简答题1. 气相色谱法的主要特点是什么?
气相色谱的主要特点是选择性好,分离效率高,灵敏度高,分析速度快。
2. 用色谱法分析时分别依据什么进行定性和定量?
色谱定性的依据是保留数值,包括保留时间、相对保留时间、保留指数等等。色谱定量的依据是峰高和峰面积。
3. 色谱定性的方法有哪些?
主要的定性方法有:①纯物质对照法。②利用保留值经验规律定性。③利用其他方法定性。如利用化学方法配合进行未知组分定性。结合其他仪器进行定性,如色谱-质谱联用、色谱-核磁共振联用等。
4. 利用峰高或峰面积进行定量分析的依据是什么?它的准确度主要决定于什么?
无论采用峰高还是峰面积进行定量分析,其物质浓度(或含量)mi和相应的峰高或峰面积Ai之间必须呈直线函数关系,符合数学式mi=fiAi。这是色谱定量分析的重要根据。
色谱分析的准确度主要决定于进样量的重复性和操作条件的稳定程度。
5. 什么叫固定相?根据色谱柱内填充的固定相的不同,可把气相色谱法分为哪两类?请分别加以说明。
色谱柱内填充的不移动的、起分离作用的物质叫固定相。根据固定相的不同,气相色谱可分为气固色谱法和气液色谱法两类。若色谱柱内填充的是一种固体吸附剂,如分子筛、活性炭、氧化铝等,则此时进行的分析叫做气固色谱法。若色谱柱内填充的是一种惰性固体(无吸附性、催化性,但有较大的比表面积,约1m2/g和一定的机械强度),其表面涂有一层高沸点的有机化合物液膜(通常叫固定液),则此时进行的分析叫做气液色谱法。
6. 气液色谱中,对固定液有什么要求?
对固定液的要求有:
1)对样品中各组分都有溶解能力,而且具有选择性。
2)沸点高,蒸气压力小,不易流失。
3)热稳定性好,在工作温度下不易发生分解、聚合等反应。
4)粘度和凝固点要低。
5)化学稳定性好,不与样品、载气等发生化学反应。
6)能牢固地附着在载体表面,形成均匀结构的薄层。
7. 气液色谱中常用的固定液有哪几类(每类各举一例)?请举一常用的气液色谱固定相。
气液色谱常用的固定液有以下四类:
(1)非极性十八烷(或角鲨烷、阿匹松等)。
(2)中等极性癸二酸辛酯(或邻苯二甲酸二壬酯、磷酸三苯酯、丁二酸二乙醇酯等)。
(3)极性苯乙腈(或二甲基甲酰胺等)。
(4)氢键型如甘油(或季戊四醇等)。
8. 色谱柱为什么要老化?老化时的柱温和载气流速应如何控制?老化好的标志是什么?
色谱柱在使用前要进行老化处理,其目的一是彻底除去残余的溶剂和挥发性杂质,再是促进固定液均匀地、牢固地分布在载体表面。老化时的柱温应略高于操作时使用的柱温,但不能超过固定液的最高使用温度。应使用较低的载气流速,以使载气充分冲洗色谱柱。老化好的标志是接通记录仪后基线走得平直。
9. 简述热导检测器的工作原理及其优点。
热导池所以能够作为检测器,是根据不同的物质具有不同的导热系数。各种组分和载气通过热导池时,气体组成及浓度如发生变化,就会从热敏元件上带走不同的热量,使热敏元件的阻值发生变化,从而改变了电桥的输出信号,该信号的大小与载气中组分的浓度成正比。
热导池检测器的优点:
1)结构简单、操作方便。
2)灵敏度适宜,稳定性好。
3)线性范围宽。
4)应用范围广,绝大部分样品都能测定。
5)不破坏样品,可与其他仪器联用。
10. 简述氢火焰离子化检测器的工作原理及其特点。
有机物在氢火焰的高温下,被电离成带电的离子,这些离于在电场作用下进行定向流动,被收集极收集成微弱电流,此电流的大小与进入检测器的有机物的质量成正比,因此可根据电流大小进行定量分析。
氢火焰离子化检测器的特点是:
1)灵敏度高,比热导检测器高10~100倍。
2)死体积小,响应时间快。
3)线性范围宽。
4)结构简单、操作方便。
11. 色谱分析使用归一化法时应具备什么条件?
