第四组——原子吸收.pptx

内容提要一.基本原理二.仪器构造三.性能检定四.仪器维护与保养基本原理原子吸收是利用原子或者离子外层电子对特定波长的光可以吸收，从而发生能级跃迁的原理。仪器结构仪器结构光源原子化系统检测系统分光系统光源p 作用：产生原子吸收所需要的特征辐射。p 要求：锐线光源；光强大；稳定；背景小；寿命长；价格 便宜。p 种类：空心阴极灯、无极放电灯、蒸气放电灯、激光光源灯。空心阴极灯空心阴极灯无极放电灯无极放电灯p 外观：灯脚、玻璃管、石英透光窗；p 阴极：待测元素金属或合金；p 阳极：钨棒上镶钛丝或钽片；p 管内充有几百帕低压惰性气体 （氖或氩）空心阴极灯结构空心阴极灯结构两极间加电压气体辉光放电气体电离阳离子撞击阴极自由原子溅射原子激发发射特征谱线空心阴极灯的工作原理p HCL操作参数：灯电流。p 为了获得稳定高强度的窄线光谱，空心阴极灯通常采用脉冲供电方式，灯电流的大小是脉冲信号的平均值。p 灯电流的设置一般在120mA。不同的元素灯根据需要选用合适的灯电流。使用灯电流过小，放电不稳定；灯电流过大，溅射作用增加，原子蒸气密度增大，谱线变宽，甚至引起自吸，导致测定灵敏度降低，灯寿命缩短。灯电流设置灯电流设置p空心阴极灯使用前应预热20min30min以上；p灯在点燃后可从灯的阴极辉光的颜色判断灯的工作是否正常；（充氖气，橙红色；充氩气，淡紫色；汞灯是蓝色。灯内有杂质气体时，负辉光颜色变淡，如充氖气的灯颜色可变为粉红，发蓝或发白，此时应对灯进行处理。）p元素灯长期不用，应定期（每月或每隔二、三个月）点燃处理，即在工作电流下点燃1h。若灯内有杂质气体，辉光不正常，可进行反接处理。p使用元素灯时，应轻拿轻放。低熔点的灯用完后，要等冷却后才能移动。p为了使空心阴极灯发射强度稳定，要保持空心阴极灯石英窗口洁净，点亮后要盖好灯室盖。空心阴极灯使用空心阴极灯使用p 作用：将试样中待测元素变成气态的基态原子。p 种类：火焰原子化器；无火焰原子化器。火焰原子化器火焰原子化器雾化器燃烧器预混合室无火焰（电热）原子化器无火焰（电热）原子化器原子化系统通入助燃气燃气预混合室混合后点燃试样经雾化后进入火焰产生原子蒸气 火焰原子化器工作原理p空气-乙炔火焰：温度2300，适合大部分元素测定，最常用。pN2O-乙炔火焰:温度高，可达3000。具有还原性，适合易生成难熔氧化物元素的测定。p氢气空气火焰：温度低，背景小，适合分析线在200nm以下元素（如As、Se）的测定。火焰的重要特性：1、温度 2、氧化还原性常用火焰火焰原子化过程p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。但火焰原子化法原子化效率低，灵敏度不够高，而且一般不能直接分析固体样品。火焰原子化法特点p电热原子化器又称石墨炉原子化器。p电热原子化法特点：温度高，灵敏度高、样品用量少、能够直接测定固体样品。6mm 4mm30 mm石墨管电热原子化法光源发出的光经入射狭缝-凹面镜反射到达光栅光栅分光后由凹面镜聚焦于出射狭缝转动光栅选择所需的吸收线 分光系统工作原理p要求分辨率 0.3 nm，能分辨Mn 279.5 nmMn 279.8 nm两条谱线p光谱通带：单色器出射狭缝所包括的波长范围。光谱通带狭缝（mm）X 线色散率倒数（nm/mm）（动画m2-2-11.swf）检测系统p 作用：将光吸收信号转变为电信号并放大读出。o 组成：检测系统由光电元件，放大器和显示装置等。