原子吸收分光光度计_杭州科晓化工仪器设备有限公司_33页.ppt

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,原子吸收分光光度计,杭州科晓化工仪器设备有限公司,技术部,原子吸收分光光度法,一、概述,原子吸收分光光度法的,测量对象,是呈原子状态的金属元素和部分非金属元素，系由待测元素灯发出的特征谱线通过供试品经原子化产生的原子蒸气时，被蒸气中待测元素的基态原子所吸收，通过测定辐射光强度减弱的程度，求出供试品中待测元素的含量。原子吸收,一般遵循,分光光度法的吸收定律，通常借比较对照品溶液和供试品溶液的吸光度，求得供试品中待测元素的含量。,二、一般要求,所用仪器,为原子吸收分光光度计，它由光源、原子化器、单色器、背景校正系统、自动进样系统和检测系统等组成。,1.,光源：常用待测元素作为阴极的空心阴极灯。,2.,原子化器 主要有四种类型：火焰原子化器、石墨炉原子化器、氢化物发生原子化器及冷蒸气发生原子化器。,（,1,）火焰原子化器：由雾化器及燃烧灯头等主要部件组成。其功能是将供试品溶液雾化成气溶胶后，再与燃气混合，进入燃烧灯头产生的火焰中，以干燥、蒸发、离解供试品，使待测元素形成基态原子。燃烧火焰由不同种类的气体混合物产生，常用乙炔空气火焰。改变燃气和助燃气的种类及比例可以控制火焰的温度，以获得较好的火焰稳定性和测定灵敏度。,（,2,）石墨炉原子化器：由电热石墨炉及电源等部件组成。其功能是将供试品溶液干燥、灰化，再经高温原子化使待测元素形成基态原子。一般以石墨作为发热体，炉中通入保护气，以防氧化并能输送试样蒸气。,（,3,）氢化物发生原子化器：由氢化物发生器和原子吸收池组成，可用于砷、锗、铅、镉、硒、锡、锑等元素的测定。其功能是将待测元素在酸性介质中还原成低沸点、易受热分解的氢化物，再由载气导入由石英管、加热器等组成的原子吸收池，在吸收池中氢化物被加热分解，并形成基态原子。,（,4,）冷蒸气发生原子化器：由汞蒸气发生器和原子吸收池组成，专门用于汞的测定。其功能是将供试品溶液中的汞离子还原成汞蒸气，再由载气导入石英原子吸收池，进行测定。,3.,单色器：其功能是从光源发射的电磁辐射中分离出所需要的电磁辐射，仪器光路应能保证有良好的光谱分辨率和在相当窄的光谱带（,0.2nm,）下正常工作的能力，波长范围一般为,190.0,900.0nm,。,4.,检测系统：由检测器、信号处理器和指示记录器组成，应具有较高的灵敏度和较好的稳定性，并能及时跟踪吸收信号的急速变化。,5.,背景校正系统：背景干扰是原子吸收测定中的常见现象。背景吸收通常来源于样品中的共存组分及其在原子化过程中形成的次生分子或原子的热发射、光吸收和光散射等。这些干扰在仪器设计时应设法予以克服。常用的背景校正法有 以下四种：连续光源（在紫外区通常用氘灯）、塞曼效应、自吸效应、非吸收线等。,在原子吸收分光光度分析中，必须注意背景以及其他原因引起的对测定的干扰。仪器某些工作条件（如波长、狭缝、原子化条件等）的变化可影响灵敏度、稳定程度和干扰情况。在火焰法原子吸收测定中可采用选择适宜的测定谱线和狭缝、改变火焰温度、加入络合剂或释放剂、采用标准加入法等方法消除干扰；在石墨炉原子吸收测定中可采用选择适宜的背景校正系统、加入适宜的基体改进剂等方法消除干扰。具体方法应按各品种项下的规定选用。,三、测定法,第一法（标准曲线法）,在仪器推荐的浓度范围内，制备含待测元素的对照品溶液至少,3,份，浓度依次递增，并分别加入各品种项下制备供试品溶液的相应试剂，同时以相应试剂制备空白对照溶液。将仪器按规定启动后，依次测定空白对照溶液和各浓度对照品溶液的吸光度，记录读数。