范文一:原子吸收光谱法的应用
原子吸收光谱法的应用
直接原子吸收光谱法 1、 第一族元素
第一族元素主要测定条件
碱金属是AAS易于测定的一类元素。碱金属盐的沸点较低,解离能较高,易于以分子形式蒸发,产生背景吸收。碱金属元素的电离电位和激发电位低,易于电离,测定时需要加入消电离剂,宜用低温火焰测定。空心阴极灯光源宜用较低的灯电流,测定Ru和Cs,多使用无极放电灯作光源。
铜、银和金化合物易于解离和原子化,宜用贫燃火焰测定,有很高的测定灵敏度,一般不受到其他元素的化学干扰。采用阶梯升温原子化和峰面积方式可提高石墨炉原子吸收光谱法(GFAAS)测定Ag的灵敏度。银化合物溶液应保存在避光的地方。金易被塑料表面吸附,溶液不能储存于塑料容器内。
测定Na宜用0.2nm窄光谱通带,测定Li,K,Rb,Cs,Cu,Ag和Au宜用0.7nm或更宽一些的光谱通带。GSAAS测定这些元素需校正背景。
2、第二族元素
第二族元素主要测定条件
加入消电离剂。氧化物的解离能较高,易生成MO和MOH,宜用富燃火焰测定。自由原子分布随火焰高度明显变化。铍的原子化效率很低,不能有效的测定铍。碱土金属与磷酸根、
硅酸根、硫酸根能形成难解离的化合物,产生严重的化学干扰。钛、铬、钒、铝对测定有干扰,加入EDTA、8-羟基喹啉等有机络合剂和镧、镓、锶盐等无机释放剂可以消除干扰。
用阶梯升温原子化方式可提高测定镁、锌的灵敏度。测定钙、钡宜用盐酸溶液。测定钡用热解涂层石墨管,以抑制碳化钡的生成。石墨管热发射对测定钡产生干扰,应使用较低的原子化温度。石墨炉原子吸收光谱法(GFAAS)测定钙、钡、镁需背景校正。
3、第三族元素
第三族元素主要测定条件
化物,用GFAAS测定灵敏度很低,最好用N2O-乙炔火焰测定。推荐用N2O-乙炔火焰测定Al。测定Al和Ga需加入0.1%的电离抑制剂抑制电离。镓、铟和铊的化合物在火焰中容易解离,易于用AAS法测定。它们熔点低,光源宜使用较小的工作电流。在空气-乙炔中测定铟,宜用贫燃
火焰。测定所有元素均用中等宽度的光谱通带。
GFAAS测定铝,试液中不宜含有卤素酸。使用热解涂层石墨管,用硝酸镁作化学改进剂,灰化温度可提高到1700℃。GFAAS测定这些元素均需校正背景。
4、镧系和锕系元素
这是用原子吸收光谱法测定灵敏度不高的一类元素。它们都是多谱线元素,选择分析线时要注意谱线之间可能产生的干扰,宜用0.2nm窄光谱通带。这些元素易生成难解离的氧化物,最好用还原性高温火焰测定,除Sc外,均加入0.1%的电离抑制剂。不能用直接原子吸收光谱法测定铈和钍。可用生成磷铈钼酸与磷钍钼酸,萃取后用原子吸收光谱法测定钼,间接定量铈和钍。镧系和锕系元素易生成碳化物,用GFAAS测定灵敏度也不高,其中重稀土元素的灵敏度高于轻稀土元素。
高的原子化温度有利于提高测定La、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er和Yb等的灵敏度,而降低Nd、Sm和Tm等的灵敏度。测定用间接Nd、Sm和Tm等可用0.02mg硝酸镍为化学改进剂。GFAAS测定U使用氧化性酸降低灵敏度。用间接原子吸收光谱法测定可以获得比直接原子吸收光谱法更高的灵敏度。GFAAS测定这些元素均需校正背景。
5、第四族元素
第四族元素主要测定条件
除钛和锆之外,其余元素的共振吸收分析线都位于短波紫外区,空气-乙炔火焰强烈吸收光源辐射。硅和钛易生成难解离的氧化物,推荐用还原性N2O-乙炔高温测定,加入0.1%的电离抑制剂。锡可能生成难解离的稳定的氧化物,,用氩-氢火焰比空气-乙炔火焰测定锡的灵敏度高。
硅和钛易生成碳化物,用GFAAS测定灵敏度也不高。用间接原子吸收法测定可获得较高的灵敏度。GFAAS测定锡使用氧化性酸要降低灵敏度。
测定Pb用0.2nm窄光谱通带,测定其他元素用0.7nm中等宽度的光谱通带。GSAAS测定这些元素需校正背景。
6、第五族元素
第五族元素主要测定条件
砷、锑和饿蒸气压高,空心阴极灯应使用较小的灯电流。磷、砷、锑和铋的共振分析线位于短波紫外区,空气-乙炔火焰强烈吸收光源辐射。最好用发射强度大的无极放电灯光源。FAAS测定V和As用0.7nm中等宽度的光谱通带。测定其他元素用0.2nm窄光谱通带。
钒、铌和钽易于形成难解离的化合物,应在强还原性空气-乙炔中测定,最好在N2O-乙炔高温测定。基于用有机溶剂萃取杂多酸,间接原子吸收光谱法测定磷和钒、铌、钽可以获得比直接原子吸收光谱法更高的灵敏度。不能用GFAAS直接测定铌和钽。GSAAS测定这些元素需校正背景。
7、第六族元素
第六族元素主要测定条件
难解离氧化物,应在强还原性空气-乙炔中测定,最好在N2O-乙炔高温测定。W易生成难熔碳化物,用GFAAS无法测定,用FAAS测定灵敏度很低。
8、第七族元素
宜用较窄的光谱通带和高强度空心阴极灯光源。一般用贫燃空气-乙炔火焰测定。GSAAS测定需校正背景。
用FAAS或GFAAS测定铼的灵敏度都很低。
9、第八族元素
第八族元素主要测定条件
铁、钴和镍是容易原子化的元素。它们都是多谱线元素,宜用较窄的光谱通带和高强度空心阴极灯光源。用FAAS或GFAAS测定,都有足够高的灵敏度,一般用贫燃空气-乙炔火焰测定,GFAS测定用阶梯升温方式可提高铁的灵敏度。GSAAS测定这些元素需校正背景。 。
10、铂系金属元素
铂系金属主要测定条件
铂系金属的沸点高达3000℃以上,极不易挥发。它们都易于还原为金属,除钯外,其他铂系金属原子化能量高于500kj/mol,且有烧结成块的倾向,因此,在空气-乙炔火焰中原子化效率和测定灵敏度很低。钯化合物易于原子化,用贫燃的在空气-乙炔火焰测定,有很高的灵敏度,其他贵金属也不干扰测定。AAS测定铂的灵敏度不高,测定锇和铱灵敏度相当低。推荐用N2O-乙炔高温火焰测定锇,但高温测定铱的灵敏度比空气-乙炔火焰还低。测定钌、铑、锇、依和铂,彼此干扰比较大。铂系金属氧化物较易挥发,加入氧化性化学试剂如镧盐或碱土金属的硫酸盐,有利于形成铂系金属氧化物和防止烧结成块,可提高铂系金属的灵敏度。FAAS测定铂中等宽度的光谱通带,测定其他元素用窄光谱通带。
GFAAS测定锇和铱,高的原子化温度有利于提高灵敏度。测定铂在硝酸中灰化温度可高达1200℃,在盐酸中灰化温度是500℃。GFAS测定这些元素需校正背景。
其中Nb、W、Hf、Ta、Ce、Th这几种元素只能用N2O-乙炔火焰法测定 其中Ge、As、Se、Sn、Sb、Te、Hg、Bi 一般用原子荧光法测定
范文二:原子吸收光谱法的应用
原子吸收光谱法的应用
直接原子吸收光谱法
1
第一族元素主要测定条件
石墨炉法 火焰法
-1分析线/nm 灰化温原子化特征质线性范围/μ 火焰类型 特征浓度检出限μ线性范围/μg.ml
-1-1-1度 温度 量/pg g.ml μg.ml g.ml
空气-乙炔 Li 670.8 1000 2600 4 0.05-0.5 0.03 0.0006 0.04-2
空气-乙炔 Na 589.5 1500 2700 4 0.004-0.5 0.012 0.002 0.01-1 K 766.5 1000 2200 4 0.004-0.1 空气-乙炔 0.02 0.006 0.04-2
空气-乙炔 Rb 780.0 800 1900 3 0.05-0.1 0.05 0.05 0.1-5 Cs 852.1 900 1900 0.01 0.05-0.1 空气-乙炔 0.21 0.05 0.2-15
空气-乙炔 Cu 324.7 900 2200 4 0.004-0.08 0.077 0.002 0.04-5
空气-乙炔 Ag 328.1 500 2200 2 1.0-5.0 0.054 0.002 0.06-4 Au 253.7 600 1800 5 0.04-0.1 空气-乙炔 0.2 0.02 0.18-20