应具备三个条件:
1)样品中所有组分都必须出峰,否则结果不准确。
2)要已知各组分的校正因子。
3)各个峰之间要能较好的分离。
12. 简述什么是气固色谱法和气液色谱法?
气固色谱法是用固体(一般指吸附剂)作为固定相的气相色谱法。气液色谱法指将固定液涂渍在载体上作为固定相的气相色谱法。
13. 简述什么是色谱柱?什么是吸附剂?什么是固定相和流动相?
内有固定相用以分离混合组分的柱管是色谱柱。具有吸附活性并用于色谱分离的固体物质称吸附剂。色谱柱内不移动的、起分离作用的物质是固定相。固定液指涂渍在载体表面上起分离作用的物质,在操作温度下是不易挥发的液体,固定液是固定相的组成部分。在色谱柱中用以携带试样和洗脱组分的气体是流动相。用作流动相的气体称载气。
14. 简述气相色谱的柱效能?分离度(R)?灵敏度(S)?检测限(D)?
柱效能是色谱柱在色谱分离过程中主要由动力学因素(操作参数)所决定的分离效能。通常用理论板数、理论板高或有效板表示。
分离度(R)是两个相临色谱峰的分离程度,以两个组分保留值之差与其平均峰宽值之比表示
。
灵敏度(S)是通过检测器的物质量变化△Q时响应信号的变化率
。
检测限(D)是随单位体积的载气或在单位时间内进入检测器的组分所产生的信号等于基线噪声二倍时的量
。
15. 什么是色谱分析的分配系数(K)?
分配系数(K)指在平衡状态时,组分在固定液与流动相中的浓度之比。
16. 简述气相色谱定量分析的归一(化)法、内标法和外标法。
试样中全部组分都显示出色谱峰时,测量的全部峰值经相应的校正因子校准并归一后,计算每个组分的质量分数的方法称归一(化)法。在已知量的试样中加入能与所有组分完全分离的已知量的内标物质,用相应的校正因子校准待测组分的峰值,并与内标物质的峰值进行比较,求出待测组分的质量分数的方法称内标法。在相同的操作条件下,分别将等量的试祥和含待测组分的标准试样进行色谱分析,比较试样与标准试样中待测组分峰值,求出待测组分的含量的方法称外标法。
17. 色谱柱有什么作用?它们可以分为哪几类?各有什么特点?
分离系统的核心是色谱柱,它的作用是将多组分样品分离为单个组分。
色谱柱分为两类:填充柱和毛细管柱(开管柱)。
填充柱由柱管和柱内装的固定相组成,填充柱的特点是:制备简单,可供选用的固定相种类多,可解决各种分析问题。主要缺点是柱效能较低。
毛细管柱又分为空心毛细管柱、填充毛细管柱和多孔层毛细管柱三种。毛细管柱的特点是柱效能较高。
18. 什么是气相色谱的担体?担体有何作用?对担体有何要求?
担体也称作载体,它的作用是提供一个具有较大表面积的惰性表面,使固定液能在它的表面上形成一层均匀的液膜。由于载体结构和表面性质会直接影响柱的分离效果,因此在气液色谱中,要求载体表面应是化学惰性的,即无吸附性、无催化性,且热稳定性要好。为了能涂布更多的固定液又不增加液膜厚度,要求载体比表面积要大,孔径分布均匀,另外还要求载体机械强度好,不易破碎。
19. 载体(担体)可以分为几类?选择载体的原则是什么?
气相色谱常用担体(载体)主要有硅藻土型及非硅藻土型两大类。
选择载体的原则是:
1)固定液用量大于5%(质量分数)时,可选用硅藻土白色载体或红色载体;若固定液用量小于5%(质量分数)时,可选用表面处理过的载体。
2)腐蚀性样品可选氟载体;而高沸点组分可选用玻璃微球载体。
3)载体粒度一般选用60~80目或80~100目,高效柱可选用100~120目。
20. 气液色谱柱的制备有几个步骤?
气液色谱柱的制备有以下四个步骤:①色谱柱柱管的选择与清洗;②固定液的涂渍;③色谱柱的装填;④色谱柱的老化。
21. 原子吸收光谱法的基本原理是什么?