以每一浓度,3,次吸光度读数的平均值为纵坐标、相应浓度为横坐标，绘制标准曲线。按各品种项下的规定制备供试品溶液，使待测元素的估计浓度在标准曲线浓度范围内，测定吸光度，取,3,次读数的平均值，从标准曲线上查得相应的浓度，计算元素的含量。,第二法（标准加入法,）,取同体积按各品种项下规定制备的供试品溶液,4,份，分别置,4,个同体积的量瓶中，除（,1,）号量瓶外，其他量瓶分别精密加入不同浓度的待测元素对照品溶液，分别用去离子水稀释至刻度，制成从零开始递增的一系列溶液。,第二法（标准加入法,）,按上述标准曲线法自,“,将仪器按规定启动后,”,操作，测定吸光度，记录读数；将吸光度读数与相应的待测元素加入量作图，延长此直线至与含量轴的延长线相交，此交点与原点间的距离即相当于供试品溶液取用量中待测元素的含量（如图）。再以此计算供试品中待测元素的含量。此法仅适用于第一法标准曲线呈线性并通过原点的情况。（图略）当用于杂质限度检查时，取供试品，按各品种项下的规定，制备供试品溶液；另取等量的供试品，加入限度量的待测元素溶液，制成对照品溶液。照上述标准曲线法操作，设对照品溶液的读数为,a,，供试品溶液的读数为,b,，,b,值应小于（,a-b,）。,原子吸收分光光度计,中文名称：原子吸收分光光度计,英文名称：,atomic absorption spectrophotometer,定义：利用各元素的原子蒸气对光选择吸收的特性而制成的分光光计。,以上内容由,全国科学技术名词审定委员会,审定公布,基本部件,：,原子吸收分光光度计一般由四大部分组成，即光源（单色锐线辐射源）、试样原子化器、单色仪和数据处理系统（包括光电转换器及相应的检测装置）。,原子化器主要有两大类,，即,火焰原子化器,和,电热原子化器,。火焰有多种火焰，目前普遍应用的是空气,乙炔火焰。电热原子化器普遍应用的是,石墨炉原子化器,，因而原子吸收分光光度计，就有火焰原子吸收分光光度计和带石墨炉的原子吸收分光光度计。前者原子化的温度在,2100,2400,之间，后者在,2900,3000,之间。,火焰原子吸收分光光度计，利用空气,乙炔测定的元素可达,30,多种，若使用氧化亚氮,乙炔火焰，测定的元素可达,70,多种。但氧化亚氮,乙炔火焰安全性较差，应用不普遍。空气,乙炔火焰原子吸收分光光度法，一般可检测到,PPm,级（,10,6,），精密度,1%,左右。国产的火焰原子吸收分光光度计，都可配备各种型号的,氢化物发生器,（属电加热原子化器），利用氢化物发生器，可测定砷（,As,）、锑（,Sb,）、锗（,Ge,）、碲（,Te,）等元素。一般灵敏度在,ng,/ml,级（,10,9,），相对标准偏差,2%,左右。汞,(Hg),可用,冷原子吸收法,测定。,石,墨炉原子吸收分光光度计，可以测定近,50,种元素。石墨炉法，进样量少，灵敏度高，有的元素也可以分析到,pg/ml,级。,工作原理,元素在热解石墨炉中被加热原子化，成为基态原子蒸汽，对空心阴极灯发射的特征辐射进行选择性吸收。在一定浓度范围内，其吸收强度与试液中被的含量成正比。其定量关系可用郎伯,-,比耳定律，,A=-,lg,I/I o=-,lgT,=KCL,，式中,I,为透射光强度；,I0,为发射光强度；,T,为透射比；,L,为光通过原子化器光程,(,长度,),，每台仪器的,L,值是固定的；,C,是被测样品浓度；所以,A=KC,。,利用待测元素的共振辐射，通过其原子蒸汽，测定其吸光度的装置称为原子吸收分光光度计。它有单光束，双光束，双波道，多波道等结构形式。其基本结构包括光源，原子化器，光学系统和检测系统。它主要用于痕量元素杂质的分析，具有灵敏度高及选择性好两大主要优点。