碱金属是AAS易于测定的一类元素。碱金属盐的沸点较低,解离能较高,易于以分子
形式蒸发,产生背景吸收。碱金属元素的电离电位和激发电位低,易于电离,测定时需要加
入消电离剂,宜用低温火焰测定。空心阴极灯光源宜用较低的灯电流,测定Ru和Cs,多使用无极放电灯作光源。
铜、银和金化合物易于解离和原子化,宜用贫燃火焰测定,有很高的测定灵敏度,一般
不受到其他元素的化学干扰。采用阶梯升温原子化和峰面积方式可提高石墨炉原子吸收光谱
法(GFAAS)测定Ag的灵敏度。银化合物溶液应保存在避光的地方。金易被塑料表面吸附,
溶液不能储存于塑料容器内。
测定Na宜用0.2nm窄光谱通带,测定Li,K,Rb,Cs,Cu,Ag和Au宜用0.7nm或更宽一些的光谱通带。GSAAS测定这些元素需校正背景。
2
第二族元素主要测定条件
石墨炉法 火焰法
-1分析线/nm 灰化温原子化特征质线性范围/μ 火焰类型 特征浓度检出限μ线性范围/μg.ml
-1-1-1度 温度 量/pg g.ml μg.ml g.ml
NO-乙炔 Be 234.9 1000 2600 0.05 0.001-0.01 0.025 0.001 0.03-2 2
空气-乙炔 Mg 285.2 1000 2200 0.1 0.001-0.05 0.007 0.0001 0-0.5
空气-乙炔 Ca422.7 1200 2400 1 0.01-0.4 0.048 0.001 0.07-5
空气-乙炔 Sr460.7 1000 2700 5 0.005-0.01 0.11 0.01 0.12-5
NO-乙炔 Ba553.5 1500 2500 4 0.05-0.1 0.3 0.02 0.4-25 2
空气-乙炔 Zn213.9 400 2200 2 0.005-0.02 0.015 0.002 0.01-1
空气-乙炔 Cd228.8 250 1000 0.2 0.005-0.05 0.025 0.001 0.03-2
空气-乙炔 Hg253.7 250 2000 40 40-1000 4.2 0.5 7.5-300
碱土金属元素的电离电位不高,在空气-乙炔火焰中有一定程度的电离,测定时通常要
加入消电离剂。氧化物的解离能较高,易生成MO和MOH,宜用富燃火焰测定。自由原子
分布随火焰高度明显变化。铍的原子化效率很低,不能有效的测定铍。碱土金属与磷酸根、
硅酸根、硫酸根能形成难解离的化合物,产生严重的化学干扰。钛、铬、钒、铝对测定有干
扰,加入EDTA、8-羟基喹啉等有机络合剂和镧、镓、锶盐等无机释放剂可以消除干扰。
用阶梯升温原子化方式可提高测定镁、锌的灵敏度。测定钙、钡宜用盐酸溶液。测定
钡用热解涂层石墨管,以抑制碳化钡的生成。石墨管热发射对测定钡产生干扰,应使用较低
的原子化温度。石墨炉原子吸收光谱法(GFAAS)测定钙、钡、镁需背景校正。
3 第三族元素主要测定条件
石墨炉法 火焰法
-1分析线/nm 灰化温原子化特征质线性范围/μ 火焰类型 特征浓度检出限μ线性范围/μg.ml
-1-1-1度 温度 量/pg g.ml μg.ml g.ml
NO-乙炔 B 249.7 1000 2700 1000 1-3 13 2.5 15-500 2
NO-乙炔 Al 309.2 1500 2700 4 0.04-0.4 0.9 0.03 0.8-50 2
NO-乙炔 Ga 287.4 1000 2700 5 0.15-1 1.2 0. 1 1.3-100 2
空气-乙炔 In 303.9 800 2000 100 0. 05-1 0.76 0.05 0.7-50
空气-乙炔 Tl 276.8 1100 2200 40 0.09-0.5 0.5 0.03 0.5-20
原子吸收光谱法测定的元素包括硼、铝、镓、铟、铊。硼易于形成难解离的氧化物的碳
化物,用GFAAS测定灵敏度很低,最好用NO-乙炔火焰测定。推荐用NO-乙炔火焰测定Al。测22定Al和Ga需加入0.1%的电离抑制剂抑制电离。镓、铟和铊的化合物在火焰中容易解离,易
于用AAS法测定。它们熔点低,光源宜使用较小的工作电流。在空气-乙炔中测定铟,宜用贫燃火焰。测定所有元素均用中等宽度的光谱通带。
GFAAS测定铝,试液中不宜含有卤素酸。使用热解涂层石墨管,用硝酸镁作化学改进剂,
灰化温度可提高到1700?。GFAAS测定这些元素均需校正背景。
4
镧系和锕系主要测定条件
石墨炉法 火焰法
-1分析线/nm 灰化温原子化特征质线性范围/μ 火焰类型 特征浓度检出限μ线性范围/μg.ml
-1-1-1度 温度 量/pg g.ml μg.ml g.ml
NO-乙炔 Sc 391.7 0.3 0.1 0.4-25 2
NO-乙炔 Y 410.2 600 2700 13000 10-100 1.6 0.3 1.8-200 2
La 418.7 1000 2700 60 2-10 NO-乙炔 63 2 40-2500 2
NO-乙炔 Pr 495.1 3.9 10 13-1000 2
Nd 463.4 1500 2700 1800 5-20 NO-乙炔 11 2 10-1000 2
NO-乙炔 Sm 429.7 1400 2600 240 0.5-5 6.7 2 8.5-500 2
NO-乙炔 Eu 459.4 1300 2700 20 0.2-0.5 0.6 0.04 0.55-500 2
NO-乙炔 Gd 368.4 600 2700 1600 2-20 16 4 16-1000 2
NO-乙炔 Tb 432.6 1000 2000 20 0.1-1 5.19 3 9-400 2
NO-乙炔 Dy 421.2 1500 2700 50 0.1-5 0.7 0.2 0.85-20 2
NO-乙炔 Ho 410.4 600 2700 90 0.5-3 0.87 0.1 1.1-100 2
NO-乙炔 Er 400.8 700 2700 50 0.2-5 0.68 0.1 0.95-40 2
NO-乙炔 Tm 371.8 1700 2700 20 0.05-2 0.45 0.2 0.35-40 2
NO-乙炔 0.12 0.04 0.1-10 2
Lu 336.0 NO-乙炔 6 3 6-500 2
Yb 398.8 1200 2700 5 0.05-0.1 U 358.5 1200 2700 1200 50-500 NO-乙炔 47 30 50-2500 2
这是用原子吸收光谱法测定灵敏度不高的一类元素。它们都是多谱线元素,选择分析线
时要注意谱线之间可能产生的干扰,宜用0.2nm窄光谱通带。这些元素易生成难解离的氧化
物,最好用还原性高温火焰测定,除Sc外,均加入0.1%的电离抑制剂。不能用直接原子吸
收光谱法测定铈和钍。可用生成磷铈钼酸与磷钍钼酸,萃取后用原子吸收光谱法测定钼,间
接定量铈和钍。镧系和锕系元素易生成碳化物,用GFAAS测定灵敏度也不高,其中重稀土
元素的灵敏度高于轻稀土元素。
高的原子化温度有利于提高测定La、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er和Yb等的灵敏度,而降低Nd、Sm和Tm等的灵敏度。测定用间接Nd、Sm和Tm等可用0.02mg硝酸镍为化学改进剂。GFAAS测定U使用氧化性酸降低灵敏度。用间接原子吸收光谱法测定可以获得
比直接原子吸收光谱法更高的灵敏度。GFAAS测定这些元素均需校正背景。
5
第四族元素主要测定条件
石墨炉法 火焰法
-1分析线/nm 灰化温原子化特征质线性范围/μ 火焰类型 特征浓度检出限μ线性范围/μg.ml
-1-1-1度 温度 量/pg g.ml μg.ml g.ml
NO-乙炔 Si 251.6 1400 2500 200 0.05-5 2 0.08 1.8-150 2