p 主要部件：光电倍增管。光由出射狭缝照射到光敏阴极K上经打拿极逐级放大最后照射到阳极将光电流转换为电压输出 光电倍增管的工作原理（动画m2-2-12.swf）操作参数：光电倍增管负高压。增大负高压信号放大倍数增大，但稳定性降低。p单道双光束原子吸收分光光度计原子吸收分光光度计类型p光源的漂移通过参比光束的作用而得到补偿，能获得一个稳定的输出信号。但是火焰扰动和背景吸收影响无法消除。p 单道单光束原子吸收分光光度计p这类仪器简单，操作方便，体积小，价格低，能满足一般原子吸收分析的要求。其缺点是不能消除光源波动造成的影响，基线漂移。性能检定性能检定 1 外观与初步检查1.1 仪器应有下列标志：仪器名称、型号、制造厂名、出厂编号与出厂日期等。1.2 仪器及附件的所有紧固件均应紧固良好；连接件应连接良好；运动部位应运动灵活、平稳；气路系统应可靠密封，不得泄漏。1.3 仪器的各旋钮及功能键应能正常工作；由计算机控制或带微机的仪器，当由键盘输入指令时，各相应的功能应正常。性能检定性能检定 2 波长示值误差与重复性2.1波长的测量 2.1.1 按空心阴极灯上规定的工作电流，将汞灯点亮，待其稳定后，在光谱带宽0.2 nm条件下，从下列汞、氖谱线253.7；365.0；435.8；546.1；640.2；724.5和871.6 nm中按均匀分布原则，选取三至五条逐一作三次单向(从短波向长波方向)测量，以给出最大能量的波长示值作为测量值，然后按2.2款的方法计算波长示值误差与重复性。2.1.2 对于自动设定波长的仪器，可从打印出的谱线轮廓图或显示屏幕上读出波长的测量值。性能检定性能检定2.2 波长示值误差与重复性的计算 2.2.1 波长示值误差()按下式计算：13 13 ir 式中 r汞、氖谱线的波长标准值；i汞、氖谱线的波长测量值。2.2.2 波长重复性()按下式计算：max min 式中 max某谱线三次波长测量值中的最大值；min某谱线三次波长测量值中的最小值。波长示值误差不大于0.5 nm，波长重复性优于0.3 nm。性能检定性能检定 3.分辨率检定 点亮锰灯，待其稳定后，光谱带宽0.2 nm，调节光电倍增管高压，使279.5 nm谱线的能量为100，然后扫描测量锰双线，此时应能明显分辨出279.5和279.8 nm两条谱线，且两线间峰谷能量应不超过40。性能检定性能检定 4 基线稳定性4.1 静态基线稳定性，光谱带宽0.2 nm，量程扩展10倍，点亮铜灯，在原子化器未工作的状态下，按以下步骤测量：4.1.1 单光束仪器与铜灯同时预热3 min，用“瞬时”测量方式，或时间常数不大于0.5 s，测定324.7 nm谱线的稳定性，即为30 min内最大漂移量和瞬时噪声(峰-峰值)。4.1.2 双光束仪器预热30 min，铜灯预热3 min，再按4.1.1测定30 min内最大漂移量和瞬时噪声(峰-峰值)。4.2 点火基线稳定性，按测铜的最佳条件，点燃乙炔/空气火焰，吸喷去离子水，10 min后在吸喷去离子水的状况下，重复17.1的测量，30 min内最大漂移量和瞬时噪声应符合下表要求。性能检定性能检定 30 min内静态基线和点火基线的稳定性应不大于表1所列指标 项 目 新 制 造 使用中和修理后 静态基线 最大零漂 0.005 0.006 最大瞬时噪声 0.005 0.006 点火基线 最大零漂0.006 0.008 最大瞬时噪声0.006 0.008 性能检定性能检定 5.