第三节 原子吸收分光光度计
(一)、光源:提供待测元素的特征谱线——共振线
基本要求:
①辐射的共振线宽度明显小于吸收线宽度—锐线光源;
1.空白阴极灯:低压气体放电管(Ne、Ar)
一个阳极:钨棒(末端焊有钛丝或钽片)
一个空心圆柱形阴极:待测元素
一个带有石英窗的玻璃管,管内充入低压惰性气体。
图3.2空心阴极灯结构
此种空心阴极灯中元素在阴极中可多次激发和溅射,激发效率高,谱线强度大,发射强度与灯电流有关(电流增大,发射强度增大;但过大,谱线变宽)
(二)、原子化器:将待测试样转变成基态原子(原子蒸气)的装置。
原子化装置包括:雾化器和燃烧器
(1 )雾化器:使试液雾化,其性能对测定精密度、灵敏度和化学干扰等都有影响。因此,要求雾化器喷雾稳定、雾滴微细均匀和雾化效率高。
(2)燃烧器:试液雾化后进入预混和室(雾化室),与燃气在室内充分混合。最小的雾滴进入火焰中,较大的雾滴凝结在壁上,然后经废液管排出。燃烧器喷口一般做成狭缝式,这种形状即可获得原子蒸气较长的吸收光程,又可防止回火。
(3)火焰:原子吸收所使用的火焰,只要其温度能使待测元素离解成自由的基态原子就可以了。如超过所需温度,则激发态原子增加,电离度增大,基态原子减少,这对原子吸收是很不利的。火焰的组成关系到测定的灵敏度、稳定性和干扰等。常用的火焰有空气-乙炔、 氧化亚氮-乙炔、空气-氢气等多种。
(4)火焰特性:贫燃性空气-乙炔火焰,其燃助比小于1:6,火焰燃烧高度较低,燃烧充 分,温度较高,但范围小,适用于不易氧化的元素。富燃性空气-乙炔火焰,其燃助比大于1:3,火焰燃烧高度较高,温度较贫燃性火焰低,噪声较大,由于燃烧不完全,火焰成强还原性气氛,适用于测定较易形成难熔氧化物的元素。日常分析工作中,较多采用化学计量的空气-乙炔火焰(中性火焰),其燃助比为1 : 4。这种火焰稳定、温度较高、背景低、 噪声小,适用于测定许多元素。
2、无火焰原子化法
电热高温石墨炉原子化法
原子化效率高,可得到比火焰大数百倍的原子化蒸气浓度。绝对灵敏度可达10-9-10-13, 一般比火焰原子化法提高几个数量级。
特点:液体和固体都可直接进样;试样用量一般很少;但精密度差,相对偏差约为 4-12% (加样量少)。
石墨炉原子化过程一般需要经四部程序升温完成:
①干燥:在低温(溶剂沸点)下蒸发掉样品中溶剂
④净化:升至更高的温度,除去石墨管中的残留分析物,以减少和避免记忆效应。
3、低温原子化法(化学原子化法)
(1)冷原子吸收测汞法
将试液中的Hg离子用SnCb还原为Hg ,在室温下,用水将汞蒸气引入气体吸收管中测定其吸光度。
(2)氢化物原子化法
对As , Sb , Bi , Sn , Ge , Se , Pb和Te等元素,将其还原成相应的氢化物,然后引入加
热的石英吸收管内,使氢化物分解成气态原子,并测定其吸光度。
其作用是将待测元素的特征谱线与邻近谱线分开。
光学系统可分为两部分:外光路系统(或称照明系统)和分光系统(单色器)。
原子吸收分光光度计中单色器的作用是将待测元素的共振线与邻近谱线分开。为了便于测定,又要有一定的出射光强度。因此若光源强度一定,就需要选用适当的光栅色散率与狭缝宽度配合,构成适于测定的通带是由色散元件的色散率与入射及出射狭缝宽度(二者通常是相等的)决定的。
(四)检测系统:
1.检测器:作用是将单色器分出的光信号进行光电转换。在原子吸收分光光度计中常用光电倍增管作检测器。