NO-乙炔 Ge 265.1 1000 2300 40 0.1-4 2.2 1 1.5-250 2
Sn 235.5 900 2500 40 0.06-0.1 Ar-H 1.7 0.02 4.1-300 2
Pb 283.3 500 2000 5 0.005-0.05 空气-乙炔 0.45 0.02 0.2-20 Ti 364.4 1400 2700 500 0.06-0.3 NO-乙炔 1.8 0.09 1.9-200 2
Zr 360.1 NO-乙炔 6 5 10-800 2
NO-乙炔 Hf 286.6 15 8 5-500 2
除钛和锆之外,其余元素的共振吸收分析线都位于短波紫外区,空气-乙炔火焰强烈吸收光源辐射。硅和钛易生成难解离的氧化物,推荐用还原性NO-乙炔高温测定,加入0.1%的2电离抑制剂。锡可能生成难解离的稳定的氧化物,,用氩-氢火焰比空气-乙炔火焰测定锡的灵敏度高。
硅和钛易生成碳化物,用GFAAS测定灵敏度也不高。用间接原子吸收法测定可获得较
高的灵敏度。GFAAS测定锡使用氧化性酸要降低灵敏度。
测定Pb用0.2nm窄光谱通带,测定其他元素用0.7nm中等宽度的光谱通带。GSAAS测定这些元素需校正背景。
6
第五族元素主要测定条件
石墨炉法 火焰法
-1分析线/nm 灰化温原子化特征质线性范围/μ 火焰类型 特征浓度检出限μ线性范围/μg.ml
-1-1-1度 温度 量/pg g.ml μg.ml g.ml
NO-乙炔 V 318.5 1100 350 0.5-5 1.5 0.06 1.7-150 2
NO-乙炔 Nb 334.4 15 1 20-1000 2
NO-乙炔 Ta 271.5 11 2 16-1000 2
空气-乙炔 P 213.6 1500 2700 25000 100-500 290 21 260-10000
Ar-H 1 0.1 0.8-50 2
As 193.7 300 1900 As 193.7 900 2700 12 0.05-0.5 Sb 217.6 1000 2500 20 0.05-0.1 空气-乙炔 0.55 0.1 1.4-25 Bi 223.1 450 2100 4 0.05-1 空气-乙炔 0.45 0.04 0.5-30 Bi 223.1 1100 0.02-3
砷、锑和饿蒸气压高,空心阴极灯应使用较小的灯电流。磷、砷、锑和铋的共振分析
线位于短波紫外区,空气-乙炔火焰强烈吸收光源辐射。最好用发射强度大的无极放电灯光
源。FAAS测定V和As用0.7nm中等宽度的光谱通带。测定其他元素用0.2nm窄光谱通带。
钒、铌和钽易于形成难解离的化合物,应在强还原性空气-乙炔中测定,最好在NO-乙炔2高温测定。基于用有机溶剂萃取杂多酸,间接原子吸收光谱法测定磷和钒、铌、钽可以获得比直
接原子吸收光谱法更高的灵敏度。不能用GFAAS直接测定铌和钽。GSAAS测定这些元素需校正背景。
7
第六族元素主要测定条件
石墨炉法 火焰法
-1分析线/nm 灰化温原子化特征质线性范围/μ 火焰类型 特征浓度检出限μ线性范围/μg.ml
-1-1-1度 温度 量/pg g.ml μg.ml g.ml
空气-乙炔 Cr 357.9 1200 2500 4 0.004-0.05 0.078 0.003 0.05-5 Cr 357.9 2200
NO-乙炔 Mo 313.3 1500 2700 15 0.01-0.6 0.6 0.03 0.5-40 2
W 255.1 NO-乙炔 9.6 3 11-1000 2
Se 196.0 200 2200 11 0.05-1 Ar-H 0.59 0.1 0.5-50 2
Te 241.3 600 2500 20 0.2-2 空气-乙炔 0.43 0.09 0.5-25
铬和钼是多谱线元素,宜用较窄的光谱通带和高强度空心阴极灯光源。在火焰中易形成
难解离氧化物,应在强还原性空气-乙炔中测定,最好在NO-乙炔高温测定。W易生成难熔碳化物,2
用GFAAS无法测定,用FAAS测定灵敏度很低。
8
第七族元素主要测定条件
石墨炉法 火焰法
-1分析线/nm 灰化温原子化特征质线性范围/μ 火焰类型 特征浓度检出限μ线性范围/μg.ml
-1-1-1度 温度 量/pg g.ml μg.ml g.ml
空气-乙炔 Mn 279.5 1000 2000 1 1-10 0.05 0.002 0.03-3
NO-乙炔 Re 346 1200 2700 10000 10-100 12 1 15-1000 2
锰是适于用AAS测定的元素。在火焰中是中等稳定的,较易解离。锰属多谱线元素,
宜用较窄的光谱通带和高强度空心阴极灯光源。一般用贫燃空气-乙炔火焰测定。GSAAS测定需校正背景。
用FAAS或GFAAS测定铼的灵敏度都很低。
9
第八族元素主要测定条件
-1分析线/nm 灰化温原子化特征质线性范围/μ 火焰类型 特征浓度检出限μ线性范围/μg.ml
-1-1-1石墨炉法 火焰法 度 温度 量/pg g.ml μg.ml g.ml
空气-乙炔 Fe 248.3 1000 2400 3 0.003-0.03 0.1 0.01 0.05-5 Co 240.7 1000 2400 10 0.008-0.03 空气-乙炔 0.12 0.01 0.1-5 Ni 232 1000 2700 20 0.05-0.3 空气-乙炔 0.1 0.01 0.06-5
铁、钴和镍是容易原子化的元素。它们都是多谱线元素,宜用较窄的光谱通带和高强度
空心阴极灯光源。用FAAS或GFAAS测定,都有足够高的灵敏度,一般用贫燃空气-乙炔火焰测定,GFAS测定用阶梯升温方式可提高铁的灵敏度。GSAAS测定这些元素需校正背景。 。
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铂系金属主要测定条件
石墨炉法 火焰法
-1分析线/nm 灰化温原子化特征质线性范围/μ 火焰类型 特征浓度检出限μ线性范围/μg.ml
-1-1-1度 温度 量/pg g.ml μg.ml g.ml
空气-乙炔 Ru 349.9 1400 2500 32 0.05-0.5 0.5 0.3 0.5-50 Rh 343.5 1100 2700 20 0.2-1 空气-乙炔 0.2 0.03 0.1-30
空气-乙炔 Pd 247.6 1000 2700 12 0.02-2 0.2 0.02 0.25-15
NO-乙炔 Os 290.9 550 2700 270 5-25 1 0.5 1-100 2
空气-乙炔 Ir 284.9 1000 2600 200 5-20 12 2 8-600
空气-乙炔 Pt 265.9 1200 2700 200 0.08-0.5 2.2 0.1 1-75
铂系金属的沸点高达3000?以上,极不易挥发。它们都易于还原为金属,除钯外,其
他铂系金属原子化能量高于500kj/mol,且有烧结成块的倾向,因此,在空气-乙炔火焰中原子化效率和测定灵敏度很低。钯化合物易于原子化,用贫燃的在空气-乙炔火焰测定,有很高的灵敏度,其他贵金属也不干扰测定。AAS测定铂的灵敏度不高,测定锇和铱灵敏度相
当低。推荐用NO-乙炔高温火焰测定锇,但高温测定铱的灵敏度比空气-乙炔火焰还低。测2
定钌、铑、锇、依和铂,彼此干扰比较大。铂系金属氧化物较易挥发,加入氧化性化学试剂
如镧盐或碱土金属的硫酸盐,有利于形成铂系金属氧化物和防止烧结成块,可提高铂系金属
的灵敏度。FAAS测定铂中等宽度的光谱通带,测定其他元素用窄光谱通带。 GFAAS测定锇和铱,高的原子化温度有利于提高灵敏度。测定铂在硝酸中灰化温度可
高达1200?,在盐酸中灰化温度是500?。GFAS测定这些元素需校正背景。
NbWHfTaCeThNO- 2
GeAsSeSnSbTeHgBi
范文三:原子吸收光谱法的应用进展研究
