原子吸收光譜儀 儀器工作條件的選擇

一、分析線

原子吸收強(qiáng)度直接正比于譜線振子強(qiáng)度和處于基態(tài)的原子數(shù)。從靈敏度的觀點(diǎn)出發(fā)，通常選擇由基態(tài)向第一激發(fā)態(tài)躍遷的共振吸收線做分析線，這是因?yàn)橛苫鶓B(tài)向第一激發(fā)態(tài)躍遷的共振線具有最大的振子強(qiáng)度，而且，在3000℃以下，處于基態(tài)的原子數(shù)近似地等于總原子數(shù)，這也就是說，由基態(tài)向第一激發(fā)態(tài)躍遷的共振線一般說來也就是靈敏的吸收線。

在選擇分析線時(shí)，還要考慮其他譜線的干擾，在分析線附近不得有其他非吸收線存在。例如鎳共振線Ni232nm附近有幾條非吸收或吸收很差的原子線Ni231.98nm和Ni232.14nm及離子線Ni231.6nm，使用很窄的光譜通帶也難于將它們分辨開，因此，人們寧愿選用吸收系數(shù)稍低的Ni341.48nm做分析線。

分析線的選擇還受到背景吸收的限制。在200nm以下，大氣、火焰氣和光學(xué)元件相當(dāng)明顯地吸收來自光源的共振輻射，對(duì)于As、Se、Hg等，其共振吸收線位于遠(yuǎn)紫外區(qū)，背景吸收強(qiáng)烈，這時(shí)就不宜選擇這些元素的共振線做分析線，可以考慮選擇波長(zhǎng)較長(zhǎng)的次靈敏線。

即使靈敏線不受干擾，在實(shí)際工作中，也未必都要選用靈敏線，靈敏線往往用于測(cè)定痕量元素，在分析高濃度試樣時(shí)，有時(shí)選取靈敏度較低的次靈敏線，以便得到適度的吸光度值，改善校正曲線的線性范圍，減少不必要的稀釋操作。最適宜的分析線，應(yīng)視具體情況由實(shí)驗(yàn)來決定。實(shí)驗(yàn)的方法是:首先掃描空心陰極燈光源的發(fā)射光譜，了解有哪幾條可供選用的譜線，然后噴入適當(dāng)濃度的分析元素標(biāo)準(zhǔn)溶液，查看這些譜線的吸收情況，應(yīng)當(dāng)選用不受干擾而且吸光度值適當(dāng)?shù)淖V線為分析線。吸收線是適宜于測(cè)定痕量元素的。

一個(gè)元素若有多條分析線，通常采用靈敏線，但也要根據(jù)樣品中被測(cè)元素的含量來選擇。例如測(cè)定鈷時(shí)，為了得到最高靈敏度應(yīng)使用240.7nm譜線，但要得到較高精度，而且鈷的含量較高時(shí)，最好使用352.7nm譜線。有時(shí)還要考慮干擾問題，如測(cè)定銣時(shí)，為了消除鉀、鈉的電離干擾，可用798.4nm代替780.0nm測(cè)定鉛時(shí)，為了克服短波區(qū)域的背景吸收和噪聲，不使用217.0nm靈敏線而用283.3nm次靈敏線。

