现代技术分析

现代技术分析讨论课讨论问题：自主设计贝类中微量元素含量的测定方法要求：分别设计用原子发射光谱法和原子吸收光谱法进行测量，并比较这两种方法。一、原子吸收法测贝类中的微量元素1

原子吸收光谱分析的基本原理原子吸收光谱分析法是基于从光源辐射出具有待测元素特征谱线的光(从空心阴极灯发射出来的锐线光源)，通过试样蒸气时被蒸气中待测元素基态原子所吸收，由辐射特征谱线光被减弱的程度来测定试样中待测元素含量的方法。锐线光源辐射的共振线强度被吸收的程度与待测元素吸收辐射的原子数总数成正比，即:A=KNL式中:A为吸收率；K为常数；N为待测元素吸收辐射原子数总数；L为原子蒸气厚度(即吸收光程)。

要求测量的元素的浓度与N成正比，一定光程下：A=K1C所以直接测量吸光度就可知道浓度。•2原子吸收分光光度计的构造及其功能

光源能发出待测元素锐线的共振辐射源即光源，常用的是空心阴极灯原子化器将试样中的待测元素转变成基态原子的过程称为试样的原子化分光系统把待测的原子吸收线与其它的谱线分离出来，只让待测的原子吸收线通过检测系统原子吸收器使用光电倍增管作为光电转换元件，即作光信号的检测器•3原子吸收光谱的应用原子吸收光谱分析主要用于测定各类样品中的微痕量金属元素，可进行土壤、肥料和植物体元素的分析，也可对废料废水进行质量监测，在农林科学、生理生化、环境监测、农副产品加工和食品卫生检验中有着广泛地应用，有的已成为国家分析标准。•4

实验方案仪器与试剂AA3700MC型原子吸光分光光度仪(FAAS)；TG328B光电分析天平。硝酸(优纯级)，高氯酸(优纯级)，实验用水为去离子水。Mn2+、Fe3+、Zn2+、Ca2+、Mg2+、Cu2+标准储备液浓度均为1g/L。样品的采集与处理方法

贝类海鲜购于海鲜市场，采用碳化酸溶法消解试样。将新鲜贝类洗净、沥干、去壳，然后粉碎，混匀准确称取10.00g试样于100mL烧杯中，

加入20mL硝酸高氯酸(1:3)混合液浸泡过夜，次日在电热板上加热消解，加热过程中试样有不同程度的碳化。取下冷却，加入适量混酸，继续在电热板上加热消解，直至溶液变为无色透明或略带黄色，继续加热赶酸至近干，加去离子水溶解定容50mL，备用。测试方法

分别取一定量的标准储备液配制成一系列标准溶液，利用标准曲线法测量样品中的微量元素含量。标准曲线绘制标准系列溶液的配制

用移液管准确移取1mL

1000ug/mL的*标准储备液于100mL的容量瓶中，加入超纯水定容至刻度线，摇匀，配制成10ug/mL

*标准溶液，贴上标签，备用。

用移液管准确吸取0

mL、5mL、10mL、15

mL、20

mL、25

mL

10

µg/mL

*标准溶液于6个100

m

L的容量瓶中，用去超纯水定容至刻线，摇匀、备用、各贴上标签。•标准曲线的绘制

按选定的仪器工作条件，由稀到浓依次测定各标准溶液的吸光度，以含*量为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制标准曲线。结果见表1

编号123456标样浓度00.51.01.52.02.5吸光度值公式及相关系数

Y=k*X+bR=？查阅相关资料得微量元素的标准曲线如下：二、原子发射法测贝类中的微量元素1

原子发射光谱分析的基本原理

利用物质在热激发或电激发下，每种元素的原子或离子发射特征光谱来判断物质的组成，而进行元素的定性与定量分析。

谱线的强度I与该元素在试样中的浓度（百分含量）c（在较低浓度下）成正比：即I=AC其中A是与实验测试条件，如激发条件、被测元素的性质等因素有关的常数。由光源提供能量使样品蒸发、形成气态原子、并进一步使气态原子激发而产生光辐射将光源发出的复合光经单色器分解成按波长顺序排列的谱线，形成光谱用用检测器检测光谱中谱线的波长和强度•2原子吸收分光光度计的构造及其功能激发光源光源具有使试样蒸发、解离、原子化、激发、跃迁产生光辐射的作用。分光系统有一些棱镜组合而成检测系统常用的检测方法有：目视法、摄谱法和光电法•2原子发射光谱的应用目前，原子发射光谱在材料分析中已经广泛应用，主要集中在金属合金材料、高纯稀土、难熔陶瓷材料、化学试剂、化工试剂、化工原材料及矿石等。其中，绝大部分方法为ICP-AES法，而以火花为激发光源的光电直读光谱法则主要用于钢铁冶炼过程中的炉前分析。环境水样、植物茎叶、煤灰飞、水系沉淀物、土壤等试样的重金属及稀土元素测定是新近原子发射光谱法用于环境分析研究的焦点，其中以形态分析备受人们关注。•3实验方案仪器

电感耦合全谱直读等离子发射光谱仪，微波消解仪，电子加热板。试剂与标准样

待测元素的标准储备液的浓度均为1.0mg/mL，As，Hg和Si购自国家钢铁材料测试中心，其他标液储备液由各自的光谱纯或高纯物质，用硝酸、盐酸、高氯酸和高纯水(电阻率18MΨ·cm)按标准方法进行配置。用时按元素激发难易、干扰大小，配成不同元素的组合浓度分别5、10、20μg·mL-1的混标液。样品制备

将鲜贝螺肉洗净、沥干、切碎、混匀，各称取3.00g于清洗好的聚四氟乙烯杯内，加入15mL硝酸(2+1)，加盖放于电子加热板上缓慢加热至170℃下消解40min后，放入消解罐，进行微波消解。•3实验方案ICP仪操作参数设定

据不同元素激发特性，进行工作参数优化设定，设置频率为27.12MHz，射频发生器功率RF为950～1150kW不等，雾化器压力25～30psi(约相当于1.7725×102～2.0670×105Pa)不等，辅气流量为1L·min-1，试液提升量为1.5～1.7mL·min-1不等，高波扫描5s，低波扫描30s，观察方向为垂直方向。测定

在仪器最佳工作条件下,制作各元素的标准曲线,根据标准曲线对各个样品进行测定。三、两种方法优缺点比较

两种方法都是光学分析方法，AES

是基于原子的发射现象，而

AAS

则是基于原子的吸收现象。原子吸收光谱原子发射光谱优点<1>

检出限低，灵敏度高<2>

分析精度好<3>

分析速度快<4>

应用范围广<5>

仪器比较简单，操作方便<1>

灵敏度高<2>

选择性好<3>

分析速度快<4>

试样消耗少(毫克级)缺点不能多元素同时分析。测定元素不同，必须更换光源灯，标准工作曲线的线性范围窄只能确定物质的元素组成与含量，不能给出物质分子及其结构的信息。