原子吸收光谱法的应用进展研究 摘要:近年来,原子吸收光谱法以其在定性、定量分析检测微量元素方面的优势,以及样品前处理、进样方式、原子化等技术的快速发展,在药物分析、食品分析、环境分析、元素形态测定等方面得到了广泛应用。同时,原子吸收光谱与离子色谱、气相色谱、原子荧光等其他分析方法的联用,也大大拓展了其应用范围。本文对原子吸收光谱法的研究进展进行了综述。
关键词:原子吸收光谱法 药物分析 食品分析 环境分析 元素形态分析
原子吸收光谱法(Atomic Absorption Spectrometry , AAS)是根据基态原子吸收特征波长的光的强度对元素含量进行分析的一种分析方法。1955年,澳大利亚物理学家阿兰?沃尔什发表了第一篇利用原子吸收特征光的原理作为一种分析手段的文章,由于其设备简单操作方便,灵敏度高等特点,使原子吸收法得到重视和应用。目前,随着样品前处理技术、进样技术、原子化技术等的发展,以及和其他高灵敏度或高选择性的分析方法的联用,原子吸收光谱法得到了更为迅速的发展,在药物分析,食品分析,环境分析,元素形态等多方面广为运用。
目前运用较多的有直接法和间接法[1]:直接法是指直接测定待测样品中所含微量元素,如砷,硒等,间接法是指将金属离子与待测有机物等发生沉淀,氧化还原等反应,再经离心分离等测定游离金属原子,从而间接测定有机物含量。直接法和间接法的结合大大拓展了原子吸收光谱法的应用范围。 1原子吸收光谱法在药物分析中的应用
在药物分析中,对于含有微量金属元素的药物,可直接对金属元素进行测定。对其他大部分有机药物,多采用间接原子吸收法。将可发生酸碱、沉淀、氧化还原、络合等反应的官能团与特定金属离子反应,再经离心,沉淀等步骤是反应金属离子解离,或定量测定未反应的金属离子,即可达到药物分析的目的。
微量元素与人体健康,衰老,死亡有密切联系。刘建华等[2]探讨了中草药中金属元素及其与呼吸系统疾病的关系,选取了中草药丹参、当归、党参、鱼腥草和银杏叶,测定其中的金属元素K、Cr、Cu的含量。将这五种治疗呼吸系统疾病的中草药采用湿法消化(HNO3、HClO4),用火焰原子吸收光谱法分别测定K、Cr、Cu的含量。结果表明,鱼腥草中金属元素含量最高,分别为3654.8125?20.9367μg/g,35.0667?0.8872μg/g,102.1475?9.6936μg/g,丹参中K、Cr以及党参的Cu元素在五种中草药中含量最低。在五种中草药中K的含量大小顺序为鱼腥草>当归>银杏叶>党参>丹参,Cr元素含量大小顺序为鱼腥草>当归>党参>银杏叶>丹参,Cu元素含量大小顺序为鱼腥草>当归>丹参>银杏叶>党参。由
此提供了防治呼吸系统疾病中,临床用药的合理依据。
汤加勇等[3]应用火焰原子吸收光谱法测定四川姜黄药材中镁、钙、铁、锰、锌、铜等元素的含量,用石墨炉原子吸收光谱法测定其中钼、铅、镉、铬等元素的含量。中药姜黄来源于姜科,为川产地道药材,具有破血行气,通经止痛的功效,在抗癌抗炎抗菌提高免疫力,保护肝脏等方面具有广泛的药理活性。检测发现,“人体健康催化剂”的镁含量最高。
董顺福等[4]采用火焰原子吸收分光光度法测定酸枣仁中金属元素的含量,探讨酸枣仁中金属元素与药物药效的关系。对样品进行硝化处理,用标准曲线法测定样品溶液中Cr、Cu、Zn、Mn、Ni的含量,样品稀释10倍后测定K、Ca、Na、Mg、Fe的含量。发现酸枣仁含有丰富的金属微量元素,为进一步开发和利用中药酸枣仁提供科学依据。
2原子吸收光谱法在食品分析中的应用
当今市场上食品的种类数不胜数,在食品生产过程中为改进其色泽、口感,延长保质期等,往往需要添加防腐剂、抗氧化剂、色素、甜味剂等化学物质,天然食品中也可能残留有农药等,这些物质含量高到一定程度都会危害人体健康。因此食品中添加或残留化学成分的分析日益重要。
无机砷是食品质量安全检验中的重要指标,目前常用氢化物发生-原子荧光光谱法和银盐法。苗雪原[5]采用流动注射-氢化物发生-原子吸收光谱法,灵敏度高,操作较银盐法简便快捷。该研究用盐酸20mL及还原溶液1mL处理样品,是无机砷溶出并还原,所得溶液定容至100mL即达到氢化砷发生及原子吸收光谱测定的最佳酸度条件。方法的线性范围在50μg/L内,检出限0.22μg/L。按所提出的方法测定了6中标准物质中的无机砷含量,结果与证书值相符。
干宁等[6]建立了微波消解-固相萃取/石墨炉原子吸收法富集并测定米面中痕量铍的方法。采用微波消解制样,7-(2’-胂酸基-5’-羧酸)苯偶氮-8-羟基喹啉-5-磺酸(H2L )与Be2 + 螯合形成BeL 络合物,C18固相萃取柱富集,石墨炉原子吸收法测定洗脱液中的BeL。结果表明,方法的线性范围为0.05-14μg/L,检出限为0.02μg/L,对实际米面样品测定的加标回收率为90%-110%,可用于食品等复杂基质中痕量铍的测定。
食品保鲜剂磷酸盐中钾元素含量对于保鲜剂的外观、溶解性以及保鲜性均有影响,钾元素含量高,保鲜剂呈白色粉末状,极易溶于水。陈文辉[7]采用火焰原子吸收光谱标准加入法进行测定,并以原子吸收工作站处理实验数据和图表,自动打印实验报告,适用于工厂实验室快速分析,特征浓度为10.7μg/mL,1%检出极限为0.567μg/mL,回收率98.4%,对江苏省徐州天嘉使用化工有限公司生产的4种型号的食品保鲜剂中钾元素含量进行了测定。
3原子吸收光谱法在环境分析中的应用
常见环境污染物被称作“三废”:废水、废渣、废气。其中,废水和废渣中较为常见重金属离子或有毒非金属离子的污染,又以工业废水情况最为严重。原子吸收光谱法对于微量元素尤其是金属元素的分析的高灵敏度高准确度使该技术在环境分析中得到了广泛应用。
重金属污染中,铅,镉是主要无机污染元素,具有累积性,不可逆转性,尤其随着食物链的增长,累积性会产生非常大的影响。铅中毒可能导致多动症等,而镉中毒则可能引起肾脏功能衰竭,骨软化症等。李燕群[8]综述了今年来原子吸收光谱法在重金属元素铅,镉分析中的应用进展,从样品预处理、分离富集、测定方法等方面进行了归纳和评述,提出以提高方法的选择性,简化样品前处理过程,简便快捷的分离富集技术为发展方向,与其他技术联用的原子吸收光谱法的拓展研究。
蒋小燕[9]建立了流动注射在线过滤-火焰原子吸收分光光度法间接测定水中氯离子得方法。以氯离子和过量银离子生成氯化银沉淀反应为基础,用硝酸钠为絮凝剂,间接测定水中氯离子,将流动注射在线过滤与火焰原子吸收分光光度法联用,提高了方法效率,增加了灵敏度,减少干扰及试剂、样品消耗量,富集分离效率也大大提高。此方法精密度为0.26%,对环境水样进行氯含量测定,回收率为105.3%。
4原子吸收光谱法在元素形态分析及其他方面的应用
元素形态是指元素存在的具体形式。元素不同形态的化学生物性质和毒性差别很大。如,砷的化合价及在自然界中的存在形式多种多样,几乎存在于所有物质中,都具有强烈的毒性和致癌性,一般有亚砷酸As ( ? ) 、砷酸As ( ?) 、一甲基胂酸(MMA ) 、二甲基胂酸(DMA ) 、砷甜菜碱(AsB ) 和砷胆碱(AsC ) , 此外还有砷糖、砷脂类化合物等[10]。因此,不管是在临床研究还是环境样品,食物中,对砷形态的检测都很有必要。
元素形态分析已经成为原子吸收光谱法发展的一个热点,秦向东[10]综述了今年来原子吸收光谱法在砷元素形态分析方面的应用进展,包括化学法分析砷元素形态、氢化物法分析砷元素形态和色谱-原子吸收光谱法联用分析砷元素形态。例如:李勋[ 11 ]等采用电化学氢化物发生与原子吸收光谱联用技术有效地实现了无机砷的形态分析。对试验参数和干扰情况进行了研究。As ( ? ) 和As( ?) 检出限分别为0. 2 μg /L 和0. 4 μg /L , 对砷量为2 0μg /L 的条件下作了方法的精密度试验, 测定结果的相对标准偏差( n = 6 ) 对As ( ? ) 为1. 9%和对As ( ? )为3. 1% ,并应用此方法分析了人发标准物质中的总砷量。
