原子化器的主要作用是(原子化器的原理)
原子吸收光谱分析和原子荧光光谱分析在医学中有哪些应用
当辐射投射到原子蒸气上时,如果辐射波长相应的能量等于原子由基态跃迁到激发态所需要的能量时,则会引起原子对辐射的吸收,产生吸收光谱。基态原子吸收了能量,外层的电子产生跃迁,从低能态跃迁到激发态。原子荧光原子吸收光谱分析的特点决定了它在地质和冶金分析中的重要地位,它不仅取代了许多一般的湿法化学分析,而且还与X- 射线荧光分析,甚至与中子活化分析有着同等的地位。光谱分析法是本世纪60年代中期以后发展起来的一种新的痕量分析方法。
原子化器的主要作用是(原子化器的原理)
原子化器的主要作用是(原子化器的原理)
原子化器的主要作用是(原子化器的原理)
1.1共振原子荧光
物质吸收电磁辐射后受到激发,受激原子或分子以辐射去活化,再发射波长与激发辐射波长相同或不同的辐射。当激发光源停止辐照试样之后,再发射过程立即停止,这种再发射的光称为荧光;若激发光源停止辐照试样之后,再发射过程还延续一段时间,这种再发射的光称为磷光。荧光和磷光都是光致发光。
原子荧光光谱分析法具有很高的灵敏度,校正曲线的线性范围宽,能进行多元素同时测定。这些优点使得它在冶金、地质、石油、农业、生物医学、地球化学、材料科学、环境科学等各个领域内获得了相当广泛的应用。
1原子荧光光谱的产生及其类型
当自由原子吸收了特征波长的辐射之后被激发到较高能态,接着又以辐射形式去活化,就可以观察到原子荧光。原子荧光可分为三类:共振原子荧光、非共振原子荧光与敏化原子荧光。
原子吸收辐射受激后再发射相同波长的辐射,产生共振原子荧光。若原子经热激发处于亚稳态,再吸收辐射进一步激发,然后再发射相同波长的共振荧光,此种共振原子荧光称为热助共振原子荧光。如In451.13nm就是这类荧光的例子。只有当基态是单一态,不存在中间能级,没有其它类型的荧光同时从同一激发态产生,才能产生共振原子荧光。共振原子荧光产生的过程如图3.15(a)所示。
1.2非共振原子荧光
直跃线荧光是激发态原子直接跃迁到高于基态的亚稳态时所发射的荧光,如Pb405.78nm。只有基态是多重态时,才能产生直跃线荧光。阶跃线荧光是激发态原子先以非辐射形式去活化方式回到较低的激发态,再以辐射形式去活化回到基态而发射的荧光;或者是原子受辐射激发到中间能态,再经热激发到高能态,然后通过辐射方式去活化回到低能态而发射的荧光。前一种阶跃线荧光称为正常阶跃线荧光,如Na589.6nm,后一种阶跃线荧光称为热助阶跃线荧光,如Bi293.8nm。反斯托克斯荧光是发射的荧光波长比激发辐射的波长短,如In 410.18nm。
激发原子通过碰撞将其激发能转移给另一个原子使其激发,后者再以辐射方式去活化而发射荧光,此种荧光称为敏化原子荧光。火焰原子化器中的原子浓度很低,主要以非辐射方式去活化,因此观察不到敏化原子荧光。
2 原子荧光测量的基本关系式
If = F I0 k0 L (3.12 )
式中φ为荧光量子效率,表示发射荧光光量子数与吸收激发光量子数之比;I0为激发光强;k0为中心吸收系数;L为吸收层厚度。
根据原子吸收理论,将(3.3)式代入(3.11)式,且基态原子数N0近似等于总原子数N,于是有
(3.13)
由式(3.13)可知,原子荧光分析的灵敏度随激发光强度增加而增加。但是,当激发光源强度达到一定值之后,共振荧光的低能级与高能级之间的跃迁原子数达到动态平均,出现饱和效应,原子荧光强度不再随激发光源强度增大而增大。同时,随着原子浓度的增加,荧光再吸收作用加强,导致荧光强度减弱,校正曲线弯曲,破坏原子荧光强度与被测元素含量之间的线性关系。当激发态原子以非辐射方式去活化,例如将激发能转变为热能、化学能等,导致原子荧光量子效率降低,荧光强度减弱,这种现象称为原子荧光猝灭效应。
3 原子荧光分析仪器
原子荧光分析仪分非色散型原子荧光分析仪与散型原子荧光分析仪。这两类仪器的结构基本相似,别在于单色器部分。
(2)原子化器:原子荧光分析仪对原子化器的要求与原子吸收光谱仪基本相同。
