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原子吸收光譜儀基于物質(zhì)基態(tài)原子蒸汽對(duì)特征輻射的吸收作用,用于金屬元素分析。儀器從光源輻射出具有待測(cè)元素特征譜線的光,通過(guò)試樣蒸氣時(shí)被蒸氣中待測(cè)元素基態(tài)原子吸收,通過(guò)輻射特征譜線光的減弱程度來(lái)測(cè)定試樣中待測(cè)元素的含量。
因原子吸收光譜儀的靈敏、準(zhǔn)確、簡(jiǎn)便等特點(diǎn),現(xiàn)已廣泛用于冶金、地質(zhì)、采礦、石油、輕工、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、衛(wèi)生、食品及環(huán)境監(jiān)測(cè)等方面的常量及微痕量元素分析。
很多用戶在使用過(guò)程中經(jīng)常會(huì)遇到這樣或者那樣的問(wèn)題,比如標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性不好、數(shù)據(jù)不穩(wěn)定、空白值較高、漂移很大等問(wèn)題,下面,來(lái)看一下原子吸收在使用過(guò)程中經(jīng)常會(huì)遇到哪些問(wèn)題以及相應(yīng)的解決方案吧。
1、為啥原子吸收的靈敏度會(huì)突然下降了一半?
a、元素?zé)裟芰肯陆担陀谠寄芰康?/3;
b、霧化器故障,霧化效果不好;
c、燃燒頭污染;
d、檢測(cè)器故障,多半是老化(但這種現(xiàn)象很少);
e、樣品吸收管路堵塞(這種現(xiàn)象經(jīng)常導(dǎo)致靈敏度下降);
f、氣體的燃燒比不對(duì),或者氣體壓力不夠。
2、如何判定AAS氘燈和元素?zé)舻墓獍咭恢拢?/strong>
準(zhǔn)備一張白紙,在元素?zé)艉碗疅粽{(diào)整完了后,用一張白紙擋在元素?zé)魺舸暗那懊妫儆昧硪粡埌准堅(jiān)谠踊鞯纳戏秸业诫疅舻墓獍?,最好是在焦點(diǎn)的地方,然后設(shè)法固定。然后把原來(lái)的白紙去掉或是打開(kāi)元素?zé)?,讓元素?zé)舻墓膺M(jìn)來(lái),看看元素?zé)舻墓獍呤遣皇呛碗疅舻墓獍嘀睾?,如果重合就表明調(diào)節(jié)好了,如果不重合,先調(diào)節(jié)好氘燈后固定下來(lái),就不要再動(dòng)了,然后調(diào)節(jié)元素?zé)羰蛊涔獍吲c氘燈的光斑重合。
3、火焰原子吸收是不是每次做樣前都要做標(biāo)準(zhǔn)曲線?
a、最好每次都做標(biāo)準(zhǔn)曲線,如果單次樣品量比較多的話,在測(cè)試過(guò)程中還要加入標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行校正;
b、如果每天有很多樣品要測(cè)試,就用QC來(lái)控制了,如果控制的QC能過(guò),那也可以不用做標(biāo)準(zhǔn)曲線了。
4、火焰原子吸收測(cè)Cr方法?
做鉻的時(shí)候,加入氯化銨可以消除鐵的干擾,還可以提高靈敏度,加入濃度一般為1%-5%。
5、鋼瓶中乙炔氣的總壓力用到哪個(gè)數(shù)值時(shí)要換氣?在運(yùn)輸和使用中需要注意什么?
