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原子吸收光譜法是一種簡便且易掌握的分析方法，但精密度卻不是很高，其主要原因是原子吸收光譜儀的干擾因素多，在實驗過程中常會遇到以下幾個問題，例如應(yīng)用范圍的選取、標(biāo)準(zhǔn)曲線的制定，以及樣品的稀釋等等。
原子吸收光譜法自二十世紀(jì)五十年代中期問世以來，在國內(nèi)、外都得到了迅速的發(fā)展，由于其具有方法靈敏、準(zhǔn)確、選擇性好、抗干擾能力強、快速等優(yōu)點，而被廣泛地應(yīng)用化學(xué)分析的各個領(lǐng)域，并且部分被列為標(biāo)準(zhǔn)分析方法。近年來，原子吸收光譜法在各個檢測領(lǐng)域都得到了廣泛的重視和應(yīng)用，并已成為一種實驗室重金屬檢測日常慣用的分析手段和方法。
原子吸收光譜技術(shù)
原子吸收光譜法的原理：蒸汽中待測元素的氣態(tài)基態(tài)原子會吸收從光源發(fā)出的被測元素的特征輻射線，具有一定選擇性，由輻射減弱的程度求得樣品中被測元素的含量。
當(dāng)輻射通過原子蒸汽，且輻射頻率等于原子中電子由基態(tài)躍遷到較高能態(tài)所需要的能量的頻率時，原子從入射輻射中吸收能量，產(chǎn)生共振吸收。
原子吸收光譜是由于電子在原子基態(tài)和第一激發(fā)態(tài)之間躍遷產(chǎn)生的。每一種原子的能級結(jié)構(gòu)均是獨特的，故原子有選擇性的吸收輻射頻率。因此，在所有情況下，均可產(chǎn)生反映該種原子結(jié)構(gòu)特征的原子吸收光譜。
原子吸收光譜檢測方法：
1、氫化物發(fā)生法
氫化物發(fā)生法適用于容易產(chǎn)生陰離子的元素，如Se、Sn、Sb、As、Pb、Hg、Ge、Bi等。這些元素一般不采取火焰原子化法檢測，而是用硼氫化鈉處理，因為硼氫化鈉具有還原性，可以將這些元素還原成為陰離子，與硼氫化鈉中電離產(chǎn)生的氫離子結(jié)合成氣態(tài)氫化物。
如土壤監(jiān)測中運用流動注射氫化物原子吸收檢測河流中所含的沉積物汞和砷，經(jīng)過試驗后，檢出砷限為2ng/L，精密度為1.35%至5.07%，準(zhǔn)確度在93.5%至106.0%;檢出汞限為2ng/L，精密度為0.96%至5.52%，精準(zhǔn)度在93.1%至109.5%。這種方法不僅快速、簡便，且準(zhǔn)確度和精密度非常高，能更好的測試和分析環(huán)境樣品。
2、石墨爐原子吸收光譜法
石墨爐原子吸收光譜法是一種用電流加熱原子化的分析方法。橫向加熱石墨爐解決了溫度分布不均勻的問題。
石墨爐原子化的出現(xiàn)非常之重要，對于火焰原子化有著較為明顯的優(yōu)越性，與火焰原子化技術(shù)對比，靈敏度提高到3到4個數(shù)量線，達(dá)到了10-12至10-14g的靈敏度，但是石墨爐原子吸收光譜法還是存在一定的局限性:重現(xiàn)性還沒有火焰法高，當(dāng)待測樣品比較復(fù)雜時，產(chǎn)生的結(jié)果會有很大的誤差。
3、火焰原子吸收光譜法
目前，火焰原子吸收光譜法還是應(yīng)用最為廣泛的方法。因為其對大多數(shù)的元素都適用，而且具有速度快，成本低，操作簡單，結(jié)果誤差不大的優(yōu)勢。
在實驗室中，大多采用空氣-乙炔火焰，溫度約為2300攝氏度，并不能完全融化所有元素，所以在后續(xù)的實驗中將空氣改為了預(yù)混合氧，提高氧氣的含量來使火焰溫度升高。再后來有人提出火焰改為氧化亞氮-乙炔，這種火焰zui高溫度可達(dá)3000攝氏度，能有效解決大多數(shù)難融元素的問題。
用原子吸收光譜法進(jìn)行樣品的分析確實是一種簡便且易掌握的分析方法，但決不是一種精密度很高的分析方法，其主要原因是原子吸收光譜儀的干擾因素多，如用火焰原子吸收進(jìn)行分析時，火焰的波動、溶液提升量等；用石墨爐原子吸收進(jìn)行分析時，石墨管的質(zhì)量、光譜干擾等因素是不易控制的。