原子吸收光谱法的基本原理是基于元素所产生的原子蒸气对同种元素所发射的特征谱线的吸收作用进行定量分析。即由一种特制的光源(元素的空心阴极灯)发射出该元素的特征谱线,谱线通过该元素的原子蒸气时被吸收,产生吸收信号,所吸收的吸光度的大小与试样中该元素的含量成正比。即A=KC。
22. 原子吸收光谱法和分光光度法有何相同和不同之处?
相同之处:
1)它们均是依据样品对入射光的吸收来进行测量的。即经处理后的样品,吸收来自光源发射的某一特征谱线,经过分离之后,将剩余的特征谱线进行光电转换,经过记录器记录吸收强度的大小来测定物质含量的。
2)两种方法都遵守朗伯-比耳定律。
3)就其设备而言,均由四大部分组成即光源、单色器、吸收池(或原子化器)、检测器。
它们的不同之处:
1)单色器与吸收器的位置不同。在原子吸收光谱仪中,原子化器的使用相当于吸收池,它的位置在单色器之前,而分光光度计中吸收池在单色器之后,这是由于它们的吸收机理不同而决定的。
2)从吸收机理上看,分光光度法是利用有色化合物对光的吸收来测定的,属于宽带分子吸收光谱,它可以使用连续光源(钨灯、氢灯等),比色皿中的有色液也较稳定。原子吸收光谱是窄带原子吸收光谱,因而它所使用的光源必须是锐线光源(空心阴极灯等),在测量时必须将样品原子化,转化成基态原子,这在比色皿中是办不到的。
23. 原子吸收光谱法具有哪些特点?
1)灵敏度高。火焰原子吸收光谱对多数元素的测量灵敏度在百万分之一以上。少数元素采取特殊手段可达10-9级。无火焰原子吸收比火焰原子吸收还要灵敏几十倍到几百倍。
2)选择性好。共存元素对待测元素干扰少,一般不要分离共存元素。
3)测定元素范围广。可以测定元素周期表上70多个元素。
4)操作简便,分析速度快,分析方法容易建立,重现性好。
5)准确度高。可进行高精度的微量分析,准确度可达0.1%~1.0%。
24. 简述原子吸收光谱仪的四大系统中的主要部件名称及作用是什么?
1)光源主要部件是空心阴极灯。其作用是发射足够强度的特征谱线供测量用。
2)原子化器 分有火焰和无火焰两种。作用是将试样中被测元素转变成基态原子(即自由原子蒸气)。
3)光学系统 主要部件是单色器,由光栅和反射镜等组成。作用是把所需的特征谱线和其他谱线分开。
4)检测系统 主要部件为光电倍增管,作用是把分光后的特征谱线转换为电信号。目前有些仪器配有记录仪或电脑,可将电信号放大或记录下来,或直接显示为浓度值。
25. 原子吸收光谱分析常用的有哪些分析方法?进行一项测定时,常需哪些步骤?
原子吸收光谱分析常用的分析方法有:标准曲线法、标准加入法和浓度直读法。
进行一项测定时通常的步骤:
1)根据待测元素的灵敏度配制一份相当于0.1~0.5吸光度读数的标准溶液。
2)选择仪器的试验条件。
3)确定分析方法。
4)确定样品溶液的配制方法及是否需要采取分离、富集、前处理等。
5)确定是否需要消除干扰及消除的办法。
26. 原子吸收定量分析常采用标准曲线法,其标准曲线能否像分光光度法的标准曲线一样可较长时间使用?为什么?
原子吸收光谱分析的标准曲线不能长时间使用。分光光度法测定时,在仪器、药品、操作手续不变的情况下,标准曲线一般改变不大,而原子吸收操作时,每次开机与前一次开机的原子化条件不可能完全一致,因此需每次开机做标准曲线或再测标准溶液。
27. 进行原子吸收光谱分析会出现哪些干扰?如何消除各种干扰?