此外,原子吸收还在其他多方面得到广泛应用,如,徐景峰等[12]采用火焰原子吸收法测定钢铁中锰、铬、镍、铜的含量。讨论了酸度对检测的影响,用标准曲线法分析,实际样品监测回收率在93.7%-105%。张桂芳等[13]采用石墨炉原子吸收光谱法测定海产品种微量钼,探讨了适合的仪器工作条件,升温程序等仪器参数,测得钼的浓度在0-80ng/mL的范围内呈良好的线性关系,检出限3.5ng/mL,RSD?3.2%。
5 结论
原子吸收光谱法在药物分析,食品分析,环境分析,元素形态分析等方面由于其灵敏度,专属性等优势,得到了广泛应用,无论是仪器组成,还是分析方法本身,都得到了很快发展,然而其选择性、分析速度等方面还需进一步探讨,尤其是与其他分析方法的联用,有待进一步发展,以进一步拓宽其应用领域,从而展现出广阔的前景。
参考文献
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范文四:原子吸收光谱及其中药分析中的应用
原子吸收光谱及其中药分析中的应用
摘要 :文献主要综述了原子吸收光谱法的原理、 测定技术、 特点及其 在中药分析中的应用 。
关键词 :原子吸收光谱法;中药分析;应用研究
1. 原子吸收光谱分析概述
原子吸收光谱分析 (Atomic Absorption Spectrometry, AAS)是基于蒸汽中 的基态原子对特征电磁辐射的吸收来测定试样中该元素含量的方法。
1.1 原子吸收光谱分析方法的历史发展
18世纪,武郎斯顿和福劳和费就观察到太阳光谱中的原子吸收谱线。 1929年瑞典农学家 Lwndegardh 用空气 -乙炔火焰,气动喷雾摄谱法进行火焰光度分 析。 1955年由澳大利亚物理学家 Walsh 和 荷兰科学家 Alkemade 发明了原子 吸收光谱分析技术,并用于化学物质的定量分析。 1976年以来,由于微电子技 术的发展使原子吸收技术的应用不断进步, 衍生出了石墨炉原子化技术、 塞曼效 应背景校正等先进技术, 尤其在临床检验、 环境保护、 生物化学等方面应用广泛。 1.2 原子吸收光谱分析的特点
原子吸收光谱法的特点在于测定的是特定谱线的吸收, 在实验条件下, 由于 原子吸收线的数量大大少于原子发射线, 所以谱线重叠几率小, 光谱干扰少, 因 此原子吸收光谱法灵敏度比较高。 此外, 原子吸收法光谱法比原子发射光谱法具 有更佳的信噪比,这是由于激发态原子的温度系数显著大于基态原子。
2. 原子吸收光谱分析基本原理
2.1 原子吸收线和原子发射线
电子从基态跃迁到能量最低的激发态 (称为第一激发态 ) 时要吸收一定频率
的光, 这种谱线称为共振吸收线; 当它再跃迁回基态时, 则发射出同样频率的光
(谱线 ) ,这种谱线称为共振发射线 (它们都简称共振线 ) 。
2.2 原子吸收线的形状
原子吸收光谱线线宽约为 0.001nm ;原子发射光谱线线宽约为 0.0005nm.
因此, 光谱测定的特征谱线会有区别:例如测定元素 Al 的吸收分析线波长为 3093, 发射分析线波长 3961。
所得曲线为原子吸收线的谱线轮廓。 原子吸收线轮廓以原子吸收谱线的中心
频率 v 0(或中心波长)和半宽度 Δν表征。 Iv 代表透过光强, v 为频率, K 0称
为峰值吸收系数或中心吸收系数。
2.3 引起吸收线变宽的因素
a 、自然宽度,用 ΔνN 表示; b 、多普勒变宽,用 ΔνD 表示;
c 、压力变宽(包括劳伦兹变宽和赫鲁玆克变宽),分别用 ΔνL 和 ΔνR 表示。
d 、场致变宽等其它因素变宽。
它们之间的关系式为:ΔV T =[ΔV D 2
(ΔV L +ΔV R +ΔV N ) 2 ]?
2.4 积分吸收和峰值吸收
从理论上可以得出,积分吸收与原子蒸气中吸收辐射的原子数成正比。
数学表达式为:∫ K v dv =πe 2
N 0f/mc(e 为电子电荷; m 为电子质量; c 为光速;
N 0为单位体积内基态原子数; f 为振子强度, 即能被入射辐射激发的每个原子的 平均电子数,它正比于原子对特定波长辐射的吸收几率)
在吸收线轮廓内, 吸收系数的值会随吸收光子的波长变化而变化, 要表示原 子蒸气吸收的全部能量, 就必须在吸收线所在的波长区间进行积分运算, 所得结 果简称为积分吸收值。 公式表明:积分吸收值与单位原子蒸汽中吸收辐射的基态 原子数呈简单的线性关系, 实际工作中要求测定的是待测元素的浓度, 此浓度与 吸收辐射的原子总数成正比关系 , 所以, 在一定的实验条件下 (一定的原子化率 和一定的火焰宽度),吸光度与试样中待测元素的浓度成正比,即 A=K′ C ,此 为原子吸收分光光度分析的理论基础。
3. 原子吸收分光光度计
3.1 原子吸收光谱仪的结构:原子吸收光谱仪又称原子吸收分光光度计, 由光源、 原子化器、单色器和检测器四部分组成。
分类:从分光器的构型又分为单光束型和双光束型两种。 从原子化器的构型不同 又分为火焰型和电热型两种。
3.2 对光源的基本要求:发射的共振辐射的半宽度要明显小于吸收线的半宽度 (锐线光源 ) ;辐射的强度大;辐射光强稳定,背景小,使用寿命长等。
空心阴极灯是符合上述要求的理想光源,应用最广:
空极阴极灯的发光强度与工作电流有关。 使用灯电流过小, 放电不稳定; 灯 电流过大,溅射作用增强,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。因此在实际工作中应选择合适的工作电流。 3.3原子化器
3.3.1 火焰原子化器
火焰原子化法中, 常用的是预混合型原子化器它是由雾化器、 雾化室和燃烧 器三部分组成。 用火焰使试样原子化是目前广泛应用的一种方式。 它是将液体试
样经喷雾器形成雾粒,这些雾粒在雾化室中与气体(燃气与助燃气)均匀混合, 除去大液滴后,再进入燃烧器形成火焰。此时,试液在火焰中产生原子蒸气。适 用于测定易原子化的元素 , 是原子吸收光谱法应用最为普遍的一种 , 对大多数 元素有较高的灵敏度和检测极限 , 且重现性好 , 易于操作 [1]。
3.3.2 火焰的基本特性
a. 燃烧速度 燃烧速度是指由着火点向可燃烧混合气其它点传播的速度。 它影响 火焰的安全操作和燃烧的稳定性。 要使火焰稳定, 可燃混合气体的供应速度应大 于燃烧速度。但供气速度过大,会使火焰离开燃烧器,变得不稳定,甚至吹灭火 焰;供气速度过小,将会引起回火。
b. 火焰温度 不同类型的火焰,其温度不同 (典型火焰为:乙炔 -空气 2300度、 乙炔 -笑气 2900度 ) 。
c. 火焰的燃气和助燃气比例 按火焰燃气和助燃气比例的不同, 可将火焰分为三 类:化学计量火焰 (中性火焰 )、富燃性火焰和贫燃性火焰。
化学计量火焰 燃气与助燃气之比与化学反应计量关系相近,又称为中性火焰。 富燃火焰 燃气大于化学计量的火焰。 又称还原性火焰。 火焰呈黄色, 层次模糊, 温度稍低,火焰的还原性较强,适合于易形成难离解氧化物元素的测定。
贫燃火焰 又称氧化性火焰, 即助燃比大于化学计量的火焰。 氧化性较强, 火焰 呈蓝色,温度较低,适于易离解、易电离元素的原子化,如碱金属等。
乙炔 -空气火焰是原子吸收测定中最常用的火焰,该火焰燃烧稳定,重现性 好,噪声低,温度高,对大多数元素有足够高的灵敏度,但它在短波紫外区有较 大的吸收; 氢 -空气火焰是氧化性火焰, 燃烧速度较乙炔 -空气火焰高, 但温度较 低,优点是背景发射较弱,透射性能好;乙炔 -一氧化二氮火焰的优点是火焰温 度高,而燃烧速度并不快,适用于难原子化元素的测定,用它可测定 70多种元 素。
3.3.3 无火焰原子化器 火焰原子化器仅有约 10%的试液被原子化, 而约 90%的 试液由废液管排出。因而灵敏度较低。无火焰原子化装置可以提高原子比效率, 使灵敏度增加 10~200倍。