四大經(jīng)典問題
一、對于各種樣品都有最適應(yīng)它的分析方法，要了解原子吸收光譜法的應(yīng)用范圍，考慮它的適應(yīng)性。
眾所周知，石墨爐原子吸收的絕對檢出限值是很高的，單從這一點來看，有人錯誤地認(rèn)為濃度高的樣品用石墨爐原子吸收法也能夠測定，或者錯誤地認(rèn)為石墨爐原子吸收法測定的動態(tài)范圍很寬，并有很高的精度。
例如：一個廠家在購買儀器時，認(rèn)為還是檢出限指標(biāo)好的儀器好，覺得能測定低濃度的溶液當(dāng)然也就一定能夠測定高濃度的溶液。
但是，當(dāng)買回儀器一用才明白，這種判斷是錯誤的，對于高濃度的溶液必須稀釋到適當(dāng)?shù)臐舛确秶拍軠y定。因此，對于高濃度樣品的測定來說，選用高精度的測定方法，如選用分光光度法比選用原子吸收法進(jìn)行測定要好。這是因為原子吸收光譜法是測量光的吸收，而吸收線和空心陰極燈的發(fā)射線的半寬度之比不過10左右，所以不能像發(fā)射光譜法那樣，同時測定濃度范圍很寬的樣品
二、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。在做工作曲線時要注意以下幾點：
1、繪制一條工作曲線至少要取5至7點，并且每一個點要重復(fù)測定兩次或多次，直到平行樣的測定值滿足要求后，再進(jìn)行下一個點的測定。
2、標(biāo)準(zhǔn)樣品和待測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定的濃度范圍更窄。作為補救的方法之一，就是把各種靈敏度不同的吸收線連接起來使用，以實現(xiàn)寬濃度范圍的測定。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，只能勉強適用于鉛、銅、鐵、錳、鉑等元素。作為另一種補救的方法是在工作曲線開始彎曲的地方多加測幾個點，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。
三、樣品稀釋對分析結(jié)果的影響
原子吸收在水質(zhì)檢測領(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)不易過大，用石墨爐原子吸收進(jìn)行檢測時這一點尤為重要。這是因為石墨爐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)，這就會產(chǎn)生測量誤差。
四、酸對測定的影響
1、對空白值的影響，幾年前，在用石墨爐原子吸收光譜法做鉛的標(biāo)準(zhǔn)曲線是，突然發(fā)現(xiàn)，空白值一下高出許多。當(dāng)時懷疑是容器污染了，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定)，結(jié)果仍然如此，重新更換石墨管也不起作用。經(jīng)過反復(fù)試驗，最終發(fā)現(xiàn)是硝酸的干擾[1]。當(dāng)時用的硝酸是新開啟的，并且與上次用的不是一個生產(chǎn)廠家。
2、對靈敏度的影響，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定時，使測定的靈敏度降低。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，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的酸，只有這樣才能把酸對標(biāo)準(zhǔn)系列測定和對水樣測定的誤差控制在同一水平線上。這一點在石墨爐原子吸收分析中尤為重要。
注意事項
總之，利用原子吸收光譜法進(jìn)行樣品分析時，一方面要對儀器的性能有足夠的認(rèn)識;另一方面要在實際中不斷總結(jié)經(jīng)驗，提高分析技巧。只有這樣，才能取得令人滿意的分析結(jié)果。