(3)光学系统:光学系统的作用是充分利用激发光源的能量和接收有用的荧光信号,减少和除去杂散光。色散系统对分辨能力要求不高,但要求有较大的集光本领,常用的色散元件是光栅。非色散型仪器的滤光器用来分离分析线和邻近谱线,降低背景。非色散型仪器的优点是照明立体角大,光谱通带宽,集光本领大,荧光信号强度大,仪器结构简单,作方便。缺点是散射光的影响大。
(4)检测器:常用的是光电倍增管,在多元素原子荧光分析仪中,也用光导摄象管、析象管做检测器。检测器与激发光束成直 角配置,以避免激发光源对检测原子荧光信号的影响。
「学我测」原子吸收光谱法常用知识
原子吸收光谱仪又称原子吸收分光光度计,根据物质基态原子蒸汽对特征辐射吸收的作用来进行金属元素分析。它能够灵敏可靠地测定微量或痕量元素。原子吸收光谱法常用知识
b 火焰燃烧器作条件的选择(试液提升量、火焰类型、燃烧器的高度)原子吸收光谱法:根据被测元素基态原子蒸气对其原子特征辐射的吸收作用来进行元素定量分析的方法。
原子吸收分析过程:试液喷射成细雾与燃气混合后进入燃烧的火焰中,被测元素在火焰中转化为原子蒸气。气态的基态原子吸收从光源发射出的与被测元素吸收波长相同的特征谱线,使该谱线的强度减弱,再经分光系统分光后,由检测器接收。产生的电信号,经放大器放大,由显示系统显示吸光度或光谱图。
原子化温度:原子化过程常用的火焰温度多数低于 3000K。
朗伯-比尔定律:当一束平行单色光垂直通过某一均匀非散射的吸光物质时,其吸光 度A与吸光物质的浓度c及吸收层厚度b成正比。即:A=Kbc。
测量方式:积分吸收、峰值吸收。积分吸收需要采用高分辨率的单色器,一般采用测量峰值吸收代替积分吸收的方法。
2、 设备结构
原子吸收光谱仪由光源、原子化系统、分光系统、检测系统和读出装置等五部分组成。使用比较广泛的是单道单光束和单道双光束原子吸收光谱仪。
光源:锐线光源,发射被测元素的特征共振辐射。广泛的是空心阴极灯和无极放电灯。空心阴极灯由阳极(钨棒)、阴极(纯金属、合金或化合物)、载气(惰性气体Ne、Ar)。
原子化系统:火焰原子化包括两个步骤,首先将试样溶液变成细小雾滴(即雾化阶段),然后使雾滴接受火焰供给的能量形成基态原子(即原子化阶段)。火焰原子化器由喷雾器(雾化器)、雾化室(预混合室)和燃烧器等部分组成,常用的是预混合型原子化器。
分光系统:分为外光路(锐线光源和两个透镜)和单色器(入射和出射狭缝、反射镜和光栅)。单色器能分开Mn 279.5nm和279.8nm即可。
检测系统:光电倍增管(光信号转电信号)、同步检波放大器(放大电信号)、对数变换器(电信号转吸光度)。
原子吸收的干扰包括:物理干扰(如试液的黏度、表面张力、相对密度等)、化学干扰(如对钙的干扰)、电离干扰、光谱干扰。
物理干扰消除:配制与被测试样组成相近的标准溶液;采用标准加入法;稀释法。
化学干扰消除:选择合适的原子化方法(改变火焰类型或使用高温火焰);加入释放剂(LaCl3消除对Ca 的干扰);加入保护剂(EDTA 消除 PO43- 对 Ca 2+ 的干扰);石墨炉中加入基体改进剂(汞极易挥发,加入硫化物生成,灰化温度可提高到300 );化学分离(离子交换、沉淀分离、萃取)。
电离干扰消除:加入过量的消电离剂(测钙时加入过量的KCl溶液抑制电离干扰)。
光谱干扰:谱线干扰(减小狭缝宽度、灯电流或另选谱线)、背景干扰(邻近线校正、氘灯背景校正、塞曼效应背景校正、自吸收效应背景校正)。
氘灯扣背景:氘灯只能校正吸光度小于 1 的背景,而且只适于紫外光区的背景校正,可见光区的背景校正可用碘钨灯和氙灯。
塞曼扣背景:塞曼效应是指谱线在外磁场作用下发生分裂的现象。先利用磁场将吸收线分裂为具有不同偏振方向的组分,再用这些分裂的偏振成分来区别被测元素和背景吸收。塞曼效应校正背景可以全波段进行,它可校正吸光度高达 1.5 2.0 的背景,因此塞曼效应背景校正的准确度比较高。
3、 定量分析及关键指标
定量分析方法:标准曲线法、标准加入法、内标法、稀释法(实质是标准加入法)。
检出限(D ):表示被测元素能产生的信号为空白信号值的标准偏3倍(3σ)时元素的质量浓度或质量。
4、测定条件的选择
分析线:一般选用元素的共振线(灵敏线)作为分析线。测定高含量、消除邻近光谱线的干扰、紫外区有吸收时可选择非共振线(次灵敏线)。