进行原子吸收光谱分析可能产生化学干扰、电离干扰、光谱干扰(背景吸收,邻近线干扰等)。消除方法:
1)化学干扰:①利用温度效应消除;②利用火焰气氛消除;③加入释放剂,利用置换反应消除;④加入保护剂;⑤加入助熔剂;⑥改变溶液的性质及雾化器的性能;⑦预先分离干扰物质。
2)电离干扰:加入电离抑制剂(或称消电离剂)。
3)光谱干扰:其中主要是背景吸收(干扰),它是光谱干扰的一种特殊形式,包括分子吸收,光的散射等。
①火焰原子吸收光谱干扰的消除:a.利用零点调整消除;b.利用氘灯连续光谱扣除火焰的分子吸收干扰。
②光散射的消除;利用背景校正,可以测量光散射的大小,求得被测元素吸收的真实信号。
另外还有基体效应(干扰),即溶液物理性质(粘度、张力、温度等)的变化使喷雾效率改变产生吸光度的改变。样品和标准溶液中主要成分匹配可减少基体效应干扰。
28. 原子吸收光谱分析测定结果灵敏度低是什么原因?如何解决?
测定结果灵敏度低的主要原因有:
1)元素灯发射背景太大。
2)元素灯工作电流太大,由于原子的自蚀效应,导致谱线变宽,灵敏度降低。
3)火焰温度选择不适当,燃气与助燃气之比选择不当。
4)火焰高度选择不当。
5)雾化器调整不好;或因长期不用,喷嘴被盐或脏东西堵塞使样品提取量减少,这是仪器灵敏度降低的主要原因。
6)撞击球与喷嘴的相对位置没有调好。
7)燃烧器与外光路不平行。
8)光谱通带选择不合适。
9)波长选择不合适。
10)燃气不纯。
11)空白溶液被污染,造成火焰状态不好,使空白吸收干扰增大,灵敏度降低。
12)雾化筒和燃烧缝严重锈蚀,雾化样品变成水珠。
13)雾化筒内有油膜或因长期不用而生锈,筒内积水,废液流动不通畅。
14)样品与标液存放时问过长变质、容器的吸附作用或化学反应的结果造成灵敏度降低。
15)火焰状态不好,摆动严重或呈锯齿状,使测定结果偏低。
16)燃气漏气或阀门关不灵造成工作条件改变。
17)气源压力不足。
针对以上产生原因,采取相应措施,即可解决。
29. 在原子吸收光谱分析中为什么会出现噪声过大的现象?如何解决?
在原子吸收光谱分析中产生过大的噪声的可能原因有:
1)由于火焰的高度吸收,当测定远紫外区域的元素(如As或Se)时,分析噪声可能较大。
2)空心阴极灯能量不足伴随从火焰或溶液组分来的强发射,引起光电倍增管的高度噪声。
3)吸喷有机样品试剂(如油或甲基异丁酮)玷污了燃烧器。
4)灯电流、狭缝、乙炔气和助燃气流量的设置不适当。
5)废液管状态不当,排液异常。
6)燃烧器狭缝被污染。
7)雾化器调节不当,雾滴过大。
8)乙炔钢瓶或空气压缩机输出压力不足。
9)检查空气过滤器,尤其发现在火焰中存在过量的钠发射时。不纯的乙炔也会有此类发射。
针对以上可能产生故障的原因,采用以下的方法即可排除:
1)采用背景校正有时可有所改善。
2)在允许的最大电流值内,增大灯的工作电流;换用能量大的新灯;试用其他吸收线进行分析;用化学方法去除溶液中能通过火焰产生强发射的干扰组分。
3)清洗燃烧器。
4)将灯电流、狭缝、乙炔气和助燃气的流量重新设置为一合适值。
5)更换排液管,重新设置水封。
6)清洗燃烧器的缝隙。
7)重新调节雾化器。
8)增加乙炔及空气的输出压力。
9)采取措施,纯化空气或乙炔气。
30. 在原子吸收光谱分析中分析结果偏高是什么原因?如何解决?
在原子吸收光谱分析中,分析结果偏高的可能原因有:
1)溶液中的固体未完全溶解,因而造成假吸收。
2)由于“背景吸收”造成假吸收。
3)未进行空白校正实验。
4)标准溶液变质。
5)由于潜线覆盖造成假吸收。
针对上述可能原因,采用下述方法即可解决:
1)调高火焰温度,使固体颗粒蒸发离解。
2)在共振线附近用同样条件再测定一次,把两次测得的结果相减。
3)做空白校正实验。
4)由于标准溶液变质,所以需重新配制标准溶液。
5)降低试样浓度,减少假吸收。
31. 在原子吸收光谱分析中分析结果偏低是什么原因?如何解决?
