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上半部分我讲了如何用好UVS的问题。因为原子吸收分光光度计(AAS)和UVS都属于吸收光谱范畴,在20多种光谱仪器中,UVS和AAS具有很强的代表性!
所以,今天将这两种仪器作为一个专题由我来讲。上世纪90年代,一个全国性的学术会议,特地找我,邀请我做一个原子吸收仪器及其应用的学术报告;并且希望突出如何选择仪器条件这个使用者最关心的、根本性的问题。我和我的博士生讨论要不要接受这个邀请,大家都说这个题目非同小可,准备工作太难了;火焰AAS 就有36个条件需要选择、石墨炉AAS有48个条件需要选择!所以无奈,只好接受了。
积本人长期实践的经验和教训,深深感到,要用好AAS,非常困难!它是一个学问很深的问题。因为AAS分析工作中要得到准确 可靠的分析检测数据,必须要特别注重很多仪器条件的选择!今天因为时间关系,不能展开讲,只能讲一部分最重要、最关键的问题,给大家参考。感兴趣的朋友请参考我的专著。
用好AAS的12个最关键问题 根据仪器学理论和本人的实践,我总结出了用好使用AAS一些关键问题,今天因为时间限制只能讲我认为是最关键的、最重要的12个问题,供大家参考。
1、调0问题 原子吸收分光光度计的调0,分为仪器调0和空白调0 两种。所谓仪器调0,是消除由于仪器的噪声、漂移、外界干扰等因素造成的仪器0点不在原位的情况。主要是通过仪器的光学、机械、电子学、计算机等来实现仪器归0。如果原子吸收仪器的调0不好,整个分析过程中,仪器都不可能得到准确可靠性的测试数据。
所谓空白调0,就是利用空白溶液校正仪器测试样品前 的综合0点。这是原子吸收分析工作者用好仪器、保证分析 结果的可靠性最重要的一步。有些分析工作者,为了省事, 不管对什么样品的分析,一律用蒸馏水作为空白来调0。这 是不对的。因为原子吸收分析的试样越稀,误差越大。所 以不能不分具体情况,盲目用蒸馏水调0,这样分析结果产生的误差就非常大!所以,AAS分析工作者一定要重视调0的问题。 一般来讲,AAS的使用者用3倍最小检测限的溶夜或0.5%的硝酸水溶液调0为最佳。但还要注意试样的PH值,要保证试样与空白的PH值接近,否则,会出现负峰。
2、样品的代表性问题 分析样品往往只取几克至几十克,有时甚至 只取一克或一克以下。因此,要保证分析样品 的检验结果能代表抽检或送检样品乃至代表大 批量的原始样品,就必须按照标准方法的要求 进行取样、粉碎、过筛、干燥,并注意混匀后 称样。一般的送检样品只需出具检验报告,不 需要对测试结果做出评价,只对送检样品负责, 不对批量样品或原始样品负责。
但抽检样品时为监测报告,要对批量样品做出评价, 要对抽检的一批或所采同类样品的总体负责。 所以,被分析样品的代表性与分析结果的结论都是 非常重要的,从事仪器分析的科技工作者必须重视这 个问题。特别是经过计量认证的单位,出具的检验报 告或监测报告,都具有法律效应,更要重视这些问题。
3、样品的前处理与分离富集问题 样品的前处理会直接影响分析测定的准确程度。这不但与 前处理时试样分解是否完全,被测元素是否损失有关, 而且还与样品前处理时与所用的溶剂有关;不同溶剂对各种 元素的测定的结果具有不同程度的影响,特别是对微量元素的 微量组分来说,这一影响更为显著。例如:在食品标准 方法中测定铅时,不同方法对样品的消解液有不同的要求。
一般来讲,用石墨炉法压力消解罐消解时,多采用0.5~1.0克样品加2~4ml HNO3+23mlH2O2, 消解后冷却定容到10~25ml。干灰化法则用0.5mol/L的HNO3溶解灰粉,定容到10~25m。 湿式消解法用HNO3:HClO4(4:1)10ml,消解至冒白烟时再定容,直接取10~20µl进样测定。原子荧光或氢化物原子吸收法,采用HNO3+HClO4湿法消解,消解至淡黄色或白色时加水20ml,赶去剩余消化液0.5~1.0ml后,再定容供测定。