无火焰原子化装置有多种:电热高温石墨管、石墨坩埚、石墨棒、钽舟、镍 杯、高频感应加热炉、空心阴极溅射、等离子喷焰、激光等。
无火焰原子化器常用的是石墨炉原子化器。 石墨炉原子化法的过程是将试样 注入石墨管中间位置,用大电流通过石墨管以产生高达 2000~3000℃的高温使试 样经过干燥、 蒸发和原子化。 该法一种是利用热解作用 , 使金属氧化物解离 , 它适 用于有色金属、碱土金属 [ 2- 5];另一种是利用较强的碳还原气氛使一些金属氧化 物被还原成自由原子 , 它主要针对于易氧化难解离的碱金属及一些过渡元素。 另 外 , 石墨炉原子化又有平台原子化和探针原子化两种进样技术 , 用样量都在几个 微升到几十微升之间 , 尤其是对某些元素测定的灵敏度和检测限有极为显著的 改善 [ 6]。
石墨炉的基本结构包括:石墨管(杯)、炉体(保护气系统)、电源等三部 分组成。工作是经历干燥、灰化、原子化和净化等四个阶段,即完成一次分析过 程。
为防止石墨的高温氧化作用, 减少记忆效应, 保护已热解的原子蒸气不在被氧化, 可及时排泄分析过程中的烟雾, 因此在石墨炉加热过程中 (除原子化阶段内内气 路停气之外)需要有足量(1~2升 /分)的惰性气体作保护。通常使用的惰性气 体主要是氩气、氮气。整个炉体有水冷却保护装置,如水温为 200℃ 时,水的流 量 1~2升 /分,炉子切断电源停止加热,在 20~30秒内,即可冷却到室温。 3.3.4 其它原子化法:低温原子化法又称化学原子化法, 其原子化温度为室温至 摄氏数百度。常用的有汞低温原子化法及氢化物原子化法。
汞低温原子化法:汞在室温下,有一定的蒸气压,沸点为 357℃ 。只要对试 样进行化学预处理还原出汞原子,由载气(Ar 或 N 2)将汞蒸气送入吸收池内测 定。
氢化物原子化法:对某些易形成氢化物的元素 , 如 Sb 、 As 、 Bi 、 Pb 、 S e、 Te 、 Hg 和 Sn 用火焰原子化法测定时灵敏度很低 , 若采用在酸性介质中用硼氢化 钠处理得到氢化物 , 可将检测限降低至 ng/mL 级的浓度 [ 7-9]。
3.4 分光系统
单光束光路的特点:简单、价廉、维修方便、用方波供电方式可消除光源波 动的影响,满足一般分析要求。但背景无法进行精确校正。
双光束光路的特点:精密、价高、能较彻底消除背景的干扰,稳定性好,满 足高精度分析要求,便于接石墨炉原子化或其它原子化器,灵活性好。
3.5 检测系统:光电倍增管、微电流放大器、对数转换电路、数模转换电路及信 息采集、显示器组成。
4. 原子吸收定量分析方法及干扰因素
4.1 标准曲线法
配制一组含有不同浓度被测元素的标准溶液, 在与试样测定完全相同的条件 下, 按浓度由低到高的顺序测定吸光度值。 绘制吸光度对浓度的校准曲线。 测定 试样的吸光度,从校准曲线上用内插法求出被测元素的含量。
4.2 标准加入法
分取几份相同量的被测试液, 分别加入不同量的被测元素的标准溶液, 其中 一份不加被测元素的标准溶液, 最后稀释至相同体积, 使加入的标准溶液浓度为 0, C S 、 2C S 、 3C S ?,然后分别测定它们的吸光度,绘制吸光度对浓度的校准曲 线,再将该曲线外推至与浓度轴相交。交点至坐标原点的距离 Cx 即是被测元素 经稀释后的浓度。
4.3 原子吸收定量分析干扰因素:原子吸收光谱法的主要干扰有物理干扰、 化学 干扰、光谱干扰、电离干扰、和背景干扰等。
4.3.1 物理干扰
物理干扰是指试液与标准溶液物理性质有差异而产生的干扰。 如粘度、 表面 张力或溶液的密度等的变化, 影响样品的雾化和气溶胶到达火焰传送等引起原子 吸收强度的变化而引起的干扰。
消除办法:配制与被测试样组成相近的标准溶液或采用标准加入法。 若试样 溶液的浓度高,还可采用稀释法。
4.3.2 化学干扰
化学干扰是由于被测元素原子与共存组份发生化学反应生成稳定的化合物, 影响被测元素的原子化,而引起的干扰。消除化学干扰的方法:
a. 选择合适的原子化方法:提高原子化温度,减小化学干扰。使用高温火焰或 提高石墨炉原子化温度, 可使难离解的化合物分解。 采用还原性强的火焰与石墨 炉原子化法,可使难离解的氧化物还原、分解。
b. 加入释放剂:释放剂的作用是释放剂与干扰物质能生成比被测元素更稳定的 化合物,使被测元素释放出来。
c. 加入保护剂:保护剂作用是它可与被测元素生成易分解的或更稳定的配合物, 防止被测元素与干扰组份生成难离解的化合物。保护剂一般是有机配合剂。 d. 加入消电离剂:消电离剂是比被测元素电离电位低的元素,相同条件下消电 离剂首先电离,产生大量的电子,抑制被测元素的电离。
e. 缓冲剂:于试样与标准溶液中均加入超过缓冲量 (即干扰不再变化的最低限量 ) 的干扰元素。
f. 加入基体改进剂:对于石墨炉原子化法, 在试样中加入基体改进剂, 使其在干 燥或灰化阶段与试样发生化学变化, 其结果可以增加基体的挥发性或改变被测元 素的挥发性,以消除干扰。
4.3.3 光谱干扰
光源在单色器的光谱通带内存在与分析线相邻的其它谱线 , 可能有下述两种情况: 4.3.3.1 与分析线相邻的是待测元素的谱线:这种情况常见于多谱线元素 (如 Ni 、 Co 、 Fe) 。减小狭缝宽度可改善或消除这种影响。
4.3.3.2 与分析线相邻的是非待测元素的谱线。
如果此谱线是该元素的非吸收线, 同样会使欲测元素的灵敏度下降, 工作曲 线弯曲;如果此谱线是该元素的吸收线,而试样中又含有此元素时,将产生“假 吸收”,产生正误差。这种干扰主要是由于空心阴极灯的阴极材料不纯等,且常 见于多元素灯。 若选用具有合适惰性气体, 纯度又较高的单元素灯即可避免干扰。 4.3.3.3 空心阴极灯中有连续背景发射
主要来自灯内杂质气体或阴极上的氧化物。 连续背景的发射不仅使灵敏度降 低, 工作曲线弯曲, 而且当试样中共存元素的吸收线处于连续背景的发射区时有 可能产生假吸收。 因此不能使用有严重连续背景发射的灯。 灯的连续背景发射是 由于灯的制作不良,或长朗不用而引起的。可将灯反接,并用大电流空点,以纯 化灯内气体,经过这样处理后,情况可能会改善。否则应更换新灯。
4.3.3.4 与共存元素的光谱线重叠引起的干扰
可选用待测元素的其它光谱线作为分析线,或者分离干扰离子来消除。 4.3.3.5 与原子化器有关的干扰
a. 原子化器的发射(来自火焰本身或原子蒸气中待测元素的发射)
当仪器采用调制方式进行工作时, 这一影响可得到减免。 如果干扰仍然存在, 则可适当增加灯电流 , 提高光源发射强度来改善信噪比。
b. 背景吸收 (分子吸收 )
来自原于化器 (火焰或无火焰 ) 的一种光谱干扰。 它是由气态分子对光的吸收 以及高浓度盐的固体微粒对光的散射所引起的。 它是一种宽频带吸收, 包括火焰 本体吸收、金属盐颗粒吸收、光散射损失。
消除背景吸收, 可采用下述几种办法:因为背景吸收是宽频带吸收, 因此若 有可能,可以吸收测量与分析线邻近的非吸收线的吸收(即背景吸收),再从分 析线的总吸收中扣除非吸收线的吸收, 这就校正了背景吸收的影响; 用与试样溶 液有相似组成的标准溶液来校正;用分离基体的办法来消除影响。
4.4 背景校正方法有氘灯校正法与塞曼效应校正法
5. 原子吸收测定条件及灵敏度、特征浓度及检出限
5.1 原子吸收测定条件有:分析线的选择; 空心阴极灯电流选择; 火焰类型的选 择;燃烧器高度的选择;狭缝宽度的选择。
5.2 灵敏度、特征浓度及检出限
5.2.1 灵敏度及特征浓度
当待测元素的浓度 c 或质量 m 改变一个单位时,吸光度 A 的变化量。在 AAS 中,常用特征浓度或特征质量来表示灵敏度。
特征浓度:产生 1%的吸收或 0.0044吸光度值时溶液中待测元素的质量浓度
(ug.mL -1
/1%)或质量分数 (ug.g
-1
/1%).
