、地質(zhì)、化工、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)保等各個(gè)領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。盡管預(yù)處理的方法因試樣性質(zhì)不同而不同,但無論試樣是固體還是液體,是無機(jī)物還是有機(jī)物,都不妨礙用原子吸收分光光度法來進(jìn)行測定。元素周期表上的大多數(shù)元素都可以用原子吸收分光光度法來進(jìn)行測定。
1、堿金屬檢測
堿金屬(Li,Na,K,Rb,Cs)是用原子吸收分光光度法測定的靈敏度很高的一類元素。堿金屬的沸點(diǎn)較低,通過火焰區(qū)能立刻蒸發(fā)產(chǎn)生背景吸收;
2、堿土金屬檢測
堿土金屬元素(Be,Mg,Ca,Sr,Ba)在火焰中易生成氧化物和少量的MOH型化合物,原子化效率強(qiáng)烈地依賴于火焰組成和火焰高度,因此,必須仔細(xì)地控制燃?xì)夂椭細(xì)獾谋壤?,恰?dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)燃燒器的高度。
3、有色金屬檢測
這一組元素包括Cu,Zn,Cd,Hg,Sn,Pb,Sb,Bi等。
4、黑色金屬檢測
這一組元素包括Fe,Ni,Cr,Mo,Mn等。在合金中,這些元素常共存在一起。
5、貴金屬檢測
貴金屬在某些試樣中含量很低,一般要經(jīng)過化學(xué)富集之后才能進(jìn)行檢測。
6、難熔元素檢測
這組元素包括B,Be,Si,Ge,V,Nb,Ta,W,Th,U,Re,Sc,Y和稀土元素。它們?nèi)菀仔纬呻y離解的耐熔氧化物,必須在強(qiáng)還原性空氣—乙炔火焰中進(jìn)行測定。
原子吸收光譜的產(chǎn)生眾所周知,任何元素的原子都是由原子核和繞核運(yùn)動(dòng)的電子組成,原子核外電子按其能量的高低分層分布而形成不同的能級,因此,一個(gè)原子核可以具有多種能級狀態(tài)。能量最低的能級狀態(tài)稱為基態(tài)能級(E0=0),其余能級稱為激發(fā)態(tài)能級,而能最低的激發(fā)態(tài)則稱為第一激發(fā)態(tài)。正常情況下,原子處于基態(tài),核外電子在各自能量最低的軌道上運(yùn)動(dòng)。如果將一定外界能量如光能提供給該基態(tài)原子,當(dāng)外界光能量E恰好等于該基態(tài)原子中基態(tài)和某一較高能級之間的能級差?
E時(shí),該原子將吸收這一特征波長的光,外層電子由基態(tài)躍遷到相應(yīng)的激發(fā)態(tài),而產(chǎn)生原子吸收光譜。電子躍遷到較高能級以后處于激發(fā)態(tài),但激發(fā)態(tài)電子是不穩(wěn)定的,大約經(jīng)過10-8秒以后,激發(fā)態(tài)電子將返回基態(tài)或其它較低能級,并將電子躍遷時(shí)所吸收的能量以光的形式釋放出去,這個(gè)過程稱原子發(fā)射光譜??梢娫游展庾V過程吸收輻射能量,而原子發(fā)射光譜過程則釋放輻射能量。核外電子從基態(tài)躍遷至第一激發(fā)態(tài)所吸收的譜線稱為共振吸收線,簡稱共振線。電子從第一激發(fā)態(tài)返回基態(tài)時(shí)所發(fā)射的譜線稱為第一共振發(fā)射線。由于基態(tài)與第一激發(fā)態(tài)之間的能級差最小,電子躍遷幾率最大,故共振吸收線最易產(chǎn)生。對多數(shù)元素來講,它是所有吸收線中較為靈敏的,在原子吸收光譜分析中通常以共振線為吸收線。
原子吸收光譜分析原理
原子吸收光譜分析的波長區(qū)域在近紫外區(qū)。其分析原理是將光源輻射出的待測元素的特征光譜通過樣品的蒸汽中待測元素的基態(tài)原子所吸收,由發(fā)射光譜被減弱的程度,進(jìn)而求得樣品中待測元素的含量,它符合郎珀-比爾定律 A= -lg I/I o= -lgT = KCL 式中I為透射光強(qiáng)度,I0為發(fā)射光強(qiáng)度,T為透射比,L為光通過原子化器光程由于L是不變值所以A=KC。 原子吸收光譜儀的使用 電子計(jì)算機(jī)技術(shù)引入原子吸收光譜儀后,性能較好的儀器一般都由微機(jī)來控制操作,但由于儀器的型號不同,使用方法也不盡一致。
原子吸收光譜儀的保養(yǎng)
1. 開機(jī)前,檢查各插頭是否接觸良好,調(diào)好狹縫位置,將儀器面板的所有旋鈕回零再通電。開機(jī)應(yīng)先開低壓,后開高壓,關(guān)機(jī)則相反。