极谱法采用HNO3+HClO4消解,消解好的溶液要蒸干,得白色残渣后用所测Pb的底液溶消解后测定。 双硫腙法用HNO3+H2SO4消解,消解至无色后加20ml水, 加热至残存HNO3产生白烟,如此重复处理两次后定容待测。 样品分解后样液中往往包括共存干扰离子,或样液中测定元素浓度很低,要采取分离富集后进行测定;例如:食品方法中,用火焰法测铅,在处理好的样品中加入柠檬酸铵,用盐酸或氨水调节PH=7.2~7.6,再加入络合剂DDTC用MIBK萃取, 测定有机相中的铅。饮用水和废水在酒石酸存在下,用 硝酸氨水调节PH=2.2~2.8,以APDC作为络合剂,以 MIBK萃取,测定有机相中的铅。关于AAS的样品前处理,本人已经于2021年在分析测试百科网上发表了题为《AAS分析测试中样品前处理的基本方法和有关分析测试方法》的论文,请读者自己查阅。
4、注重测定条件对测定结果的影响 根据《仪器学》理论,不同的仪器和不同的样品, 要选用不同的最佳仪器分析条件;例如: 对火焰法测定时,要选择灯电流、光谱带宽、乙炔流量、 燃烧头高度等等;对石墨炉法测定时,最主要的有: 灯电流、光谱带宽、干燥温度、灰化温度、原子化温度、 升温速率、保留时间、净化阶段的温度与时间等条件的选择。 上面说的这些条件,都分析测试结果有绝对的影响,所以 一定要认真注意选择这些条件。举例说明如下:
一般来讲,火焰法测定铁、锰等元素的光谱带宽要求小于或等 于0.2nm;测定铬、锡时,乙炔流量要大一些,一般采 用还原性火焰,空心阴极灯发射谱线的光斑要在燃烧头 缝隙的正中,且有3~4mm的距离。石墨炉法中除正确 选择干燥、灰化、原子化、净化温度与时间等条件外,还要 注意标准溶液与样品溶液的粘度,要注意按样品溶液的特点 选择干燥、灰化、原子化温度与时间。
另外,对测定高浓度(浓度在标准系列浓度直线以 外,例如:2~4ng/ml)的钠、钾、锌等样品时,要 适当转动燃烧头的角度,并且将高浓度的吸光度一 般控制在0.2~0.5Abs以内(即在仪器的线性范围 内,主要是为了控制或减少分析误差)。
6、重视标准限量与称量、定容、标准系列浓度范围的关系 根据《仪器分析》理论,一般情况下是根据有关标准 限量、称量、定容,以适应标准系列浓度范围的要求, 且试样浓度应尽量在标准系列的中间。
①、对于水样,根据卫生部的标准限量:mg/l 时选用火 焰法;µg/l 时选用石墨炉法、氢化物发生原子吸收法、冷原 子吸收法。
②、对于食品等需要消解的样品,则要根据卫生部标 准限量、称样、定容,其浓度适应标系浓度的范围。例如, 蔬菜、水果、铅的卫生标准为0.2 mg/kg;食品标准方法中石 墨炉法测Pb的标系为10~80ng/ml。若称量2g,经微波消化 后定容为10 ml待测。测得的样品Pb的含量,按卫生标准计 算则为:0.2(µg)×2(样品量)/10 ml=40 ng/ml。 在标系范围内,且在标系中间。
注:0.2 mg/kg=0.2µg/g;称量2g溶于10ml,即浓度为2g/10ml 所以计算为:0.2µg/g×2g/10ml=0.4µg/10ml=400ng/10ml=40ng/ml 如矿物中锰含量为5×10-6 g。称取1.0 g样品,消化定容为50 ml。 其浓度为0.1µg /ml,邹宗福使用TAS-986/990型原子吸收分光光度 计测试时,设定标系浓度为0.05~0.8 µg /ml。能得到满意的分析 测试结果。
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