广泛应用于特种气体，金属有机化合物，金属醇盐中微量元素的分析。但是测定每种元素均需要相应的空心阴极灯，这对检测工作带来不便。,分类,利用待测元素的共振辐射，通过其原子蒸汽，测定其吸光度的装置称为原子吸收分光光度计。它有单光束，双光束，双波道，多波道等结构形式。其基本结构包括光源，原子化器，光学系统和检测系统。它主要用于痕量元素杂质的分析，具有灵敏度高及选择性好两大主要优点。广泛应用于特种气体，金属有机化合物，金属醇盐中微量元素的分析。但是测定每种元素均需要相应的空心阴极灯，这对检测工作带来不便。,火焰原子化法的优点是：火焰原子化法的操作简便，重现性好，有效光程大，对大多数元素有较高灵敏度，因此应用广泛。缺点是：原子化效率低，灵敏度不够高，而且一般不能直接分析固体样品；,石墨炉原子化器的优点是：原子化效率高，在可调的高温下试样利用率达,100%,，灵敏度高，试样用量少，适用于难熔元素的测定。缺点是：试样组成不均匀性的影响较大，测定精密度较低，共存化合物的干扰比火焰原子化法大，干扰背景比较严重，一般都需要校正背景。,火焰原子化器,Flame,atomiser,火焰原子化器是,原子吸收光谱仪,的主要组成部分，是利用,火焰,使试液中的元素变为原子蒸汽的装置。它由雾化器、雾室和燃烧头组成的。它对,原子吸收光谱法,测定的灵敏度和精度有重大的影响。插图为预混合型,燃烧器,。,预混合型,燃烧器,雾化器,。,雾化器能使试液变为细小的雾滴，并使其与气体混合成为气溶胶。要求其有适当的提升量（一般为,4,7mL,min,），高雾化率（,10,30,）和耐腐蚀，喷出的雾滴小、均匀、稳定。,雾室,又称预混合室，它要求有一个充分混合的环境，能使较大的液滴得到沉降，里面的压力变化要平滑、稳定，不产生气体旋转噪声，排水畅通，记忆效应小，耐腐蚀。,燃烧头,它是根据混合气体的燃烧速度设计成的，因此不同的混合气体有不同的燃烧头。它应是稳定的、再现性好的火焰，有防止回火的保护装置，抗腐蚀，受热不变形，在水平和垂直方向能准确、重复地调节位置。一般以钛或钛钢制品为好。,石墨炉原子吸收分光光度计,可以测定近,50,种元素。石墨炉法，进样量少，灵敏度高，有的元素也可以分析到,pg/ml,级。,石墨炉原子化器,非火焰原子化器应用最为广泛的一种，,1959,年苏联物理学家,.B.,利沃夫首先将,原子发射光谱法,中石墨炉蒸发的原理用于,原子吸收光谱,法中，开创了无焰原子化方式。由于原子化效率高，石墨炉法的相对灵敏度可达,10-9-10-12g/ml,，最适合,痕量分析,。目前，为改进石墨炉性能，提高抗干扰能力，正在开发以贵重金属做衬里和涂层的新石墨炉。,它的基本原理是利用大电流（常高达数百安）通过高阻值的石墨器皿（石墨管）时所产生的高温，使置于其中少量试样蒸发和原子化。,石墨炉原子化器,工作结构,管式石墨原子化器由加,热电源,、,石墨管,、,炉体,三部分组成。,加热电源,加热电源供给原子化器能量，一般采用低压、大电流的,交流电,。为保证炉温恒定，要求提供的电流稳定。炉温可在,12s,内达,3000,C,。,石墨管,由致密石墨制成，有两种形状：一种是沟纹型，用于有机溶液，取样可达,50m,；一种是广泛应用的标准型，长约,28mm,，内径,8mm,，管中央开一孔，用于注入试样合适保护气体通过。,炉体,包括石墨管座、电源插座、水冷却外套、石英窗和内外保护气路。常用保护气为,氩气,。外气路中氩气沿石墨炉外壁流动，以保护石墨炉管不被烧蚀。内气路中的氩气从管两端流向中心，由管中心孔流出，以有效地除去在,干燥,和,灰化,过程中所产生的基体蒸汽，同时保护已原子化了的原子不再被氧化。在灰化阶段，停止通气，以延长原子在吸收区内的平均停留时间。