2. 空心陰極燈需要一定預(yù)熱時(shí)間。燈電流由低到高慢慢升到規(guī)定值,防止突然升高,造成陰極濺射。有些低熔點(diǎn)元素?zé)羧鏢n、Pb等,使用時(shí)防止震動(dòng),工作后輕輕取下,陰極向上放置,待冷卻后再移動(dòng)裝盒。裝卸燈要輕拿輕放,窗口如有污物或指印,用擦鏡紙輕輕擦拭。空心陰極燈發(fā)光顏色不正常,可用燈電流反向器(相當(dāng)于一個(gè)簡單的燈電源裝置),將燈的正、負(fù)相反接,在燈最大電流下點(diǎn)燃20-30min;或在大電流100-150mA下點(diǎn)燃1-2min,使陰極紅熱,陰極上的鈦絲或鉭片是吸氣劑,能吸收燈內(nèi)殘留的雜質(zhì)氣體,這樣可以恢復(fù)燈的性能。閑置不用的空心陰極燈,定期在額定電流下點(diǎn)燃30min。
3. 噴霧器的毛細(xì)管是用鉑-銥合金制成,不要噴霧高濃度的含氟樣液。工作中防止毛細(xì)管折彎,如有堵塞,可用細(xì)金屬絲清除,小心不要損傷毛細(xì)管口或內(nèi)壁。
4. 日常分析完畢,應(yīng)在不滅火的情況下噴霧蒸餾水,對噴霧器、霧化室和燃燒器進(jìn)行清洗。噴過高濃度酸、堿后,要用水徹底沖洗霧化室,防止腐蝕。吸噴有機(jī)溶液后,先噴有機(jī)熔劑和丙酮各5min,再噴1%硝酸和蒸餾水各5min。燃燒器如有鹽類結(jié)晶,火焰呈鋸齒形,可用濾紙或硬紙片輕輕刮去,必要時(shí)卸下燃燒器,用1:1乙醇-丙酮清洗,用毛刷蘸水刷干凈。如有熔珠,可用金相砂紙輕輕打磨,嚴(yán)禁用酸浸泡。
5. 單色器中的光學(xué)元件嚴(yán)禁用手觸摸和擅自調(diào)節(jié)??捎蒙倭繗怏w吹去其表面灰塵,不準(zhǔn)用擦鏡紙擦拭。防止光柵受潮發(fā)霉,要經(jīng)常更換暗盒內(nèi)的干燥劑。光電倍增管室需檢修時(shí),一定要在關(guān)掉負(fù)高壓的情況下,才能揭開屏蔽罩,防止強(qiáng)光直接照射,引起光電倍增管產(chǎn)生不可逆的“疲勞”效應(yīng)。
6. 點(diǎn)火時(shí),先開助燃?xì)?,后開燃?xì)?,關(guān)閉時(shí),先關(guān)燃?xì)?,后關(guān)助燃?xì)狻?br/> 7. 使用石墨爐時(shí),樣品注入的位置要保持一致,減少誤差。工作時(shí),冷卻水的壓力與惰性氣流的流速應(yīng)穩(wěn)定。一定要在通有惰性氣體的條件下接通電源,否則會(huì)燒毀石墨管。
原子吸收光譜儀的安裝環(huán)境要求:
1.環(huán)境
實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)設(shè)置在無強(qiáng)磁場和熱輻射的地方,不宜建在會(huì)產(chǎn)生劇烈振動(dòng)的設(shè)備和車間附近。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)應(yīng)保持清潔。溫度應(yīng)保持在10~30°C,空氣相對濕度應(yīng)小于80%。儀器應(yīng)避免日光直射、煙塵、污濁氣流及水蒸氣的影響,防止腐蝕氣體的干擾。
2.實(shí)驗(yàn)臺
應(yīng)堅(jiān)固穩(wěn)定,臺面平整。為便于操作與維修,實(shí)驗(yàn)臺四周應(yīng)留出足夠的空間。
3.排氣罩
原子吸收分光光度計(jì)的上方必須準(zhǔn)備一個(gè)通風(fēng)罩,使燃燒器產(chǎn)生的燃燒氣體能順利排。
4.電源
各個(gè)品牌的原子吸收分光光度計(jì)以及其各種附件容許的電壓范圍和功率都有所不同,使用前務(wù)必按照說明書的要求進(jìn)行配置。一般要求為:采用三相供電系統(tǒng)。一相供主機(jī)、計(jì)算機(jī)和打印機(jī)。電壓為220V±10%,最要接到一個(gè)大于1kVA的穩(wěn)壓電源。另一相為石墨爐電源,電流一般為150~300A,不必通過穩(wěn)壓電源,可直接供電。第三相用于空氣壓縮機(jī)、空調(diào)和排風(fēng)設(shè)備。為保證儀器具有良好的穩(wěn)定性和操作安全。,儀器的地線可以接到一塊直接埋入地下1m深處的金屬板上。
5.冷卻水
可以配備水循環(huán)設(shè)備,用水質(zhì)較硬的自來水容易在石墨爐腔體內(nèi)結(jié)水垢。
6.供氣
供氣鋼瓶不應(yīng)放在儀器房間內(nèi),要放在離主機(jī)最近、安全、通風(fēng)良好的房間。