边缘能量检定点亮砷和铯灯，待其稳定后，在光谱带宽为0.2 nm，响应时间不大于1.5 s的条件下(使用中和修理后的仪器可用生产厂推荐的条件)对As 193.7 nm和Cs 852.1 nm谱线进行5.1，和5.2款(或5.3款)的测量。5.1 两谱线的峰值能量应该可以调到100，且背景值/峰值应不大于2。5.2 测量谱线的瞬时噪声，5 min内最大瞬时噪声(峰-峰值)应不大于0.03A。5.3 两谱线调到能量为100时，光电倍增管的高压不超过650 V，使用中和修理后的仪器可放宽到最大高压值的85。在仪器边缘波长处，应能对砷193.7 nm，铯852.1 nm谱线进行测定，其瞬时噪声应小于0.03 A。性能检定性能检定 6.火焰原子化法测铜的检出限检定6.1 将仪器各参数调至最佳工作状态，用空白溶液调零，分别对三种铜标准溶液进行三次重复测定，取三次测定的平均值后，按线性回归法求出工作曲线的斜率，即为仪器测定铜的灵敏度(S)。SdA/dCA/(gml1)6.2 在与6.1完全相同的条件下，将标尺扩展10倍，对空白溶液(或浓度三倍于检出限的溶液)进行11次吸光度测量，并求出其标准偏差(sA)。6.3 按下式计算仪器测铜的检出限：CL(K=3)3sA/S(g/ml)性能检定性能检定 7.火焰原子化法测铜的精密度检定 在进行第6条测定时，选择系列标准溶液中的某一溶液，使吸光度为0.10.3范围，进行七次测定，求出其相对标准偏差(RSD)，即为仪器测铜的精密度。新制造仪器应分别不大于0.008g/ml和1；使用中和修理后的仪器应分别不大于0.02g/ml和1.5。性能检定性能检定 8 石墨炉原子化法测镉的检出限(QL(K=3)检定 8.1 将仪器各参数调至最佳工作状态，分别对空白和三种镉标准溶液进行三次重复测定，取三次测定的平均值后，按线性回归法求出工作曲线斜率，即为仪器测量的灵敏度(S)。S dA/dQ dA/d(C V)(A/pg)式中 C溶液浓度(ng/ml)；V取样体积(l)。8.2 在与21.1款完全相同的条件下，对空白溶液进行11次吸光度测定，并求出其标准偏差(sA)。8.3 按下式计算仪器测镉的检出限：QL(K=3)3sA/S(g)8.4 仪器测定镉的特征量(C.M.)按下式计算：C.M.0.0044/s(pg)性能检定性能检定 9.石墨炉原子化法测镉的精密度检定在进行第8条测定时，对3.00 ng/ml的镉标准溶液进行七次重复测定，并求出其相对标准偏差(RSD)，即为仪器测镉的精密度。新制造仪器应分别不大于2 pg，1 pg和5；使用中和修理后的仪器分别不大于4 pg，2 pg和7。性能检定性能检定 10.样品溶液的吸喷量(F)和表观雾化率()检定10.1 在与6条相同条件下，在10 ml量筒内注入去离子水至最上端刻线处，将毛细管插入量筒底部，同时启动秒表，测量1 min时间内量筒中水所减少的体积，即为吸喷量(F)。10.2 将进样毛细管拿离水面，待废液管出口处再无废液排出后，将它接到10 ml量筒(量筒1)内(注意：保持一段水封)。在另一量筒(量筒2)内注入10 ml水，在与23.1款相同的条件下，将毛细管插入水中，直至10 ml水全部吸喷完毕，待废液管中再无废液排出后，测量排出的废液体积V(ml)，并计算表观雾化率()：(10V）/10100%吸喷量应不小于3 ml/min；雾化率应不小于8性能检定性能检定 11.