a、一般當(dāng)鋼瓶氣體小于0.5MPa時(shí),為安全考慮我們就要考慮換氣了;
b、溶解乙炔氣瓶必須根據(jù)國(guó)家《溶解乙炔氣瓶安全監(jiān)察規(guī)程》的要求,進(jìn)行定期技術(shù)檢驗(yàn);
c、乙炔氣瓶使用前,應(yīng)稍微打開(kāi)瓶閥除去瓶口的臟物,安裝好專用的乙炔減壓器,使減壓器位于瓶體最高部位。并檢查接頭處是否有漏氣,確認(rèn)后調(diào)整到規(guī)定壓力再使用;
d、乙炔氣瓶一般應(yīng)在40℃以下使用,當(dāng)溫度超過(guò)40℃時(shí),應(yīng)采取有效的降溫措施;
e、乙炔氣瓶不得靠近熱源及電氣設(shè)備,乙炔氣瓶應(yīng)豎直擺放;如果要使用已臥放的乙炔氣瓶,必須先直立靜止20分鐘后再使用;
f、嚴(yán)禁銅、銀、汞等及其制品與乙炔接觸,必須使用銅合金器具時(shí),合金的含銅量應(yīng)小于65%;
g、乙炔氣瓶?jī)?nèi)的氣體嚴(yán)禁用盡,乙炔氣瓶?jī)?nèi)應(yīng)留余壓0.1MPa-0.3Mpa;
h、在室內(nèi)或密閉的環(huán)境下使用乙炔氣瓶,要防止泄漏,加強(qiáng)通風(fēng),避免發(fā)生燃爆事故。
6、為什么原子吸收點(diǎn)不燃火?
可能原因如下:
a、看乙炔閥門是否打開(kāi),壓力表指示壓力是否正確;
b、打開(kāi)空壓機(jī),打開(kāi)空壓機(jī)體上的放氣閥,看空壓機(jī)內(nèi)有無(wú)水;
c、空壓機(jī)壓力上升后,調(diào)節(jié)出口壓力是否在儀器規(guī)定的范圍內(nèi);
d、查霧化器的的液封盒是否存滿水,并裝好霧化器;
e、檢測(cè)點(diǎn)火器或者點(diǎn)火按鈕失靈(已壞);
f、以上都檢測(cè)無(wú)誤,請(qǐng)聯(lián)系維修工程師。
7、原子吸收光譜檢出限是怎樣測(cè)定的?
a、《全球環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)水監(jiān)測(cè)操作指南》中規(guī)定:給定置信水平為95%時(shí),樣品測(cè)定值與零濃度樣品的測(cè)定值有顯著性差異即為檢出限(D.L)。這里的零濃度樣品是不含待測(cè)物質(zhì)的樣品。D.L=4.6×δ式中:δ為空白平行測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)偏差(重復(fù)測(cè)定11次以上);
b、美國(guó)EPA SW-846中規(guī)定方法檢出限:MDL=3.143×δ(δ為重復(fù)測(cè)定7次);
c、一般來(lái)說(shuō),測(cè)試儀器的檢出限,就用蒸餾水測(cè)試11次以上求出標(biāo)準(zhǔn)偏差,然后用3*δ計(jì)算儀器檢出限。
8、為減少火災(zāi)及爆炸發(fā)生的可能性要注意什么?
a、選擇有機(jī)溶液時(shí),在滿足分析要求的情況下,盡量選擇閃點(diǎn)高的有機(jī)溶液;
b、不要選擇比重低于0.75的有機(jī)溶液;
c、不要將裝有有機(jī)溶液的容器敞蓋放在燃燒頭附近,噴溶液時(shí)用蓋將容器蓋好,在蓋上通一個(gè)2mm的小孔,將進(jìn)樣毛細(xì)管插入進(jìn)樣。在滿足要求的條件下盡可能少用有機(jī)溶液;
d、廢液管應(yīng)采用耐有機(jī)溶劑的管子,如腈橡膠。儀器標(biāo)配廢液管不適合有機(jī)溶液。液封盒上的通氣口不能堵??;
e、廢液容器要采用小的、寬口容器,并經(jīng)常倒空。不要積累大量可燃溶劑。不要采用玻璃容器以防回火時(shí)容器爆炸產(chǎn)生尖利碎片。金屬容器因不易觀察到液面,不宜采用。將容器放置在儀器下可以看到的地方,每天工作完畢后,將廢液清除干凈;
f、分析工作完成后或每天工作完成后,應(yīng)將液封盒中的溶液倒空。不要將硝酸或高氯酸殘留物與有機(jī)溶劑混合;
g、保持燃燒狹縫及霧化室、液封盒清潔;
h、僅在所有安全連鎖滿足要求時(shí),采用儀器內(nèi)部點(diǎn)火器進(jìn)行點(diǎn)火。
9、原子吸收對(duì)于各種元素測(cè)試適合的火焰?