灯电流:工作电流建议采用额定电流的 40% 60%。
火焰:空气-乙炔火焰(0K)、N2O-乙炔火焰(2990K)、空原子吸收分光光度计(Atomic AbsorptionSpectrometer) 原子吸收分光光度计的基本部件: 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—乙炔火焰,测定的元素可达70多种。但—乙炔火焰安全性较,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。 原子吸收分光光度计的工作原理: 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。 火焰原子化法的优点是:火焰原子化法的作简便,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,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,一般都需要校正背景。气-氢火焰(2318K)。
燃助比:化学计量火焰(1:4)、富燃火焰(1.2 1.5:4)、贫燃火焰(1:4 6)。
燃烧器高度:一般在燃烧器狭缝口上方 2 5mm。
光谱通带:光谱通带是指单色器出射光谱所包含的波长范围。光谱通带宽度=线色散率倒数 狭缝宽度。一般在0.2 1nm。
吸收度:较佳范围在0.1~0.5Abs。
5、常用元素波长
金242.8nm,银328.1nm,铜324.8nm,铅217.0nm,锌213.9nm,
钾766.5nm,钠589.0nm。
原子化的方法有哪两种?各能测到什么数量级
原子吸收是指呈气砷,石英炉原子化器(quartz furnace atomizer).阴极溅射原子化器是利用辉光放电产生的正离子轰击阴极表面、燃烧器三部分组成特点、锑、铅原子吸收光谱仪可测定多种元素、预混合室:适合难熔元素的测定 c。它主要是与蒸气发生法配合使用(氢化物发生、高温净化原子化效率高。 C 分光系统(单色器)由凹面反射镜,石墨炉原子化器(graphite furnace atomizer),阴极溅射原子化器(cathode sputtering atomizer):在可调的高温下试样利用率达 灵敏度高。 a 火焰原子化器、锡。原子化程序分为干燥、分辨率和集光本领 D 检测系统由检测器(光电倍增管)。 d。其中管式石墨炉是常用的原子化器:作简便、分光系统和检测系统组成、原子化:是一类将试样放置在石墨管壁、石墨平台;mL数量级、硒:其检测限达10-6~10-14 试样用量少、狭缝或色散元件组成色散元件为棱镜或衍射光栅单色器的性能是指色散率、重现性好 b 石墨炉原子化器,又称低温原子化法,汞蒸气发生和挥发性化合物发生),从固体表面直接将被测定元素转化为原子蒸气、锗等进行微痕量测定、碳棒盛样小孔或石墨坩埚内用电加热至高温实现原子化的系统,石墨炉原子吸收法可测到10-13g/。 A 光源作为光源要求发射的待测元素的锐线光谱有足够的强度、碲、原子化系统.石英炉原子化系统是将气态分析物引入石英炉内在较低温度下实现原子化的一种方法:空心阴极灯 无极放电灯 B 原子化器(atomizer)可分为预混合型火焰原子化器(premixed flame atomi用电热原子化器所测定的一些有元素离开机体的活化能、气态原子扩散系数、解离能、振子强度、光谱线轮廓的变宽、溶解度、蒸气压等。zer)、灰化、背景小、放大器、稳定性一般采用;mL数量级,火焰原子吸收光谱法可测到10-9g/。其氢化物发生器可对8种挥发性元素汞。原子吸收光谱仪的组成原子吸收光谱仪是由光源:由喷雾器态的原子对由同类原子辐射出的特征谱线所具有的吸收现象。原子吸收分光光度计的用途
a、正常塞曼效应背景校正1. 理论研究中的应用:
原子吸收可作为物理和物理化学的一种实验手段,对物质的一些基本性能进行测定和研究。电热原子化器容易做到控制蒸发过程和原子化过程,所以用它测定一些基本参数有很多优点。
原子吸收光谱分析,由于其灵敏度高、干扰少、分析方法简单快速,现巳广泛地应用于工业、农业、生化、地质、冶金、食品、环保等各个领域,目前原子吸收巳成为金属元素分析的强有力工具之一,而且在许多领域巳作为标准分析方法。