背景校正能力检定 11.1 对于仅有火焰原子化器的仪器，在Cd 228.8 nm波长下，先用无背景校正方式测量，调零后将屏网(吸光度约为1)插入光路，读下吸光度A1，再将测量方式改为有背景校正方式，调零后，再把屏网插入光路，读下吸光度A2。11.2 对于带石墨炉的仪器，将仪器参数调到石墨炉法测镉的最佳状态，以峰高测量方式先进行无背景校正测量，用移液管加一定量的氯化钠溶液(该溶液浓度为5.0 mg/ml，必要时可稀释)，使产生1 A左右的吸收信号，读下吸光度A1，再用有背景校正方式测量，加入相同量的氯化钠溶液并读下吸光度A2。11.3 按11.1或11.2款的方法测出A1和A2后，所计算的A1/A2值应符合在背景衰减信号约为1 A时，校正后的信号应不大于该值的1/30/性能检定性能检定 12.绝缘电阻检定 用500V兆欧表测量电源线与仪器外壳之间的电阻，应符合仪器的绝缘电阻应不小于20 M。仪器的保养及维护仪器的保养及维护 原子吸收分光光度计的使用环境原子吸收分光光度计的使用环境 保持实验室的卫生及实验室的环境，做到定期打扫实验室，避免各个镜子被尘土覆盖影响光的透过降低能量。试验后要将试验用品收拾干净，把酸性物品远离仪器并保持仪器室内湿度。以免酸气将光学器件腐蚀，发霉。仪器的保养及维护仪器的保养及维护 元素灯的保养元素灯的保养 原子吸收主机在长时间不使用的情况下，请保持每一至两周为间隔将仪器打开并联机预热12小时。以延长使用寿命。元素灯长时间不使用，将会因为漏气、零部件放气等原因不能使用，甚至不能点燃。所以应将不长使用的元素灯每隔34个月点燃23个小时，以延长使用寿命，保障元素灯的性能。仪器的保养及维护仪器的保养及维护 定期检查定期检查 1.检查废液管并及时倾倒废液 2.废液管积液到达雾化桶下面后会使测量时极其不稳定，所以要随时检查废液管是否畅通，定时倾倒废液。3.乙炔气路的定期检查，以免管路老化产生漏气现象，发生危险。4.定期检查气路，每次换乙炔气瓶后一定要全面试漏。用肥皂水等可检验漏气情况的液体在所有接口处试漏，观察是否有气泡产生，判断其是否漏气。注意定期检查空气管路是否存在漏气现象，检查 仪器的保养及维护仪器的保养及维护 空压机及空气气路的保空压机及空气气路的保 养和维护养和维护 仪器室内湿度高时，空压机极易积水，严重影响测量的稳定性，应经常放水，避免水进入气路管道。我们所标配的空压机上都有放水按钮，放水时请在有压力的情况下按此按钮即可将积水排除。仪器的保养及维护仪器的保养及维护 火焰原子化器的保养和维护火焰原子化器的保养和维护 1.每次样品测定工作结束后，在火焰点燃状态下，用去离子水喷雾510分钟，清洗残留在雾化室中的样品溶液。然后停止清洗喷雾，等水分烘干后关闭乙炔气。2.玻璃雾化器在测试使用氢氟酸的样品后，要注意及时清洗，清洗方法即在火焰点燃的状态下，吸喷去离子水510分钟，以保证其使用寿命。3.燃烧器和雾化室应经常检查保持清洁。对沾在燃烧器缝口上的积炭，可用刀片刮除。雾化室清洗时，可取下燃烧器，用去离子水直接倒入清洗即可。仪器的保养及维护仪器的保养及维护 石墨炉原子化器的保养石墨炉原子化器的保养1.石墨锥内部因测试样品的复杂程度不同会产生不同程度的残留物，通过洗耳球将可吹掉的杂质清除，使用酒精棉进行擦拭，将其清理干净，自然风干后加入石墨管空烧即可。2.石英窗的清理，石英窗落入灰尘后会使透过率下降，产生能量的损失。清理方法为，将石英窗旋转拧下，用酒精棉擦拭干净后使用擦镜纸将污垢擦净，安装复位即可。3.夏天天气比较热的时候冷却循环水水温不宜设置过低（1819）会产生水雾凝结在石英窗上影响到光路的顺畅通过