以免对原子蒸气的稀释。水冷却套是为了保护炉体，确保切断电源后,2030s,，炉子降至室温。,石墨炉原子化器,操作顺序,使用石墨炉时一般采取程序升温的方式，即先通小电流，在,100C,左右进行试样的干燥，主要目的是除去溶剂和水分。通常在,1001800C,进行灰化，以除去基体或其它元素对其干扰。然后再升温进行试样原子化，温度根据需要选定，最高可达,3000C.,测定后将石墨炉加高温空烧一段时间将前一实验余留的待测元素挥发掉，以减小该实验对下次实验的产生的记忆，这一过程成为高温除残。,氢化物发生器,Holak,于,1969,年首次将氢化物发生法用于原子吸收测定砷。他将锌放进用盐酸酸化了的试样溶液中而产生氢，然后将砷化氢收集在用液氮冷却的捕集器中。反应结束后，他将捕集器温热，用氮气流将砷化氢带入氩氢扩散火焰中以测量砷的原子吸收。,元素周期表族第,IV,、,V,、,VI,族中的许多代表性元素（,As,、,Sb,、,Bi,、,Ge,、,Sn,、,Pb,、,Se,、,Te,）能与新生态氢生成挥发性共价氢化物，这种气态氢化物的优点明显地在于待测元素的分离与富集，因此可减轻甚至完全消除干扰。其发生共有两个过程：,（,1,）氢化物从样品溶液中释放的过程，即分析物质在酸性溶液中与氢反应转化成气态氢化物；氢化物发生必须有产生氢原子的过程，通常用金属和酸或硼氢化碱金属盐作为还原剂来实现。早期是用金属,/,酸体系，最常用的金属是锌，它与盐酸反应生成新生态的氢，而将分析物质还原成氢化物。,（,2,）溶液中释出的气态氢话物由载气送入原子化器或离子化器。,【,化学制备,】,挥发性无机氢化物，在常态下是气体或易挥发物质，它们大多是有毒的；并能和氧或湿空气发生剧烈反应，这种氧化反应有时会引起爆炸。,超纯元素的制备常用它们的化合物进行，化合物一般比单质易于提纯。这类氧化物在常温常压下应该是气体或液体，分解温度应不太高。能满足条件的有十一种元素的氢化物，即：硼烷、碳烷、硅烷、锗烷、锡烷、磷烷、砷烷、锑烷、硫化氢、硒化氢和碲化氢。,氢化物的制备法有以下几种：,1.,直接由元素和氢作用；,2.,用水和酸分解生成氢化物的元素与电正性金属所组成的二元化合物；,3.,用氢或用氢化物的单盐或负盐还原生成氢化物的元素或化合物；,4.,利用电化学法还原生成氢化物的元素或它们的化合物；,5.,把生成氢化物的元素的较复杂化合物分解。,氢化物的分析,1.,气相色谱法,2.,质谱法,冷原子吸收法,测定汞含量的一种方法,1972,年,R.A.,卡尔等已将此法用来测定海水中汞。,该方法是基于汞在常温下以原子态汞存在,而原子态汞又易蒸发,汞蒸气对,253.7,纳米波长有特征吸收等特点建立起来。,海水样品经硫酸,-,过硫酸钾消化,将无机汞化合物和有机汞化合物转变成可溶性二价汞离子,然后于酸性介质中在还原剂作用下,(SnCl2),将,Hg2+,还原为金属,Hg,。,Hg2+Sn2+Hg0+Sn4+,用净化空气做载气,将它带入光吸收池,(,见图,),使光强度减弱,根据减弱强度,可以得到海水水汞的含量。,该方法灵敏度较高,操作简便。,石墨炉原子吸收分光光度计,波长范围：,190nm-900nm,光谱带宽：,0.1,，,0.2,，,0.4,，,1.0,，,2.0nm,五档自动切换,单色仪：,C-T,光栅单色仪,波长准确度：全波段,0.2nm,波长重复性：全波段,0.2nm,光栅：,1800,条,/mm,焦距：,300mm,静态基线稳定性：,0.002A/30min,动态基线稳定性：,0.004A/30min,闪跃波长：,250nm,分辨率：优于,0.3nm,背景校正：,50,倍,火焰分析,Cu,特征浓度：,0.02mg/L/1%,检出限：,0.004mg/L RSD%:0.7%,燃烧头：,50mm,及,100mm,可互换全钛燃烧头，全钛雾化室 位置调节：高度，角度最佳调节，一分钟内完成火焰,/,氢化物换装,石墨炉原子吸收分光光度计,石墨炉分析,Cd,特征量：,0.510g,检出限：,0.410g,温控范围：室温,3000,控温程序：最大,20,阶升温程序，阶梯、斜坡、保持三种升温方式。