答在原子吸收光谱分析中,分析结果偏低的可能原因有:
1)试样挥发不完全,细雾颗粒大,在火焰中未完全离解。
2)标准溶液变质。
3)被测试样浓度太高,仪器工作在非线性部分。
4)试样被污染或存在其他物理化学干扰。
针对上述可能原因,采用下述方法即可解决:
1)调整撞击球和喷嘴相对位置,提高喷雾质量。
2)重新配制标准溶液。
3)减小试样浓度,使仪器工作在线性范围内。
4)消除干扰因素,更换试样。
32. 在原子吸收光谱分析中如何选择合适的火焰条件?
对于火焰条件的选择,一般应按下述步骤进行:
1)按测定元素的性质选择火焰种类(通常在空气-乙炔火焰或氧化亚氮-乙炔火焰之间进行选择)。
2)按照火焰种类选定燃烧器。
3)按照火焰种类选定喷雾器。
空气-乙炔火焰及氧化亚氮-乙炔火焰可合用一个喷雾器,在相同压强下,氧化亚氮流量约为空气流量的80%,但具体对某一台仪器是否合用还要见仪器说明。
4)助燃气压强一般在0.15~0.2MPa/cm2之间调定。调定助燃气流量,对一特定雾化器,其吸液量及雾化效率等因素也就较固定(还与溶液性质等有关)。在测定过程中,一般不再变动助燃气流量。
5)选定燃气流量,调定火焰的状态:选择时可用标准溶液吸喷,并改变流量(改变燃气流量时要重新调零)。根据吸光度一流量变化情况,选用具有最大吸光度值的流量范围中最小的流量。
完成以上的选择后,再确定燃烧器的高度。实验中,可以通过连续变化燃烧器高度,并吸喷标准溶液,观察吸光度的变化(也应注意零点有没有变化),选取具有最大吸光度的燃烧器高度。
33. 背景吸收是如何产生的?其影响如何?
背景吸收是来自原子化器(火焰或无火焰)的一种光谱干扰。它是由气态分子对光的吸收以及高浓度盐的固体颗粒对光的散射所引起的。
1)火焰成分对光的吸收。一般来说,波长越短,火焰成分的吸收越严重。这是由于火焰中OH、CH、CO等分子或基团吸收光源辐射的结果。这种干扰对分析结果的影响不大,一般可以通过零点的调节来消除。
2)金属的卤化物、氧化物、氢氧化物以及部分硫酸盐和磷酸盐分子对光的吸收。
在低温火焰中,上述分子对于测定结果的影响较明显,例如碱金属的卤化物在紫外光区的大部分波段均有吸收;但在高温火焰中,由于分子分解而变得不明显。碱土金属得氧化物和氢氧化物分子在它们发射谱线的同一光谱区中呈现明显的吸收。这种吸收在低温火焰或温度较高的空气-乙炔火焰中较为明显,在高温火焰中则吸收减弱。
3)固体微粒对光的散射。当进行低含量或痕量分析时,大量盐类进入原子化器,这些盐类的微粒在光路中阻挡光束而发生散射现象,此时将引致假吸收。
由此可见,背景吸收(分子吸收)主要是由于在火焰(或无火焰原子化装置)中形成了分子或较大的质点,因此除了待测元素吸收共振线外,火焰中的这些物质一分子和盐类,也吸收或散射光线,引起了部分共振发射线的损失而产生误差。这种影响一般是随波长的减短而增大,同时随基体元素浓度的增大而增大,并与火焰条件有关。无火焰原子化器较之火焰原子化器具有更严重的分子吸收。
34. 在使用原子吸收分光光度计时如何防止出现“回火”?
