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原子吸收分光光度法(二)
發(fā)布時(shí)間：2017-09-01
在火焰原子化法中，所使用火焰溫度較低，則待測元素不能充分離解為游離的基態(tài)原子；如果超過所需溫度，則激發(fā)態(tài)原子增加，電離度增加，基態(tài)原子減少，這對于吸收不利。因此，合適的火焰溫度在原子化過程中尤為重要。控制基態(tài)原子具有較高濃度的方法主要是選擇合適的火焰的種類和火焰類型。
火焰的種類很多，最常用的是乙炔一空氣火焰，它的火焰溫度較高、燃燒穩(wěn)定、噪聲小、重現(xiàn)性好，能應(yīng)用于30多種元素的測定。另一種是乙炔一氧化亞氮火焰，它的火焰溫度高，可達(dá)近30000C，其干擾少，而且還具有很強(qiáng)的還原性，是目前惟一能廣泛應(yīng)用的高溫火焰，表10-1列出了幾種常用火焰的溫度和燃燒速度。
火焰類型一般分為三種，即化學(xué)計(jì)量火焰、富燃火焰和貧燃火焰。
①化學(xué)計(jì)量火焰
由于燃?xì)馀c燃?xì)庵扰c化學(xué)反應(yīng)計(jì)量關(guān)系相近，又稱其為中性火焰。這類火焰溫度高、穩(wěn)定、干擾小、背景低，適合于許多元素的測定。
②富燃火焰
指助燃?xì)獯笥诨瘜W(xué)計(jì)量的火焰。其特點(diǎn)是燃燒不完全，溫度略低于化學(xué)計(jì)量火焰，具有還原性，適合于易形成難解離氧化物的元素的測定。此外，它的干擾較多，背景高。
③貧燃火焰
指助燃?xì)獯笥诨瘜W(xué)計(jì)量的火焰。它的溫度較低，有較強(qiáng)的氧化性，有利于測定易解離、易電離的元素，如堿金屬等。
(2)石墨爐原子化法
由圖10―10可見，這種原子化器是將一個(gè)石墨管固定在兩個(gè)電極之間，管的兩端開口，安裝時(shí)使其長軸與原子吸收分析光束的通路重合。石墨管的中心有一個(gè)試樣口，試樣由此流入。石墨管內(nèi)外都有保護(hù)性氣體氫氣或氮?dú)馔ㄟ^，以保護(hù)石墨管不被氧化燒蝕的作用。管內(nèi)保護(hù)氣由兩端流向管中心，由中心小孔流出，它可除去測定過程中產(chǎn)生的基體蒸氣，同時(shí)保護(hù)已經(jīng)原子化了的原子不再被氧化。在原子化過程中，管內(nèi)保護(hù)氣應(yīng)停止通入，以延長原子在石墨爐中的停留時(shí)間，為使石墨爐在每次分析之間能迅速降至室溫，從上面冷卻水入口通入20℃的水以冷卻石墨爐原子化器。
石墨爐原子化法一般分為四個(gè)階段，即干燥、灰化、原子化和凈化。干燥溫度一般稍高于溶劑沸點(diǎn)，其主要目的是去除溶劑。灰化是為了盡可能除掉易揮發(fā)的基體和有機(jī)物。干燥與灰化時(shí)間20～30s。原子化溫度隨元素而異，時(shí)間3～10s，原子化過程應(yīng)通過實(shí)驗(yàn)選擇出最佳溫度與時(shí)間，溫度在2500～3000℃之間。在原子化過程中，應(yīng)停止保護(hù)氣通過，以延長原子在石墨爐中的停留時(shí)間。去殘是一個(gè)樣品測定結(jié)束后，用比原子化階段稍高的溫度加熱，以除去樣品殘?jiān)艋珷t。
石墨爐原子化法的主要優(yōu)點(diǎn)是絕對靈敏度高，試樣原子化是在惰性氣體中和強(qiáng)還原性介質(zhì)內(nèi)進(jìn)行的，有利于難熔氧化物的原子化；自由原子在石墨爐吸收區(qū)內(nèi)停留時(shí)間長，約可達(dá)火焰法的1×103倍；與火焰原子化器必須提升霧化率不同，其不需要與大量的燃?xì)夂椭細(xì)饣旌希♂屝?yīng)小，原子化效率高，其絕對檢出限可達(dá)到1×10-14～1×10-12g。取樣量少，液體試樣量僅需1～50μL，固體試樣為0.1～10 mg，液體、固體均可直接進(jìn)樣。該法的缺點(diǎn)是基體效應(yīng)、化學(xué)干擾較大，有較強(qiáng)的背景，測量的重現(xiàn)性比火焰法差。
3、單色器
單色器的作用是將待測元素的共振線與鄰近譜線分開，并且避免空心陰極燈材料的雜質(zhì)發(fā)出的譜線和惰性氣體發(fā)出的譜線進(jìn)入檢測器。單色器通常放在原子化器后的光路中。單色器的色散元件可用棱鏡或衍射光柵，現(xiàn)代原子吸收光譜儀中多用衍射光柵作色散元件。
4、檢測器
檢測器的作用是將單色器分出的光信號進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換。在原子吸收光譜法中，常用光電倍增管作檢測器。需要注意的是，光電倍增管的工作電壓過高，照射的光強(qiáng)過強(qiáng)或光照射時(shí)間過長，都會(huì)引起疲勞效應(yīng)。
參考資料：分析化學(xué)