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原子吸收光譜法自二十世紀(jì)五十年代中期問世以來，在國內(nèi)、外都得到了迅速的發(fā)展，由于其具有方法靈敏、準(zhǔn)確、選擇性好、抗干擾能力強、快速等優(yōu)點，而被廣泛地應(yīng)用化學(xué)分析的各個領(lǐng)域，并且部分被列為標(biāo)準(zhǔn)分析方法。近年來，原子吸收光譜法在各個檢測領(lǐng)域都得到了廣泛的重視和應(yīng)用，并已成為一種實驗室重金屬檢測日常慣用的分析手段和方法。
原子吸收光譜技術(shù)
原子吸收光譜法的原理：蒸汽中待測元素的氣態(tài)基態(tài)原子會吸收從光源發(fā)出的被測元素的特征輻射線，具有一定選擇性，由輻射減弱的程度求得樣品中被測元素的含量。
當(dāng)輻射通過原子蒸汽，且輻射頻率等于原子中電子由基態(tài)躍遷到較高能態(tài)所需要的能量的頻率時，原子從入射輻射中吸收能量，產(chǎn)生共振吸收。
原子吸收光譜是由于電子在原子基態(tài)和第一激發(fā)態(tài)之間躍遷產(chǎn)生的。每一種原子的能級結(jié)構(gòu)均是獨特的，故原子有選擇性的吸收輻射頻率。因此，在所有情況下，均可產(chǎn)生反映該種原子結(jié)構(gòu)特征的原子吸收光譜。
原子吸收光譜檢測方法：
1、氫化物發(fā)生法
氫化物發(fā)生法適用于容易產(chǎn)生陰離子的元素，如Se、Sn、Sb、As、Pb、Hg、Ge、Bi等。這些元素一般不采取火焰原子化法檢測，而是用硼氫化鈉處理，因為硼氫化鈉具有還原性，可以將這些元素還原成為陰離子，與硼氫化鈉中電離產(chǎn)生的氫離子結(jié)合成氣態(tài)氫化物。
如土壤監(jiān)測中運用流動注射氫化物原子吸收檢測河流中所含的沉積物汞和砷，經(jīng)過試驗后，檢出砷限為2ng/L，精密度為1.35%至5.07%，準(zhǔn)確度在93.5%至106.0%;檢出汞限為2ng/L，精密度為0.96%至5.52%，精準(zhǔn)度在93.1%至109.5%。這種方法不僅快速、簡便，且準(zhǔn)確度和精密度非常高，能更好的測試和分析環(huán)境樣品。
2、石墨爐原子吸收光譜法
石墨爐原子吸收光譜法是一種用電流加熱原子化的分析方法。橫向加熱石墨爐解決了溫度分布不均勻的問題。
石墨爐原子化的出現(xiàn)非常之重要，對于火焰原子化有著較為明顯的優(yōu)越性，與火焰原子化技術(shù)對比，靈敏度提高到3到4個數(shù)量線，達(dá)到了10-12至10-14g的靈敏度，但是石墨爐原子吸收光譜法還是存在一定的局限性:重現(xiàn)性還沒有火焰法高，當(dāng)待測樣品比較復(fù)雜時，產(chǎn)生的結(jié)果會有很大的誤差。
3、火焰原子吸收光譜法
目前，火焰原子吸收光譜法還是應(yīng)用最為廣泛的方法。因為其對大多數(shù)的元素都適用，而且具有速度快，成本低，操作簡單，結(jié)果誤差不大的優(yōu)勢。
在實驗室中，大多采用空氣-乙炔火焰，溫度約為2300攝氏度，并不能完全融化所有元素，所以在后續(xù)的實驗中將空氣改為了預(yù)混合氧，提高氧氣的含量來使火焰溫度升高。再后來有人提出火焰改為氧化亞氮-乙炔，這種火焰zui高溫度可達(dá)3000攝氏度，能有效解決大多數(shù)難融元素的問題。
用原子吸收光譜法進(jìn)行樣品的分析確實是一種簡便且易掌握的分析方法，但決不是一種精密度很高的分析方法，其主要原因是原子吸收光譜儀的干擾因素多，如用火焰原子吸收進(jìn)行分析時，火焰的波動、溶液提升量等；用石墨爐原子吸收進(jìn)行分析時，石墨管的質(zhì)量、光譜干擾等因素是不易控制的。
四大經(jīng)典問題
一、對于各種樣品都有最適應(yīng)它的分析方法，要了解原子吸收光譜法的應(yīng)用范圍，考慮它的適應(yīng)性。