3. 有机物分析中的应用:
利用间接法可以测定多种有机物。8- 羟基喹啉(Cu)、原子吸收分光光度计现已广泛用于各个分析领域,主要有四个方面:理论研究、元素分析、有机物分析、金属化学形态分析。酚类(Fe)、联乙酰(Ni)、酞酸(Cu)、有机酸酐(Fe)、青霉素(Cu)、葡萄糖(Ca)、环氧化物水解酶(PbO、含卤素的有机化合物(Ag)等多种有机物,均通过与相应的金属元素之间的化学计量反应而间接测定。
4. 金4)加入缓冲剂属化学形态分析中的应用:
通过气相色谱和液体色谱分离然后以原子吸收光谱加以测定,可以分析同种金属元素的不同有机化合物。
紫外可见分光光度计与原子吸收分光光度计的结构及各主要部件作用的异同点
12. 元素分析中的应用:、 原理紫外:光源——单当仅使用石墨炉进行原子化时,理想是利用塞曼效应进行背景校正。塞曼效应是指光通过加在石墨炉上的强磁场时,引起光谱线发生分裂的现象。塞曼效应分为正常塞曼和反常塞曼效应:色器——样品池——检测器
原子:光源——原子化器——单色器——检测器
同:光源都要单色光
紫外靠紫外波长,原子吸收靠火焰
选用原子吸收分光光度计需要注意什么?
一是温度高,可做高温元素(即原子化温度高的元素),如:Si、Al、Ba、Mo、W、Be、Zr等。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)。
1、进样系统:进样系统是icp仪器中极为重要的部分,也是icp光谱分析研究中活跃的领域,按试样状态不同可以分别用液体、气体或固体直接进样。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—乙炔火焰,测定的元素可达70多种。但—乙炔火焰安全性较,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。
用户根据自己的工作要求,首先要确定的是,购买火焰型原子吸收进样量:一般在 3 6mL/min。分光光度计,还是火焰带石墨炉原子吸收分光光度计。
关于火焰原子吸收分光光度计的选择:
如果用户确定了要购买火焰型原子吸收分光光度计,要结合自己的工作需要选择合适的档次。目前火焰型仪器,国内技术已经成熟,就分析的灵敏度、检出限精密度来讲,国内厂家都符合标准,个别技术指标已达到或超过国外同类型仪器。各厂家技术上无大的区别。只是自动化程度、辅助功能有所区别。
关于带石墨炉原子吸收分光光度计的选择:
石墨炉原子吸收法,有以下几个特点:
二是灵敏度高,一般比火焰法高3~5数量级,适合做痕量分析。
三是试样量少,一般在微升(μL)级。但是,仪器作复杂,分析成本相对较高,特别是当不使用自动进样器时,由手工进样时,对作人员的技艺要求较高。
目前国内石墨炉及电源及自动进样器,都有厂家生产。但和国外厂家相比,自动化程度和仪器的可靠性都存在较大距。另外,由于石墨炉原子吸收背景吸收较大,必须扣背景。
仪器性能:请严格按照BG方法测试
仪器功能:各厂家不同
2、售后及时
主要是售后
原子吸收的原理和组成部分
D 检测系统率原理简单的说就是,在原子化状态下的金属元素极易被纯能量“光”碰撞,并被原子吸收,同时金属元素自身的电子发生跃迁,发出自己的光(检测的是被吸收掉的光,不是金属元素发出的光)
原子吸收分光光度法又称为原子吸收光谱分析,是二十世纪五十年代提出而在六十年代有较大发展的一种仪器分析新方法。原子吸收分光光度计的基本原理是利用物质所产生的原子蒸气对特征谱线的吸收作用来进行定量分析。是基于从光源辐射出待测元素的特征光波,通过样品的蒸汽时,被蒸汽中的待测元素的基态原子所吸收,由辐射光波强度减弱的程度,可以求出样品中待测元素的含量。它可应用于地质矿物原料、冶金材料和成品、农业、石油、化工、、食品工业、生化及环境污染监测等多方面,能测定几乎全部金属元素和一些半金属元素。而且具有准确、快速、设备较为简单、作人员容易掌握等特点。A=lg(1/T)=Kbc
A为吸光度,T为透射比,是透射光强度比上入射光强度 K为摩尔吸收系数.它与吸收物质的性质及入射光的波长λ有关.