a、原子吸收火焰分類:空氣-氫氣、氬氣-氫氣、空氣-丙烷、空氣-乙炔和氧化亞氮-乙炔等;
b、常用的原子吸收火焰類型有:乙炔-空氣火焰,乙炔-笑氣等;
c、乙炔-空氣火焰用于測(cè)試以下元素:銀、金、鈣、鉻、鎘、鈷、鐵、汞、鉀、鋰、鎂、錳、鎳、鉛、鈉、銻、鉈、鋅等;
d、乙炔-笑氣火焰用于測(cè)試以下元素:鋁、鋇、鑭、鉬、錫、鈦、釩、鎢等。
10、原子吸收有哪些優(yōu)缺點(diǎn)?
a、檢出限較低,靈敏度較高?;鹧嬖游辗ǖ臋z出限可以達(dá)到ppb級(jí),石墨爐原子吸收法的檢出限可達(dá)到10-10~10-14g;
b、分析精度好。火焰原子吸收法測(cè)定中、高含量元素的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差可<1%,其準(zhǔn)確度已接近于經(jīng)典化學(xué)方法。石墨爐原子吸收法的分析精度一般約為3-5%;
c、分析速度快;
d、應(yīng)用范圍廣??蓽y(cè)定的元素達(dá)70多個(gè),不僅可以測(cè)定金屬元素,也可以用間接原子吸收法測(cè)定非金屬元素和有機(jī)化合物;
e、儀器比較簡(jiǎn)單,操作方便;
f、不足之處:多元素同時(shí)測(cè)定尚有困難,有相當(dāng)一些元素的測(cè)定靈敏度還不能令人滿意。
11、影響火焰原子吸收光譜儀靈敏度的因素有哪些?
a、燈電流
火焰原子吸收光譜儀使用光源大都是空心陰極燈,空心陰極燈的燈電流大小決定著燈輻射強(qiáng)度。在一定范圍內(nèi)增大燈電流可以增大輻射強(qiáng)度,同時(shí)噪音也增大,但是儀器靈敏度降低。如果燈電流過(guò)大,會(huì)導(dǎo)致燈本身發(fā)生自蝕現(xiàn)象而縮短燈使用壽命;會(huì)放電不正常。相反,在一定范圍內(nèi)降低燈電流可以降低輻射強(qiáng)度,儀器靈敏度提高,但燈穩(wěn)定性和信噪比下降。因此,在具體檢測(cè)工作中,如被測(cè)樣濃度高時(shí),則使用較大燈電流,以獲得較好穩(wěn)定性;如被測(cè)樣濃度低時(shí),則在保證穩(wěn)定性滿足要求的前提下,使用較低的燈電流,以獲得較好的靈敏度。
b、霧化器
(1)霧化器作用是將試液霧化。它是原子吸收光譜儀重要部件,其性能對(duì)測(cè)定靈敏度、精密度和化學(xué)物理干擾等產(chǎn)生顯著影響;
(2)霧化器噴霧越穩(wěn)定,霧滴越微小均勻,霧化效率也就越高,相應(yīng)靈敏度越高,精密度越好,化學(xué)物理干擾越?。?/span>
(3)霧化器調(diào)節(jié)目前都是通過(guò)人工調(diào)節(jié)撞擊球和毛細(xì)管之間相對(duì)位置來(lái)實(shí)現(xiàn)。檢測(cè)人員應(yīng)將霧化器調(diào)節(jié)到霧滴細(xì)小而均勻,最好是霧滴在撞擊球周圍均勻分布。