眾所周知，石墨爐原子吸收的絕對檢出限值是很高的，單從這一點來看，有人錯誤地認(rèn)為濃度高的樣品用石墨爐原子吸收法也能夠測定，或者錯誤地認(rèn)為石墨爐原子吸收法測定的動態(tài)范圍很寬，并有很高的精度。
例如：一個廠家在購買儀器時，認(rèn)為還是檢出限指標(biāo)好的儀器好，覺得能測定低濃度的溶液當(dāng)然也就一定能夠測定高濃度的溶液。
但是，當(dāng)買回儀器一用才明白，這種判斷是錯誤的，對于高濃度的溶液必須稀釋到適當(dāng)?shù)臐舛确秶拍軠y定。因此，對于高濃度樣品的測定來說，選用高精度的測定方法，如選用分光光度法比選用原子吸收法進(jìn)行測定要好。這是因為原子吸收光譜法是測量光的吸收，而吸收線和空心陰極燈的發(fā)射線的半寬度之比不過10左右，所以不能像發(fā)射光譜法那樣，同時測定濃度范圍很寬的樣品
二、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。在做工作曲線時要注意以下幾點：
1、繪制一條工作曲線至少要取5至7點，并且每一個點要重復(fù)測定兩次或多次，直到平行樣的測定值滿足要求后，再進(jìn)行下一個點的測定。
2、標(biāo)準(zhǔn)樣品和待測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定的濃度范圍更窄。作為補救的方法之一，就是把各種靈敏度不同的吸收線連接起來使用，以實現(xiàn)寬濃度范圍的測定。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，只能勉強適用于鉛、銅、鐵、錳、鉑等元素。作為另一種補救的方法是在工作曲線開始彎曲的地方多加測幾個點，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。
三、樣品稀釋對分析結(jié)果的影響
原子吸收在水質(zhì)檢測領(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)不易過大，用石墨爐原子吸收進(jìn)行檢測時這一點尤為重要。這是因為石墨爐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)，這就會產(chǎn)生測量誤差。
四、酸對測定的影響
1、對空白值的影響，幾年前，在用石墨爐原子吸收光譜法做鉛的標(biāo)準(zhǔn)曲線是，突然發(fā)現(xiàn)，空白值一下高出許多。當(dāng)時懷疑是容器污染了，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定)，結(jié)果仍然如此，重新更換石墨管也不起作用。經(jīng)過反復(fù)試驗，最終發(fā)現(xiàn)是硝酸的干擾[1]。當(dāng)時用的硝酸是新開啟的，并且與上次用的不是一個生產(chǎn)廠家。
2、對靈敏度的影響，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定時，使測定的靈敏度降低。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，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的酸，只有這樣才能把酸對標(biāo)準(zhǔn)系列測定和對水樣測定的誤差控制在同一水平線上。這一點在石墨爐原子吸收分析中尤為重要。
注意事項
總之，利用原子吸收光譜法進(jìn)行樣品分析時，一方面要對儀器的性能有足夠的認(rèn)識;另一方面要在實際中不斷總結(jié)經(jīng)驗，提高分析技巧。只有這樣，才能取得令人滿意的分析結(jié)果。
文章來源于實驗與分析，轉(zhuǎn)載只為分享知識，如有侵權(quán)請聯(lián)系刪除。
