石墨爐原子吸收分光光度計是利用光源發(fā)出被測的特征光譜輻射,被經(jīng)過(guò)原子化器后的樣品蒸氣中的待測元素基態(tài)原子所吸收,通過(guò)測定特征輻射被吸收的大小,來(lái)求出被測元素的含量。
石墨爐原子吸收分光光度計主要由光源、原子化系統、光學(xué)系統、電學(xué)系統等四個(gè)基本部分組成,其工作原理:光源發(fā)出特征光譜輻射,經(jīng)過(guò)原子化器室后,由分光系統得到單色光經(jīng)過(guò)光電倍增管后到達檢測器,終端電腦從檢測器得到信號,進(jìn)一步轉化為數據進(jìn)行處理,因為原子化器沒(méi)有進(jìn)樣時(shí),光通過(guò)原子化器時(shí)沒(méi)有被吸收,透光率為*,而當原子化器進(jìn)樣時(shí),光通過(guò)原子化器時(shí)有一部分被吸收,透光率減小。根據朗伯-比爾定律,吸光度與樣品濃度成正比,因此參照標準,根據吸光度可得出樣品的濃度。
實(shí)驗條件如何選擇?
1.吸收波長(cháng)(分析線(xiàn))的選擇
通常選用共振吸收線(xiàn)為分析線(xiàn),測量高含量元素時(shí),可選用靈敏度較低的非共振線(xiàn)為分析線(xiàn)。如測Zn時(shí)常選用的213.9nm波長(cháng),但當Zn的含量高時(shí),為保證工作曲線(xiàn)的線(xiàn)性范圍,可改用次靈敏線(xiàn)307.5nm波長(cháng)進(jìn)行測量。As,Se等共振吸收線(xiàn)位于200nm以下的遠紫外區,火焰組分對其明顯吸收,故用火焰原子吸收法測定這些元素時(shí),不宜選用共振吸收線(xiàn)為分析線(xiàn)。測Hg時(shí)由于共振線(xiàn)184.9nm會(huì )被空氣強烈吸收,只能改用此靈敏線(xiàn)253.7nm測定。
2.光路準直在分析
之前必須調整空心陰極燈光的發(fā)射與檢測器的接受位置為最佳狀態(tài),保證提供最大的測量能量。
3.狹縫寬度的選擇
狹縫寬度影響光譜通帶寬度與檢測器接受的能量。調節不同的狹縫寬度,測定吸光度隨狹縫寬度而變化,當有其它譜線(xiàn)或非吸收光進(jìn)入光譜通帶時(shí),吸光度將立即減少。不引起吸光度減少的最大狹縫寬度,即為應選取得適合狹縫寬度。對于譜線(xiàn)簡(jiǎn)單的元素,如堿金屬、堿土金屬可采用較寬的狹縫以減少燈電流和光電倍增管高壓來(lái)提高信噪比,增加穩定性。對譜線(xiàn)復雜的元素如鐵、鈷、鎳等,需選擇較小的狹縫,防止非吸收線(xiàn)進(jìn)入檢測器,來(lái)提高靈敏度,改善標準曲線(xiàn)的線(xiàn)性關(guān)系。
4.燃燒器的高度及與光軸的角度
銳線(xiàn)光源的光束通過(guò)火焰的不同部位時(shí)對測定的靈敏度和穩定性有一定影響,為保證測定的靈敏度高應使光源發(fā)出的銳線(xiàn)光通過(guò)火焰中基態(tài)原子密度最大的“中間薄層區”。這個(gè)區的火焰比較穩定,干擾也少,約位于燃燒器狹縫口上方20mm-30mm附近。通過(guò)實(shí)驗來(lái)選擇適當的燃燒器高度,方法是用一固定濃度的溶液噴霧,再緩緩上下移動(dòng)燃燒器直到吸光度達最大值,此時(shí)的位置即為最佳燃燒器高度。此外燃燒器也可以轉動(dòng),當其縫口與光軸一致時(shí)(0)由高靈敏度。當欲測試樣濃度高時(shí),可轉動(dòng)燃燒器至適當角度以減少吸收的長(cháng)度來(lái)降低靈敏度。
5.空心陰極燈工作條件的選擇
預熱時(shí)間:燈點(diǎn)燃后,由于陰極受熱蒸發(fā)產(chǎn)生原子蒸汽,其輻射的銳線(xiàn)光經(jīng)過(guò)燈內原子蒸汽再由石英窗射出。使用時(shí)為使發(fā)射的共振線(xiàn)穩定,必須對燈進(jìn)行預熱,以使燈內原子蒸汽層的分布及蒸汽厚度恒定,這樣會(huì )使燈內原子蒸汽產(chǎn)生的自吸收和發(fā)射的共振線(xiàn)的強度穩定。通常對于單光束儀器,燈預熱時(shí)間應在30分鐘以上,才能達到輻射的銳性光穩定。對雙光束儀器,由于參比光束和測量光束的強度同時(shí)變化,其比值恒定,能使基線(xiàn)很快穩定??招年帢O燈使用前,若在施加1/3工作電流的情況下預熱0.5-1.0h,并定期活化,可增加使用壽命。
6.測器光電倍增管工作條件的選擇
日常分析中光電倍增管的工作電壓一定選擇在最大工作電壓的1/3-2/3范圍內。增加付高壓能提高靈敏度,噪音增大,穩定性差;降低負高壓,會(huì )使靈敏度降低,提高信噪比,改善測定的穩定性,并能延長(cháng)光電倍增管的使用壽命。
7.火焰燃燒器操作條件的選擇
進(jìn)樣量:選擇可調進(jìn)樣量霧化器,可根據樣品的黏度選擇進(jìn)樣量,提高測量的靈敏度。進(jìn)樣量小,吸收信號弱,不便于測量;進(jìn)樣量過(guò)大,在火焰原子化法中,對火焰產(chǎn)生冷卻效應,在石墨爐原子化法中,會(huì )增加除殘的困難。在實(shí)際工作中,應測定吸光度隨進(jìn)樣量的變化,達到吸光度的進(jìn)樣量,即為應選擇的進(jìn)樣量。