c、試液提升量
提升量大小影響到靈敏度高低。過(guò)高或過(guò)低的提升量會(huì)使霧化器霧化不穩(wěn)定。每個(gè)廠家儀器提升量范圍各不相同,各自有一定變化范圍。增大提升量辦法有:
(1)增大助燃?xì)饬髁?,這樣增大負(fù)壓使提升量增大;
(2)縮短進(jìn)樣管長(zhǎng)度,縮短進(jìn)樣管長(zhǎng)度使管阻力減小,使試液流量增大。相反,如想降低提升量,則可以減小助燃?xì)饬髁炕蚣娱L(zhǎng)進(jìn)樣管長(zhǎng)度。
d、元素的分析線
每種元素的分析線有很多條,通常共振線靈敏度最高,經(jīng)常被用來(lái)作為分析線,但測(cè)量較高濃度樣品時(shí),就要選擇次靈敏線。
e、燃燒頭位置
(1)調(diào)節(jié)燃燒頭高度和前后位置,使來(lái)自空心陰極燈光束通過(guò)自由電子濃度最大火焰區(qū),此時(shí)靈敏度最高,穩(wěn)定性最好;
(2)若不需要高靈敏度時(shí),如測(cè)定高濃度試液時(shí),可通過(guò)旋轉(zhuǎn)燃燒頭角度來(lái)降低靈敏度,以便有利于檢測(cè)。
f、火焰類型
火焰類型和狀態(tài)對(duì)靈敏度高低起著重要作用,應(yīng)根據(jù)被測(cè)元素特性去選擇不同火焰。目前火焰按類型分有空氣-氫火焰、空氣-乙炔火焰、一氧化氮-乙炔火焰;
(1)空氣-氫火焰的火焰溫度較低,用于測(cè)定火焰中容易原子化的元素如砷、硒等;
(2)空氣-乙炔火焰屬于中溫火焰,用于測(cè)定火焰中較難離解的元素如鎂、鈣、銅、鋅、鉛、錳等;
(3)一氧化氮-乙炔火焰屬于高溫火焰,用于測(cè)定火焰中難于離解的元素如釩、鋁等;
火焰按狀態(tài)分有貧焰、化學(xué)計(jì)量焰、富焰。
(1)貧焰是指使用過(guò)量氧化劑時(shí)的火焰,由于大量冷的氧化劑帶走火焰中的熱量,這種火焰溫度較低,又由于氧化劑充分,燃燒完全,火焰具有氧化性氣氛,所以這種火焰適用于堿金屬元素的測(cè)定;
(2)化學(xué)計(jì)量焰是按化學(xué)計(jì)量關(guān)系計(jì)算的燃料和氧化劑比率燃燒的火焰,它具有溫度高、干擾少、穩(wěn)定、背景低等特點(diǎn),除堿金屬和易形成難離解氧化物的元素,大多數(shù)常見(jiàn)元素常用這種火焰;
(3)富焰是便用過(guò)量燃料的火焰,由于燃燒不完全,火焰具有較強(qiáng)的還原氣氛,所以,這種火焰具有還原性,適用于測(cè)定較易于形成難熔氧化物的元素如鑰、稀土元素等。
g、狹縫在其他條件一定的情況下,狹縫的大小是決定靈敏度的又一原因。當(dāng)被測(cè)元素?zé)o鄰近干擾線時(shí),可采用較大的狹縫。當(dāng)被測(cè)元素有鄰近干擾線時(shí),可采用較小的狹縫。
12、校正曲線為什么會(huì)發(fā)生彎曲呢?