原子吸收分光光度计在使用过程中,为了防止出现“回火”甚至爆炸的危险,通常混合室应呈相对密闭的状态,可采取以下两条措施:
1)废液排放管采取水封式,“水封”的作用是既可以将废液顺利地排放出去,又能够防止燃料气体通过排放管逸出空间,否则会造成火焰不稳定,读数指针摆动,甚至“回火”。
2)在混合室的后端部设置由聚四氟乙烯制成的防爆垫(安全塞),当回火发生时,混合室内的可燃混合气体因燃烧而急剧膨胀,当混合室内压强增大到一定程度时,防爆垫能承受的压力将克服它与混合室之间的弹性配合力而自动脱离,使混合室呈开放状态,从而起到了安全防爆作用。
35. 氘灯背景校正法是如何校正背景干扰的?
近年来,许多原子吸收分光光度计都带有氘灯自动背景校正装置,用来自动扣除背景干扰,此法比邻近非吸收线法方便、可靠。
氘灯发射的是连续光谱,而吸收线是锐线,所以基态原子对连续光谱的吸收是很小的(即使是浓溶液,吸收也小于1%)。而当空心阴极灯发射的共振线通过原子蒸气时,则基态原子和背景对它都产生吸收。
氘灯背景校正法通过用一个旋转的扇形反射镜将两束光交替地通过火焰进入检测器。当共振线通过火焰时,测出的吸光度是基态原子和背景吸收的总吸光度,当氘灯光通过火焰时,测出的吸光度只是背景吸收(基态原子的吸收可以忽略不计),则两次测定值之差,即为待测元素的真实吸光度。
36. 原子吸收分光光度计分为哪几种类型?各有何特点?
原子吸收分光光度计按照仪器光路结构形式的不同,可将仪器分为单道单光束型、单道双光束型、双道单光束型及双道双光束型四种类型。
单道单光束型的原子吸收分光光度计是指仪器只有一个光源,一个分光系统,一个检测和显示系统,从光源中发出的光仅以单一光束的形式通过原子化器,分光系统和检测系统,每次只能测定一种元素。该类仪器具有结构简单、造价低、灵敏度较高的优点,其缺点是受光源强度波动影响较大,基线漂移。
单道双光束型原子吸收分光光度计是指从光源中发出的光被切光器分成为强度相等的两束光,一束光通过原子化器,另一束光不通过原子化器,只作为参比光束,两束光交替地进入分光系统和检测系统。该类仪器中两束光来自同一光源,光源的任何波动可以由参比光束的作用而得到补偿,即消除了光源强度波动的影响,提高了仪器的稳定性。
双道单光束型的仪器有两个光源,两个分光系统,两个检测、显示系统,而光束只有一路,该类仪器利用两个独立的分光系统和两个独立的检测系统对两路光源的光进行分光和检测,同时给出两种元素的检测结果,故一次可以测定两种元素,并可以方便地进行背景吸收扣除。
双道双光束型的仪器采用两种不同的光源,具有两个分光系统,两个检测、显示系统,但每一个光源所发出的光均分为两束,一束通过原子化器,另一束则不通过原子化器,只作为参比光束。该类仪器可以同时测定两种元素,能消除光源强度波动的影响及原子化系统的干扰,准确度高,稳定性好,但仪器结构复杂,价格昂贵。
37. 在原子吸收光谱分析中常用的定量分析方法有哪几种?它们各有何特点?
应用原子吸收光谱法进行定量测定时,常用的定量分析方法主要有四种:分别为标准曲线法、直接比较法、标准加入法和内标法,此外还有浓度直读法和紧密内插法等。
标准曲线法是常用的分析方法。该法主要适用于在样品组成简单或共存元素无干扰且样品浓度比较低的情况下使用,该法可用于大批同种样品的分析。
直接比较法要求标准曲线是一条通过坐标原点的直线,适用于干扰小、浓度低的试样测定,并要求试样溶液与标准溶液的吸光度非常接近。该法操作比较简单。
标准加入法可以消除基体效应带来的影响,并在一定程度上消除了化学干扰和电离干扰,但不能消除背景吸收干扰,该法适用于当基体组成未知或基体较复杂,干扰不宜消除的情况下使用。该法的精确度较高。
内标法在一定程度上可以消除由于仪器工作条件(如气体流量、火焰状态、石墨炉温度等)的波动,试液粘度、表面张力的变化,基体效应等因素给测定带来的误差,故准确度高。但该方法比较麻烦,其应用受到测量仪器的限制,若采用双道双光束型的仪器进行测定则十分方便。
浓度直读法是在标准曲线为直线的浓度范围内,应用仪器的标尺扩展或数字浓度直读装置测量,人为地使读数和标准溶液的浓度值一致。该法省去了绘制标准曲线的手续,加快了分析速度,应用浓度直读方法时,必须用标准曲线反复校正后再进行测定,喷雾时,标准溶液与试样溶液消耗的体积应一致,才能获得较好的重复性。每一试样要重复读数2~3次,取其平均值。
紧密内插法适用于当原子吸收的工作曲线在高浓度区发生弯曲的情况下使用。运用紧密内插法可以使原子吸收法进行高含量组分的分析,其所得结果的准确度和精密度可以与化学法相媲美。
38. 在原子吸收光谱分析中如何配制待测元素的标准溶液?