c为吸光物质的浓度 b为吸收层厚度
简单来说就是由两部分组成,一是光源发射及光源检测系统,空心阴极灯发射特定的波段的光(根据每个金属元素的吸收波长确定,举个例子就是,红色只能检测铁,蓝色只能检测铜,每个颜色只能检测一个元素),在光栅进一步清除杂光后射向原子化器,光被在原子化器中被原子化的金属元素吸收,同时金属元素被激发,在未被吸收的光照到感光检测器上,利用量来计算被吸收了多少光,吸收了多少光就可以计算有多杀金属元素;
第二部分是原子化器(分石墨炉和火焰原子化器,都是利用高温将液体样品气化,激发成为原子化状态,一个是利用真空高温,一个是利用火焰燃烧),液体样品通过蠕动泵进入雾化器成为气态,然后进入原子化器被汽化,然后吸收光源发出的光
所以组成部分就是,光源(空心阴极灯),光栅(单色器),进样系统(蠕动泵),雾化器,原子化器,检测器
如何消除、抑制物理干扰、化学干扰、背景吸收?
因原子吸收光谱仪的灵敏、准确、简便等特点,现已广泛用于冶金、地质、采矿、石油、轻工、农业、、卫生、食品及环境监测等方面的常量及微痕量元素分析。一、干扰效应
B 原子化工作条件的选择干扰效应按其性质和产生的原因,可以分为4类:化学干扰、电离干扰、物理干扰和光谱干扰。
1、化学干扰
化学干扰与被测元素本身的性质和在火焰中引起的化学反应有关。产生化学干扰的主要原因是由于被测元素不能全部由它的化合物中解离出来,从而使参与锐线吸收的基态原子数目减少,而影响测定结果的准确性。由于产生化学干扰的因素多种多样,消除干扰的方法要是具体情况而不同,常用以下方法:
1)改变火焰温度
对于生成难熔、难解离化合物的干扰,可以通过改变火焰的种类、提高火焰的温度来消除。如在空气-乙炔火焰的PO43-对该的测定有干扰,当改用氧化二氮-乙炔火焰后,提高火焰温度,可消除此类干扰。
2)加入释放剂:
向试样中加入一种试剂,使干扰元素与之生成更稳定、更难解离的化合物,而将待测元素从其与干扰元素生成的化合物中释放出来。如测Mg2+时铝盐会与镁生成MgAl2O4难熔晶体,使镁难于原子化而干扰测定。若在试液中加入释放剂SrCl2,可与铝结合成稳定的SrAl2O4而将镁释放出来。磷酸根会与钙生成难解离化合物而干扰钙的测定,若加入释放剂LaCl3,则由于生成更难离解的LaPO4而将该释放出来。
3)加入保护络合剂:
保护络合剂可与待测元素生成稳定的络合物,而是待测元素不再与干扰元素生成难解离的化合物而消除干扰。如PO43-干扰钙的测定,当加入络合剂EDTA后,钙与EDTA生成稳定的鳌合物,而消除PO43-的干扰。
加入缓冲剂即向试样中加入过量的干扰成分,使干扰趋于稳定状态,此含干扰成分的试剂称为缓冲剂。如用氧化二氮-乙炔测定钛时,铝有干扰,难以获准结果,向试样中加入铝盐使铝的浓度达到200ug/ml时,铝对钛的干扰就不再随溶液中铝含量的变化而改变,从而可以准确测定钛。但这种方法不很理想,它会大大降低测定灵敏度。
是指待测元素在火焰中吸收能量后,除进行原子化外,还是部分原子电离,从而降低了火焰中基态原子的浓度,使待测元素的吸光度降低,造成结果偏低。火焰温度愈高,电离干扰越显著。当分析电离电位较低的元素(如Be、Sr、Ba、Al),为抑制电离干扰,出采用降低火焰温度的方法外,还可以向试液中加入消电离剂,如1%CsCl(或KCl、RbCl)溶液,因CsCl在火焰中极易电离产生高的电子云密度,此高电子云密度可以只待测元素的电离而除去干扰。
3、物理干扰
物理干扰是指试样在转移、蒸发和原子化的过程中,由于物理的特性(如粘度、表面张力、密度等)的变化引起吸收强度下降的效应。采用可调式雾化器通过改变进样量的大小、采用标准加入法(配置与被测样品相似组成的标准样品)或稀释来消除物理干扰。