C0 = CX ×0.0044 / A (ug.cm -3 )
C X 表示待测元素的浓度; A 为多次测量的吸光度值。
特征质量:产生 1%的吸收或 0.0044吸光度值时溶液中待测元素的质量 (g/1%) m0 = 0.0044/S = 0.0044m/A·S (Pg 或 ng )
检出限:产生一个能够确证在试样中存在某元素的分析信号所需要的该元素 的最小含量,绝对检出限则用 m 表示。 检出限比灵敏度具有更明确的意义,它
考虑到了噪声的影响,并明确地指出了测定的可靠程度。由此可见,降低噪声, 提高测定精密度是改善捡测极限的有效途径。
5.3 灵敏度的影响因素:
5.3.1 待测元素本身的性质:如难熔元素的灵敏度比普通元素灵敏度要低得多。 5.3.2 测定仪器的性能 :如单色器的分辨率、光源的特性、检测器的灵敏度等。
5.3.3 实验因素的影响:如雾化器效率等。
6. 原子吸收光谱法在中药分析中的应用
6.1 原子吸收光谱法在药品微量元素分析中的应用 [10]
6.1.1 微量元素的形态分析
在药品分析中, 药品内所含的微量元素直接影响到药品的治疗效果, 也受药 品中微量元素形态的影响。 因为, 在不同形态下元素的化合价不同, 从而导致药 物的络合状态、 作用靶位环境、 亲脂性和生物活性等都不一样, 进而表现出不同 的药效。由此可见,对药品中元素进行详细研究具有积极的意义。
例如, 采用原子吸收光谱法模拟中药水煎液中锌形态对人体胃肠的影响, 可 以先测定多味中药及其水煎液中锌、 水煎液中水溶态锌、 醇溶态锌的含量, 最终 将所测的结果进行对比分析, 得出精确的测量结果。 测量数据表明, 中药中锌的 形态、配伍情况与人体胃肠的酸度有关,同时,中药中锌的水煮溶出率较低,对 中药中锌的溶出率及水煎液中锌的形态影响较大。
6.1.2 微量元素的含量分析
药品中微量元素的含量与药品的药效有直接的关系, 在很大程度上决定了药 品的治疗效果, 同时也是原子吸收光谱法在药品分析中应用最早的领域。 随着人 们生活水平的提高, 人们越来越关注自身的身体健康状况, 与人体健康有关的微 量元素的分析研究日益受到人们的重视。 现代医学研究表明, 在药品药效发挥过 程中, 微量元素的协同作用不可忽视, 微量元素的分析是提高药效的保障。 因为, 研究和测定药物中的常见元素, 不仅可为药品药理作用的研究提供基础数据, 也 能为药品疗效的鉴定提供依据。
例如, 梁淑轩等人采用 HNO3:HCLO4之比为 4:1混酸消化, 采用原子吸收光 谱法同时测定了杜仲、银杏、绞股蓝成熟青叶中的 Ge 、 Se 、 Zn Cu 、 Mn 、 Fe等几种微量元素, 该方法能够方便快捷地测出微量元素的种类和含量。 实验结果
表明杜仲、银杏及绞股蓝成熟青叶中 Zn 、 Cu 、 Fe、 Mn含量都较为丰富,尤其 是绞股蓝中的 Ge, 银杏叶中的 Se 含量较高。
6.2 原子吸收光谱法分析药品中的有机成分
除了药物中微量元素的测定和形态分析之外, 采用原子吸收光谱法还可以测 定药品中的有机成分, 确定药品中有机成分的种类和含量。 然而, 对于药品中有 机成分的确定大多数采用间接测定法。 例如, 张雨靑等人在滤液中加入过量的氯 化钾并利用四苯硼钠沉淀硫酸阿托品沉淀剩余的四苯硼钠, 进而测定钾的余量来 间接反映出硫酸阿托品的含量。这种测量方法有效、简单、快速、准确度较高, 相对标准偏差为 1.1%左右,回收率在 97%~101%之间,可以进一步推广到其他药 品中测定有机物含量的应用。
如, 宋雅茹等人通过用火焰原子吸收光谱法测定沉淀中的锌, 并根据盐酸环 丙沙星与 Zn(SCN)2-4 反应生成离子缔合物沉淀的特点, 可间接测定环丙沙星的 浓度,检出限为 2.9X10-5mol/L。该方法不仅能够避免其他测定方法中需要配制 标准样品的麻烦,还可以级大地提高测量精度和测量效率。
6.3 杂质限定
杂质限定是药品制造过程中的重要步骤, 因为, 在制造过程中由于药品原材 料、催化剂、试剂以及设备及容器的污染,而引进其他非药品成分的元素,甚至 包含有金属离子杂质, 从而影响到药品的治疗效果。 因此, 对于原料及制剂中的 金属杂质以及有害元素进行限量测定对于用药的安全性具有重要意义。 如, 羧苄 青霉素钠, 钯是合成过程中的催化剂, 作为一种半合成青霉素, 采用自动背景校 正可测定药物中的钯,因为其波长为 247.6mm 。因此,链霉素在制备过程中可采 用标准加入法测定其含量, 对于测定易受硅的污染可以选用氯化亚氮 /乙炔火焰。 有关药品中砷的测定,通常需要较高的灵敏度,并且准确度也要去比较高。 因为砷的出现严重影响到药品的治疗效果, 只有详细, 准确地反映出药品中砷的 含量才能为药品分析和制造提供数据支持, 此时, 可采用石墨炉原子化法进行测 定。 Kovar 等人将样品用 w=65%的硝酸于 170摄氏度至 180摄氏度加热消解,再 加入氨水和硝酸镧,于石墨炉中在 193.7mm 波长处可测定 10ng~200ng范围内的 砷。铅用空气 /乙炔火焰原子吸收光谱法测定即可满足所需灵敏度。
总结
综上所述, 原子吸收光谱法自其创建以来, 在基础理论和实验技术等方面都 在不断发展和完善。 原子吸收光谱法在药品分析中的应用非常广泛, 并且取得了 显著进展, 有着广阔的应用前景。 然而, 随着人们对药品制造行业的要求越来越 高, 使得原子吸收光谱法在药品分析中的应用将会面临着许多限制和挑战, 需要 人们不断进取, 充分利用当今先进的科学技术, 切实地提高原子吸收光谱法在药 品分析中的应用效率,进而推动药品行业的发展。
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范文五:原子吸收光谱法在环境分析中的应用
#环境监测#
原子吸收光谱法在环境分析中的应用
武银华
(江苏盐城技师学院,盐城 224002)
摘要:
环境分析是原子吸收光谱法(AAS)的主要应用领域,该技术在国内外发展很快。本文评述了近年来
AAS在环境形态分析及环境监测方面的应用进展。
关键词:原子吸收光谱法;环境分析;元素形态;应用中图分类号:X830.2文献标识码:A文章编号:1007-0370(2009)02-0093-03
APPLICATIONOFENVIRONMENTALANALYSISOF
ATOMICABSOROTIONSPECTROMETRY
INENVIRONMENTALANALYSIS
WUYinhua
(YanChengcityTechnicianCollegeofJiangSu,YanCheng 224002)
Abstrac:tTheenvironmentalanalysisismainapplicationfieldforatomicabsorptionspectrometry(AAS),thistechnologyaredevel2
opedquicklyathomeandabroad.TherecentapplicationprogressesofAASinthefieldsofenvironmentalformanalysisandenvironmentalmonitoringareevaluated.