在火焰原子吸收法中,标准溶液的浓度单位通常为μg/mL;在无火焰原子吸收法中,标准溶液的浓度单位通常为μg/L。在配制标准溶液时,通常使用各被测元素合适的盐类(基准物)来配成,当没有合适的盐类可供选择时,也可直接溶解相应的高纯(质量分数为99.99%)的金属丝、棒、片于合适的溶剂中,然后稀释成所需浓度范围的标准溶液,但不能使用海绵状金属或金属粉末来配制。金属在溶解之前,要磨光利用稀酸清洗,以除去表面的氧化层。
至于非水标准溶液可将金属有机物溶于适宜的有机溶剂中配制(或将金属离子转化成萃取的化合物),用合适的溶剂萃取,通过测定水相中的金属离子含量间接加以标定。
当所需标准溶液的浓度低于0.1mg/mL时,应先配成比使用的浓度高1~3个数量级的浓溶液(大于1mg/mL)作为储备液,然后经稀释配成。
在配制标准溶液时应注意使用去离子水,尤其在测定常见元素如钙、镁、铁、铜、锌、钠等时更应注意保证去离子水的纯度及所用玻璃器皿(如容量瓶、刻度移液管等)的洁净和不被沾污。溶解高纯金属通常使用优级纯的硝酸或盐酸,而避免使用磷酸或硫酸。储备液应保存在玻璃或聚乙烯试剂瓶中(金、银等元素的储备液应保存在棕色试剂瓶中,有些含氟的储备液只能用聚乙烯试剂瓶储存),且储备液应保持一定的酸度防止金属离子水解,以达到能存放较长时间的目的。浓度很小(小于1μg/mL)的标准溶液不稳定,使用时间不应超过1~2天。
39. 在原子吸收光谱分析中使用标准加入法定量时需注意哪些问题?
使用标准加入法时,应该注意以下几个问题:
1)在用作图外推法时,要求相应的标准曲线应是一条通过坐标原点的直线,且待测试液的浓度应在此线性范围内。这是因为标准加入法也是建立在吸光度与浓度成正比的基础上的(即遵循朗伯比尔定律)。
2)待测元素的标准加入浓度应适当,加入浓度过高或过低,将使标准加入曲线的斜率过大或过小而产生较大误差。一般情况下,所加入的第一份标准溶液的浓度与试样溶液的浓度应当接近,以免给测定结果引进较大的误差。
3)为了保证能够得到较为准确的外推结果,至少要采用四个点来制作外推曲线。
40. 在原子吸收光谱分析中根据火焰的不同性质可将火焰分为哪几种类型?它们各有何特点?
根据火焰的性质,可将火焰分为三类,即中性火焰,贫燃性火焰和富燃性火焰。
中性火焰,也叫化学计量火焰。这种火焰的燃烧气和助燃气之比(即燃助比)是按照它们之间化学反应时的化学计量关系供给的。其特点是:火焰温度较高,干扰少,稳定性好,适合于多数元素的原子化。
富燃性火焰,也叫还原性火焰。此种火焰的燃助比大于化学计算量,即燃烧气过量。其特点是,火焰燃烧不充分,温度较中性火焰稍低,具有较强的还原性,适合于易形成难离解氧化物的元素(如Cr、Mo等)的原子化。
贫燃性火焰,也叫氧化性火焰。此种火焰的燃助比小于化学计算量,即助燃气过量。其特点是,火焰燃烧充分,温度较富燃性火焰高,不具有还原性,适合于易电离、易离解元素(如碱金属)的原子化。