升温速度：,3000/,秒 石墨炉重复性：,3g/L Cd11,次进样，,RSD2%,数据处理测量方式：火焰吸收法，火焰发射法，石墨炉法，氢化物法。分析方法：线性方程、非线性方程、标准加入法。打印输出：校准曲线、信号谱图、仪器条件、分析参数和分析结果等均可自动存储和打印。,石墨炉电源内置的一体化主机 尺寸：,880,（长）,540,（宽）,450,（高）,mm,，,125kg,电源：,220V 50Hz,单项供电 主机,200W,石墨炉,4KW,原子吸收分光光度计成套性,1.,主机（型号任选）,2.,电脑、打印机、专用软件及反控接口,3.,气源：空气发生器，高纯氩气，高纯乙炔（可选）,4.,元素灯（根据用户需要选择）,5.,氢化物发生器（可选）,6.,石墨炉自动进样器（可选）,7.,石墨炉冷却水箱（可选）,8.,备品备件,主要特点,1.,优异的性能,/,价格比,2.,先进的石墨炉电源内置设计,3.,可配备石墨炉自动进样器,AS-01,，分析工作更加轻松,4.,长寿命石墨管，在,2000,下可长期使用,5.,自动控制石墨炉程序升温，最多可达,20,阶,6.,方法参数的建立简单易行,7.,校准曲线绘制功能,8.,独特的扣背景设计，使高盐度、高背景样品（如酱油、食品等）也能得到精确的分析结果,故障及排除,现象,故障可能原因,排除方法,一,.,总电源指示灯不亮,1.,一起电源线断路或接触不良,2.,仪器保险丝熔断,3.,保险管接触不良,1.,将电源线接好压紧插头,2.,更换保险丝,3.,卡紧保险管使接触良好,二,.,初始化中波长电机出现,X,1.,空心阴极灯是否安装,2.,光路中有物体遮挡,3.,通信系统联系中断,1.,重新安装灯,2.,取出光路中的遮挡物,3.,重新启动仪器,三,.,元素灯不亮,1.,电源线是否脱焊,2.,灯电源插座是否松动,3.,灯坏了,1.,重新安装灯,2.,更换灯位,3.,换灯,故障及排除,现象,故障可能原因,排除方法,四,.,寻峰时能量过低，能量超上限,1.,元素灯不亮,2.,元素灯位置不对,3.,灯老化,1.,重新安装空心阴极灯,2.,重设灯位,3.,更换新灯,五,.,点击,“,点火,”,，无高压放电打火,1.,空气无压力,2.,乙炔未开启,3.,废液液位低,4.,乙炔泄漏，报警,1.,检查空压机,2.,检查乙炔出口压力,3.,加入蒸馏水,4.,关闭紧急灭火,六,.,测试基线不稳定、噪声大,1.,仪器能量低，倍增管负压高,2.,波长不准确,3.,元素灯发射不稳定,1.,检查灯电流,2.,寻峰是否正常,3.,更换已知灯,故障及排除,现象,故障可能原因,排除方法,七,.,标准曲线弯曲,1.,光源灯失气,2.,工作电流过大,3.,废液流动不畅,4.,样品浓度高,1.,更换灯或反接,2.,减小电流,3.,采取措施,4.,减小试样浓度,八,.,分析结果偏高,1.,溶液固体未溶解,2.,背景吸收假象,3.,空白未校正,4.,标液变质,1.,调高火焰温度,2.,在共振线附近重测,3.,使用空白,4.,重配标液,九分析结果偏低,1.,试样挥发不完全,2.,标液配制不当,3.,试样浓度太高,4.,试样被污染,1.,调整撞击球和喷嘴相对位置,2.,重配标液,3.,降低试样浓度,4.,消除污染,谢谢,