micabsorptionspectrometry; environmentalanalysis; elementform; applicationKeywords:ato
前言
原子吸收光谱法(atomicabsorptionspectrometry,AAS)是根据基态原子对特征波长光的吸收,测定试样中待测元素含量的分析方法,简称原子吸收分析法1955年沃尔什(A.walsh)
[2]
[1]
原子吸收光谱法在环境领域中的应用始于六十年代。AAS分析元素形态的方法,大致可分为3类:化学法、氢化物发生法和色谱-原子吸收光谱联用法。1.1 化学法
化学法分析元素形态,是基于元素的不同形态有着不同的化学特性,用适当的方法提取与分离元素的不同形态分别进行测定,获得试样中元素不同形态的含量。在环境污染物-化学形态分析中,使用的分离富集方法涉及了萃取、共沉淀、离子交换等,它们与AAS,AFS及ICP-AES等原子光谱分析技术结合,推动了化学形态分析的不断发展。梁立娜等总结了近10年来
。
奠定了原子吸收光谱法
(AAS)的理论基础后,AAS以其设备简单、操作方便、灵敏度高、特效性好、快速准确等优点,在地质、冶金、机械、化工、农业、食品、轻工、生物医药、环境保护、材料科学等各个领域内获得广泛的应用。
1 AAS在环境形态分析中的应用
收稿日期:2008-08-21
作者简介:武银华(1967-),女,高级讲师,硕士,主要从事环境化学的应用研究1
)93)
萃取技术在有机汞、有机锡和有机砷化合物形态分析中的应用
[3]
2.2.1 沉淀反应法 本法是将待测组分与一适当浓度的阳离子溶液反应生成沉淀,测定沉淀溶解液中(或滤液中)的可测元素,从而间接确定待测组分的含量。为使沉淀完全,阳离子必须过量。在沉淀反应完成后吸取上层清液直接用AAS测定溶液中过量的金属离子。该法简单快速,较为常用,缺点是样品中非被测物也发生沉淀反应而常引起干扰。该法可间接测定SO4、Cl及农药废水中的有机硫、磷等。
2--
。张勇
[4]
等用苯乙烯强碱型阴离子交换树
脂对环境水样中Cr(?)和总Cr进行了测定。1.2 氢化物发生原子吸收法(HG-AAS)
氢化物发生原子吸收光谱分析法(hydridegenera2tion-atomicabsorptionspectrometry,HG-AAS)是测定Ge、Sn、Pb、As、Sb、B、iSe、Te等元素的重要方法。1969年W.Holak首次采用Zn-HCl体系产生AsH3,空气[5]
-乙炔火焰测定As,检出限为0.04Lg。1973年E.J.Kundson[6]
等开发氢化物发生-石墨炉原子吸收光谱法(HG-GfAAS)。2002年M.C.Villa-Lojo[7]
以K2S2O8为氧化剂微波消解样品,用氢化物发生法测定鱼组织中的各种形态的砷,检出限是0.3~1.1ng。氢化物发生SbH3是测定Sb最灵敏的方法,可分析Sb的形态
[8]
。
1.3 色谱-原子吸收光谱联用
色谱-原子吸收光谱联用综合了色谱的高分离效率与原子吸收光谱检测的专一性和高灵敏度的优点,是分析元素形态最有效的方法之一。1974年D.A.Se2gar[9]
首次使用GC-GFAAS测定汽油中有机铅化合物。1976年J.C.Vanloon
[10]
和B.Radziuk
[11]
首先提
出用石英炉作为色谱-原子吸收光谱联用装置的检测器,开发了GC-QFAAS。色谱-原子吸收光谱联用获得相当快速的发展,现已成为AAS分析元素形态的有效方法。文献[12]概述了色谱-AAS联用技术在环境分析中的应用,总结了GC-AAS装置分离挥发性有机金属和有机类金属化合物的预富集程序和仪器的连接。徐芳
[13]
等对用各种联用技术进行硒化物形态分析
有过较系统全面的综述。
2 间接AAS法在环境监测中的应用
2.1 测定原理
间接原子吸收光谱法是基于被测物与一种或几种其它物质(其中之一应是易被原子吸收光谱法测定的金属元素)进行定量的化学反应,并在金属的原子吸收和被测物浓度之间建立起关系。其应用依赖于所采用的化学反应能否保证对被测物的选择性,化学反应的选择性愈好,方法对测定被测物的选择性也就愈好。2.2 测定方法)
94)
沉淀经定量分离和溶解后可测定沉淀物中的金属离子,此法加入的金属离子量不必很准确,但操作较繁琐。可间接测定SO2-4、有机磷等。
2.2.2 络合反应法 本法是将样品中某些阴离子与一种或两种试剂反应,形成一个带电荷的金属络合物或中性的离子络合物或离子对缔合物,经过滤或液-液萃取分离后,用原子吸收光谱法测定络合物中的金属离子,从而间接确定这些无机阴离子的含量。文献[14]报道了通过加入Cu2+
络合水中EDTA,经溶剂提取后测定铜的原子吸收。
马亚军等[15]
基于原花青素能与醋酸铜发生络合反
应提出了间接测定葡萄籽提取物中原花青素的原子吸
收光谱法。
陈耀祖等
[16]通过形成黄原酸铜,经氯仿萃取,再用
无机酸反萃取,AAS测定铜,间接测定脂肪仲胺。类似地还可测定水中CN-
等。该法的特点是简单、快速、灵敏。
2.2.3 氧化还原反应法 本法是利用待测物与金属离子发生氧化还原反应生成金属沉淀物,用硝酸溶解沉淀物后,再用原子吸收光谱法测定,或者测定未反应的过量金属离子。文献[16]报道了以CuSO4-NaCO3和柠檬酸钠为试剂与还原糖反应,收集Cu2O沉淀,用硝酸溶解,AAS测定沉淀物的铜,间接测定还原糖。文献[17]报道了通过测定未反应的过剩Cu2+
,间接测定水中A-氨基酸。也有文献[18]报道用KBrO3-KBr溶液溴化反应,用KI处理过量的溴,用抗坏血酸还原环已烷提取液中的I2后,再用MIBK萃取在酸性介质中生成的Cd与I-络合物,AAS测定Cd,间接测定水中苯酚。
氧化还原反应法的选择性一般不是很好,因为需要完全除去其它的氧化物或者还原剂非常困难。
4 结语
原子吸收光谱法在环境分析中的应用取得了不少成果,但在应用范围上还有待扩大,污染物的化学形态研究上尚待深入,高灵敏度、高选择性、快速、准确、实用的分析方法探讨仍是需要的。总之,原子吸收光谱法因具有其它方法所不能比拟的优势,在环境样品分析中展现了广阔的前景。
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