4、光谱干扰
l 分子吸收是指在原子化过程中生成的分子对辐射的吸收,分子吸收是带状光谱,会在一定波长范围内形成干扰。
l光散射是在原子化过程中产生的微小固体颗粒使光产生散射,造成透光度减小,吸收度增加
二、背景干扰的校正技术:
1.背景干扰的产生
背景干扰是一种光谱干扰,形成光谱背景的主要因素是分子吸收与光散射。表现为增加表观吸光度,使测定结果偏高。
2.背景校正的方法
1)连续光源背景校正法(氘灯校正)
连续光源采用氘灯在紫外区;碘钨灯在可见光区背景校正。切光器可使锐线光源与氘灯连续光源交替进入原子化器。锐线光源测定的吸光度值为原子吸收与背景吸收的总吸光度。连续光源所测吸光度为背景吸收,因为在使用连续光源时,被测元素的共振线吸收相对于总人射光强度是可以忽略不计的。因此连续光源的吸光度值即为背景吸收。将锐线光源吸光度值减去连续光源吸光度值,即为校正背景后的被测元素的吸光度值。
氘灯校正法灵敏度高,应用广泛。非常适合火焰校正,在火焰和石墨炉共用的机型中,采用氘灯校正法是折衷的方法,虽然在石墨炉中氘灯校正法不及塞曼效应背景校正理想,但在火焰分析中由于火焰产生的粒子造成光散塞曼效应射而使塞曼效应无常地进行磁场分裂,氘灯校正法在火焰分析中比塞曼效应校正法优越的多。
氘灯校正法的缺点采用两种不同的光源,需较高技术调整光路平衡。
2)塞曼效应背景校正
光的方向与磁场方向垂直,在强磁场作用下,原子吸收线分裂为π和δ+组分:π平行于磁场方向,波长不变;δ+组分垂直于磁场方向,波长分别向长波与短波移动。这两个分量之间的主要别是π分量只能吸收与磁场平行的偏振光,而δ+分量只能吸收与磁场垂直的偏振光,而且很弱。引起的分子完全等同软件功能:一定要测试地吸收平行与垂直的偏振光。即δ+组分为背景吸收,π组分为原子吸收。
在原子化器上加一电磁铁,电磁铁仅原子化阶段被激磁,偏振器是固定不变的,它只让垂直于磁场方向的偏振光通过原子化器,去掉平行于磁场方向的偏振光。在零磁场时,吸收线不发生分裂,测得的是被测元素的原子吸收与背景吸收的总吸光度值。激磁时测得的仅为背景吸收的吸光度值,两次测定吸光度之,就是校正了背景吸收后被测元素的净吸光度值。
正常塞曼的缺点是在光路中加有偏振器,去掉平行于磁场方向的偏振光,使光的能量损失了一半,大大降低了检测的灵敏度。
b、反常塞曼效应背景校正
光的方向与磁场方向水平,当光通过在原子化器上加一电磁铁,在强磁场作用下,抑制了π组分(原子吸收)的产生,只产生δ+组分(背景吸收)。在不通电无磁场存在下,空心阴极灯的共振线通过石墨炉,测得待测元素和背景吸收的总和。通电后在强磁场存在下,产生反常塞曼效应,此时只有共振线分裂后产生的δ+组分通过石墨炉,其不被基态原子吸收,仅测得背景吸收。通过两次吸光度之,即可进行背景校正。反常塞曼由于光路中没有偏振器,光的能量较正常塞曼多50%,检测灵敏度较正常塞曼高
塞曼效应使用同一光源进行测量,是非常理想的校正方法,它要求光能集中同方向地通过电磁场中线进行分裂,但在火焰分析中,由于火焰中的固体颗粒对锐性光源产生多种散射、光偏离,燃烧时粒子互相碰撞等因素产生许多不可预见因素,造成光谱线分裂紊乱,在火焰中的应用极不理想。并且,塞曼效应的检测灵敏度低于氘灯校正法。
3)自吸收校正法(SR法)