光吸收的最簡(jiǎn)式A=KC,只適用于理想狀態(tài)均勻稀薄的蒸汽原子,隨著吸收層中原子濃度的增加,上述簡(jiǎn)化關(guān)系就不應(yīng)用了。在高濃度下,分子不成比例地分解;相對(duì)于穩(wěn)定的原子溫度,較高濃度下給出的自由原子比率較低。
(1)由于有不被吸收的輻射、雜散光的存在,不可能全部光被吸收到同一程度來(lái)保持曲線線性;
(2)由于光源的老化或使用高的燈電流引起的空心燈譜線擴(kuò)寬和產(chǎn)生自吸;
(3)由于單色器狹縫太寬,則傳送到檢測(cè)器去的譜線不可能只有一條,校正曲線表現(xiàn)出更大的彎曲;
(4)樣品中元素的電離電位不同,在火焰中發(fā)生電離時(shí),不同元素的基態(tài)原子數(shù)不同。濃度低時(shí),電離度大,吸光度下降多;濃度增高,電離度逐漸減小,吸光度下降程度也逐漸減小,所以引起標(biāo)準(zhǔn)工作曲線向濃度軸彎曲(下部彎曲)。
13、銳線光源是什么?為什么要用?
銳線光源是發(fā)射線半寬度遠(yuǎn)小于吸收線半寬度的光源,如空心陰極燈。在使用銳線光源時(shí),光源發(fā)射線半寬度很小,并且發(fā)射線與吸收線的中心頻率一致。這時(shí)發(fā)射線的輪廓可看作一個(gè)很窄的矩形,即峰值吸收系數(shù)Kn 在此輪廓內(nèi)不隨頻率而改變,吸收只限于發(fā)射線輪廓內(nèi)。這樣,求出一定的峰值吸收系數(shù)即可測(cè)出一定的原子濃度。
14、在原子吸收光度計(jì)中,為什么不采用連續(xù)光源(如鎢絲燈或氘燈),而在分光光度計(jì)中則需要采用連續(xù)光源?
雖然原子吸收光譜中積分吸收與樣品濃度呈線性關(guān)系,但由于原子吸收線的半寬度很小,如果采用連續(xù)光源,要測(cè)定半寬度很小的吸收線的積分吸收值就需要分辨率非常高的單色器,目前的技術(shù)條件尚達(dá)不到,因此只能借助銳線光源,利用峰值吸收來(lái)代替。而分光光度計(jì)測(cè)定的是分子光譜,分子光譜屬于帶狀光譜,具有較大的半寬度,使用普通的棱鏡或光柵就可以達(dá)到要求。而且使用連續(xù)光源還可以進(jìn)行光譜全掃描,可以用同一個(gè)光源對(duì)多種化合物進(jìn)行測(cè)定。
15、應(yīng)用范圍和適用性有哪些?
眾所周知,石墨爐原子吸收的絕對(duì)檢出限值是很高的,單從這一點(diǎn)來(lái)看,有人錯(cuò)誤地認(rèn)為濃度高的樣品用石墨爐原子吸收法也能夠測(cè)定,或者錯(cuò)誤地認(rèn)為石墨爐原子吸收法測(cè)定的動(dòng)態(tài)范圍很寬,并有很高的精度。例如:一個(gè)廠家在購(gòu)買儀器時(shí),認(rèn)為還是檢出限指標(biāo)好的儀器好,覺(jué)得能測(cè)定低濃度的溶液當(dāng)然也就一定能夠測(cè)定高濃度的溶液。但是,當(dāng)買回儀器一用才明白,這種判斷是錯(cuò)誤的,對(duì)于高濃度的溶液必須稀釋到適當(dāng)?shù)臐舛确秶拍軠y(cè)定。因此,對(duì)于高濃度樣品的測(cè)定來(lái)說(shuō),選用高精度的測(cè)定方法,如選用分光光度法比選用原子吸收法進(jìn)行測(cè)定要好。這是因?yàn)樵游展庾V法是測(cè)量光的吸收,而吸收線和空心陰極燈的發(fā)射線的半寬度之比不過(guò)10左右,所以不能像發(fā)射光譜法那樣,同時(shí)測(cè)定濃度范圍很寬的樣品。
16、如何繪制正確的工作曲線?
