PDF《原子吸收光谱仪基本课程》

24 原子化 ? 原子化即产生自由基态原子以便进行吸收测量的过 程.原子吸收分析,必须要产生被分 析元素的自由 基态原子,并将之置于该元素的特征谱线中.原子 吸收用于检测元素的浓 度,通常是以液态形式.原 子吸收最适合于分析溶解或吸收后呈水溶液状态样 品中元素 的分析,或者用其它溶剂如有机溶剂稀释 处理的样品.自原子吸收建立以来,已有数种 原子 化器问世.主要有三类:火焰、石墨炉和氢化物发 生器.

25 火焰原子化 ?最常用的原子化器是化学火焰.其反应机理是其他燃料 (如乙炔)和氧化剂(如空气和氧化亚氮)燃烧,样品 中的被测物在这种火焰下,分解产生出原子.测定的是 平衡时通过光路吸收区平均基态原子数,其特征是原子 蒸发特性不随时间变化,即是可以连续重复测定结果, 是已知简便、快速、稳定的装置,适用与广泛元素的常 规分析 通过大量 实践经验,我们能够知道那种元素的分析采用 那种火焰比较合适,因火焰的类型可决定 那些元素能够 产生更多的自由基态原子.从该目的出发,我们可将元 素按其分解的难易 程度分为三大类. 通常溶液制备成1%的盐酸溶液,因盐酸盐较易挥发.

26 27 采用空气-乙炔火焰进行分析的元素 ? 对那些容易原子化的元素(如铜、铅、钾和钠),空气 -乙炔火焰是最为常用的火焰. ? 对这些元素来说,在空气-乙炔火焰中已有较高比例的 成分被转化成原子基态(温度大 约在2300oC). ? 干扰可忽略,火焰中的化学环境(如氧化、燃烧比等) 不是主要因素. ? 然而,空气乙炔火焰却不足以将难熔元素分解.

28 采用乙炔-氧化亚氮火焰进行分析的元素 ? 第二类元素是那些用空气-乙炔火焰不能分解,而需要 更热的氧化亚氮-乙炔火焰的难 熔元素,火焰温度大约 在3000oC.如Al、Si、W等.

29 ? 然而,火焰温度并不是所要考虑的唯一元素-燃烧比也同 样重要. ? '

贫焰'

中含乙炔量 较少,且均被氧化.这类火焰对那些受 氧化作用影响较强的元素来说,将不能产生足够 的自由 基态原子. ? 但如果火焰中含乙炔量较多,即在'

富焰'

中,因其中含较 多的炭、 氢,因而可打破被分析元素较强的氧化链,形 成自由原子. ? 一个较好的例子是铬元素的 测量,在空气-乙炔火焰 中,贫焰状态下没有吸光度,但富焰状态下确有吸光度. ? 这些 元素的测量需综合考虑火焰温度及火焰的化学环 境,可通过调节火焰的燃烧比来仔细调 整之.

30 可用这两种火焰进行分析的元素 ? 有些元素,如As, Ca, Cr, Mg, Mo, Os, Se 和Sr 即 可用空气-乙炔,也可用氧化亚氮-乙 炔火焰来 进行测量.

31 火焰原子化 ? 优点: ? 便于使用、可靠和受记忆效应的影响小. ? 燃烧器系统小巧、耐用、价格低廉 ? 可获得足够的信噪比,精密度高,线性范围较石墨炉宽 ? 缺点: ? 样品量需要较多 ? 雾化效率低:一般5~10% ? 不能或难以直接分析固体或黏度高的液体样品 ? 灵敏度低,因为燃气和助燃气体将样品大量稀释,因而灵敏度 受到限制

32 ? 石墨炉: ? 一定量的样品加入到石墨炉(一般为石墨材质)内,电加热经几 个步骤,最后在一个较高的温度下,被迅速地原子化,从而产生 与被测元素的含量成正比的原子数量 ? 突出的优点: ? 灵敏度高,检出限低 ? 进样量少 ? 重要的问题: ? 分析速度慢(一般每次分析2~3分钟) ? 精度差(一般1~5%,正常吸光度) ? 原子化机理复杂,导致背景问题