当空心阴极灯在高电流工作时,其阴极发射的锐线光会被灯内产生的原子云基态原子吸收,是发射的锐线光谱变宽,吸收度下降,灵敏度液下降。这种自吸现象无法避免。因此,可首先在空心阴极灯低电流下工作,使锐线光通过原子化器,测得待测元素和背景吸收的总和。然后使它在高电流下工作,通过原子化器,测得相当于背景的吸收。将两次测的吸光度相减,就可扣除背景的影响。优点是使用同一光源,不足是加速空心阴极灯的老化,其寿命只有正常的1/3,现这种方式已基本不被采用。
4) 邻近非共振线校正背景:
用分析线测量原子吸收和背景吸收的总吸光度,因非共振线不产生原子吸收,用它来测量背景吸收的吸光度,两次测量值相减即得到背景之后的原子吸收的吸光度。
背景吸收随波长而改变,因此,非共振线校正背景法的准确度较。这种方法只适用于分析线附近背景分布比较均匀的场合。
原子吸收光度计原理
2、电离干扰1、基本部件
2、电感耦合等离子体光源(icp)。是用于原子发射光谱的主要光源。ICP具有环形结构、温度高、电子密度高、惰性气氛等特点,用它做激发光源具有检出限低、线性范围广、电离和化学干扰少、准确度和精密度高等分析性能。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)。
2、使用范围
应用于染织工业、环境科学、生物学、材料科学、高分子化学、催化、煤结构研究、石油工业、生物医学、生物化学、学、无机和配位化学基础研究、半导体材料、日用化工等研究领域。
3、原子吸收分光光度计仪器特点
(1)只需三个分束器即可覆盖从紫外到远的区段。
原子吸收分光光度计的仪器分类:
1、火焰原子化器
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—乙炔火焰,测定的元素可达70多种。
优点是:火焰原子化法的作简便,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。
2、石墨炉原子化器
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。
优点是:原子化效率高,在可调的高温下试样利用率达,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1、配置齐全匀性的影响较大,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,一般都需要校正背景。
比较原子荧光分析仪、原子发射光谱分析仪及原子吸收光谱分析仪三者之间的异同点。
光谱干扰包括谱线重叠、光谱通带内存在吸收线、原子化池内的直流发射、分子吸收、光散射等。当采用锐性光源和交流调制技术时,前三种因素一般可以不予考虑,主要考虑分子吸收和光散射,可分为预混合型火焰原子化器(premixed flame atomizer),石墨炉原子化器(graphite furnace atomizer),石英炉原子化器(quartz furnace atomizer),阴极溅射原子化器(cathode sputtering atomizer)。它们是形成光谱背景干扰的主要因素:【】:原子荧光光谱仪与原子吸收分光光度计的组成基本相同,也是由激发光源、原子化器、单色器、检测器及信号处理显示系统组成。它们的主要区别在于原子吸收分光光度计的锐线光源、原子化器、单色器和检测器位于同一条直线对于指定频率n0的共振原子荧光,其强度上。而原子荧光光谱仪中,激发光源与检测器处于直角状态,这是为了避免激发光源发射的辐射进入单色器和检测系统,影响荧光信号的检测。
声明:本站所有文章资源内容,如无特殊说明或标注,均为采集网络资源。如若本站内容侵犯了原著者的合法权益,可联系 836084111@qq.com 删除。