由于原子吸收法的線性范圍窄,因此繪制正確的工作曲線就顯的尤為重要。在做工作曲線時(shí)要注意以下幾點(diǎn):
(1)繪制一條工作曲線至少要取5至7點(diǎn),并且每一個(gè)點(diǎn)要重復(fù)測(cè)定兩次或多次,直到平行樣的測(cè)定值滿足要求后,再進(jìn)行下一個(gè)點(diǎn)的測(cè)定
(2)標(biāo)準(zhǔn)樣品和待測(cè)樣品必須使用相同的溶劑系統(tǒng);
(3)工作曲線所選用的濃度范圍要包括待測(cè)樣品的濃度。
原子吸收法較理想的線性范圍在吸光度的0.1-0.5之內(nèi),如濃度再高,標(biāo)準(zhǔn)曲線就顯著地彎曲了。所以,原子吸收法只能比分光光度法測(cè)定的濃度范圍更窄。作為補(bǔ)救的方法之一,就是把各種靈敏度不同的吸收線連接起來(lái)使用,以實(shí)現(xiàn)寬濃度范圍的測(cè)定。然而,這種方法不太適用吸收線少的堿金屬和堿土金屬元素,只能勉強(qiáng)適用于鉛、銅、鐵、錳、鉑等元素。作為另一種補(bǔ)救的方法是在工作曲線開(kāi)始彎曲的地方多加測(cè)幾個(gè)點(diǎn),以便繪制正確的工作曲線,也可用一元二次方程繪制工作曲線。
17、樣品稀釋對(duì)分析結(jié)果有哪些影響?
原子吸收在水質(zhì)檢測(cè)領(lǐng)域中常用到的是火焰原子吸收和石墨爐原子吸收兩種分析方法。由于兩種方法的靈敏度不同,因此,應(yīng)根據(jù)樣品的濃度范圍選擇相應(yīng)的分析方法。同一項(xiàng)目不同的儀器其工作范圍是不同的。在作樣品之前,首先應(yīng)清楚自己使用的儀器的工作范圍。如果,樣品的濃度范圍不在自己儀器工作范圍之內(nèi),那么就要考慮稀釋樣品,使稀釋后樣品的濃度范圍在儀器工作范圍之內(nèi)。值得注意的是稀釋的倍數(shù)不易過(guò)大,用石墨爐原子吸收進(jìn)行檢測(cè)時(shí)這一點(diǎn)尤為重要。這是因?yàn)槭珷t原子吸收的靈敏度很高,所用的蒸餾水、去離子水及酸中必然含有雜質(zhì),這就會(huì)產(chǎn)生測(cè)量誤差。
18、酸對(duì)測(cè)定的影響有哪些?
(1)對(duì)空白值的影響
在用石墨爐原子吸收光譜法做鉛的標(biāo)準(zhǔn)曲線時(shí),突然發(fā)現(xiàn),空白值一下高出許多。當(dāng)時(shí)懷疑是容器污染了,又重新洗容器,重新配制空白溶液(用1%HNO3的去離子水做空白值的測(cè)定),結(jié)果仍然如此,重新更換石墨管也不起作用。經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn),最終發(fā)現(xiàn)是硝酸的干擾。當(dāng)時(shí)用的硝酸是新開(kāi)啟的,并且與上次用的不是一個(gè)生產(chǎn)廠家。
(2)對(duì)靈敏度的影響
由于一些生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的硝酸中含雜質(zhì)的量比標(biāo)簽上所標(biāo)注的量要高,在用石墨爐原子吸收光譜法測(cè)定時(shí),使測(cè)定的靈敏度降低。如遇到此情況,重新更換硝酸,或在水樣前處理過(guò)程中,盡可能少用或不用硝酸。由于不同生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的酸,雜質(zhì)的含量是不相同的。因此,在用石墨爐進(jìn)行水樣分析時(shí),一定要注意:配標(biāo)準(zhǔn)系列所加的酸與水樣中所加的酸一定是同一廠家同一批號(hào)的酸,只有這樣才能把酸對(duì)標(biāo)準(zhǔn)系列測(cè)定和對(duì)水樣測(cè)定的誤差控制在同一水平線上。這一點(diǎn)在石墨爐原子吸收分析中尤為重要。