二、光譜通帶

它是指單色器出口狹縫包含波長(zhǎng)的范圍。光譜通帶的寬度直接影響測(cè)定的靈敏度和標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性范圍，作為一般原則來講應(yīng)該這樣來決定狹縫的寬度，即在不減小吸光度值的條件下，在能將鄰近分析線的其他譜線分開的情況下，盡可能使用較寬的狹縫。這樣可以增加光強(qiáng)，使用小的增益以降低檢測(cè)器的噪聲，從而提高信噪比與改善檢出限，對(duì)測(cè)定有利。對(duì)于有復(fù)雜譜線的元素如鐵、鎳等來說要求選擇較窄的通帶，否則會(huì)帶來光譜干擾，使分析靈敏度下降和工作曲線彎曲。因?yàn)槲站€的數(shù)目比發(fā)射線的數(shù)目少得多，所以譜線重疊的幾率也會(huì)少得多，因此在原子吸收光譜分析時(shí)，允許使用較寬的狹縫。合適的狹縫寬度可用實(shí)驗(yàn)方法確定，其方法為將分析元素的標(biāo)準(zhǔn)溶液噴入火焰中，調(diào)節(jié)狹縫寬度，測(cè)定不同狹縫寬度時(shí)的吸光度當(dāng)狹縫增寬到一定程度，其他譜線或非吸收譜線出現(xiàn)在光譜通帶內(nèi)，吸收度值就立即開始減小。不引起吸收值減小的最大狹縫寬度，就是應(yīng)當(dāng)選用的最合適的狹縫寬度。

三、燈電流

在保證穩(wěn)定放電和合適的光強(qiáng)輸出的前提條件下，盡可能選用較低的工作電流。燈電流過高，可導(dǎo)致熱變寬和壓力變寬，并增加自吸收，反而使輻射的光強(qiáng)度降低，結(jié)果是靈敏度下降，校正曲線下彎（彎向濃度軸），燈壽命縮短。尋找最佳工作電流的方法是固定其他測(cè)量條件，吸噴某一固定濃度的溶液，改變燈電流和負(fù)高壓數(shù)值，測(cè)量吸光度值，然后繪制吸光度一燈電流關(guān)系曲線，從中選擇靈敏度高，負(fù)高壓在300～800V之間的燈電流值為工作電流。為了使空心陰極燈發(fā)射強(qiáng)度穩(wěn)定，一般需預(yù)熱10～30min，對(duì)大多數(shù)元素而言，應(yīng)采用額定電流的40％～60％。較小的燈電流可提高測(cè)定靈敏度和延長(zhǎng)燈的使用壽命。

四、對(duì)光

在調(diào)節(jié)燃燒頭時(shí)，使其縫口正好在光束的中央，高或降低燃燒器，使光束正好在縫口上方。點(diǎn)燃火焰，吸入一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)溶液，對(duì)燃燒器再進(jìn)行調(diào)節(jié)，直到獲得最大吸光度值。

五、火焰的選擇

不同的元素可選擇不同種類的火焰，原則是使待測(cè)元素獲得最大原子化效率。易原子化的元素用低溫火焰，反之就需要高溫火焰。當(dāng)火焰選定后，要選擇合適的燃助比，對(duì)于難原子化的元素，易選用富燃火焰，易原子化的元素選用貧燃火焰或化學(xué)計(jì)量焰，調(diào)節(jié)時(shí)，吸入一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)溶液，固定助燃?xì)獾牧髁浚鸩礁淖內(nèi)細(xì)獾牧髁浚玫阶畲蟮奈舛戎岛头€(wěn)定的火焰。

六、燃燒器的高度和角度

調(diào)節(jié)火焰燃燒器高度的目的，是使來自空心陰極燈的輻射從自由原子濃度最大的火焰區(qū)域通過，以獲得最大靈敏度。首先從靈敏度和穩(wěn)定性來考慮，選擇適宜的高度；遇到干擾時(shí)，再改變其高度以設(shè)法避免干擾若干擾仍然存在，應(yīng)考慮采用其他消除干擾的方法。其調(diào)節(jié)方法是在其他測(cè)試條件不變的情況下，吸噴待測(cè)元素的標(biāo)準(zhǔn)溶液，改變?nèi)紵鞲叨龋瑴y(cè)定其吸光度值，繪制吸光度對(duì)燃燒器高度的關(guān)系曲線，找出最佳燃燒器高度。通常情況下，燃燒器的角度為0°，即燃燒器縫口與光軸方向一致。在測(cè)定高濃度樣品時(shí)，可選擇一定的角度，當(dāng)角度為90°時(shí)，靈敏度僅為0°的1/20。

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