仪器分析实验原子发射与原子吸收光谱法实验一五四原子发射光谱定性和半定量分析5一、实验目的1.掌握用“谱线图”比较法进行光谱定性分析的方法。2.掌握谱线强度比较法进行半定量分析的方法。3.学习平面光栅摄谱仪和映谱仪的操作方法及暗室冲洗技术。二、方法原理每种元素的原子（或离子）受到激发后，都将发射出其特定波长的光谱线，它代表了元素的特征，这就是发射光谱定性分析的依据。然而，每一种元素都可以发射许多条不同波长的谱线，由于原子的内在原因，决定了各条谱线的强度也不相同。当元素含量降低时，光谱中强度弱的谱线相继消失，最后消失的儿条谱线叫做最后线，即灵敏线。最后线是检出限量最低的谱线。每种元素有它自己的最后线。定性分析时，首先要检查光谱中的几条最后线是否出现，如该元素存在，则最后线必然出现。如该元素的最后线不出现，则灵敏度较差的谱线就不可能出现。这时若在灵敏度较差的谱线位置上出现了谱线，就可能是由其他元素的干扰而引起的。事实上，由于试样中许多元素的谱线波长相近，而摄谱仪及感光板的分辨率又有限，因此在记录到的试样光谱中，谱线会相互重叠，发生干扰，当需要确证某一元素的分析线是否受到于扰时，首先要判明于扰元素是否存在（可检查于扰元素的最后线出现与否）。当一条分析线确实受到于扰时，只能寻找别的分析线，即灵敏度较差的线。一般只要确定该元素的少数几条最后线或者一些特征线存在，就可以确定该元素存在。利用这一特性可对70余种元素进行定性分析。为了便于识别谱线波长位置，通常用铁光谱作为波长标尺，将铁棒或氧化铁粉末与试样并列摄谱，把摄得的谱板置于映谱仪上，放大20倍与“谱线图”进行比较，如果某些元素的灵敏线出现则证明试样中存在这些元素。在一定的条件下，元素的谱线强度随着其含量增高而增大，利用这一特性可对各种元素进行定量分析。为了确定其大致含量，可将试样与半定量标样在同一块感光板上摄谱，然后在映谱仪上用目视法，对被测元素的黑度进行比较，借助所出现最低级别谱线的强度级数估计各元素在试样中的大致含量，即光谱半定量分析法。表154-1列出了所出现最低级别谱线的强度级数与含量的对应关系。1
仪器分析实验 原子发射与原子吸收光谱法 实验一五四 原子发射光谱定性和半定量分析 一、实验目的 1.掌握用“谱线图”比较法进行光谱定性分析的方法。 2.掌握谱线强度比较法进行半定量分析的方法。 3.学习平面光栅摄谱仪和映谱仪的操作方法及暗室冲洗技术。 二、方法原理 每种元素的原子（或离子）受到激发后，都将发射出其特定波长的光谱线，它代表了元素 的特征，这就是发射光谱定性分析的依据。 然而，每一种元素都可以发射许多条不同波长的谱线，由于原子的内在原因，决定了各条 谱线的强度也不相同。当元素含量降低时，光谱中强度弱的谱线相继消失，最后消失的几条谱 线叫做最后线，即灵敏线。最后线是检出限量最低的谱线。每种元素有它自己的最后线。定性 分析时，首先要检查光谱中的几条最后线是否出现，如该元素存在，则最后线必然出现。如该 元素的最后线不出现，则灵敏度较差的谱线就不可能出现。这时若在灵敏度较差的谱线位置上 出现了谱线，就可能是由其他元素的干扰而引起的。 事实上，由于试样中许多元素的谱线波长相近，而摄谱仪及感光板的分辨率又有限，因此， 在记录到的试样光谱中，谱线会相互重叠，发生干扰，当需要确证某一元素的分析线是否受到 干扰时，首先要判明干扰元素是否存在（可检查干扰元素的最后线出现与否）。当一条分析线 确实受到干扰时，只能寻找别的分析线，即灵敏度较差的线。一般只要确定该元素的少数几条 最后线或者一些特征线存在，就可以确定该元素存在。利用这一特性可对 70 余种元素进行定 性分析。 为了便于识别谱线波长位置，通常用铁光谱作为波长标尺，将铁棒或氧化铁粉末与试样并 列摄谱，把摄得的谱板置于映谱仪上，放大 20 倍与“谱线图”进行比较，如果某些元素的灵 敏线出现则证明试样中存在这些元素。 在一定的条件下，元素的谱线强度随着其含量增高而增大，利用这一特性可对各种元素进 行定量分析。为了确定其大致含量，可将试样与半定量标样在同一块感光板上摄谱，然后在映 谱仪上用目视法，对被测元素的黑度进行比较，借助所出现最低级别谱线的强度级数估计各元 素在试样中的大致含量，即光谱半定量分析法。表 154-1 列出了所出现最低级别谱线的强度级 数与含量的对应关系。 1
表154-1谱线强度级数与含量的对应表谱线强度级含量等级估计含量范围（%）1主体100~1010~1 2~3大量中量4~51~0.1小量6~70.1-0.01微量8~90.01~0.001痕量10<0.001三、仪器和试剂仪器：WPG一100型平面光栅摄谱仪：交流电弧发生器：映谱仪试剂：天津紫外Ⅱ型感光板：铁电极：碳粉（光谱纯）：显影液：定影液：被测试样标准样：标准样配制的原则应使标准样和试样的成分相近，并有适当的浓度间隔。因此，以不含被测元素的矿样（空矿）作基物较好，但进行光谱定性全分析时，难以找到合适的空矿。一般采用人工合成基体来配制标准样，通常按Fe5%，A17%，Ca2%，Mg1%，Na1%，K0.5%，Si33.5%的质量比，称出相应的氧化物混合研磨而成。然后加入定量的被测元素（如Pb，Cr，Cu等）配成1%的标准样，再依次用人工基物逐步稀释成0.1%，0.01%，0.001%的一套标准样。四、实验步骤1.摄谱（1）装样：取孔穴2.5mm×3.0mm×0.5mm的石墨电极分别装入标准样、试样和铁粉，试样应压紧并露出碳孔边缘。（2）接好光源线路，调至光线全部均匀地照射在狭缝盖上的全圆圈内。（3）设置摄谱工作条件：狭缝7um：中间光栏5mm：上电极，圆锥形石墨棒：下电极，有孔石墨电极（已装样）：感光板天津Ⅱ型。（4）装感光板：取下感光板盒、在暗室里装感光板，装在2400~4200A波段处，盖紧板盒后，装至摄谱仪上，抽开挡板使感光板乳剂面对准光路。（5）安装电极：分别将电极插入电极架上调整电极间距，点燃电弧，调节电极头成像落在中间光栏两侧。光线均匀照明狭缝，取下狭缝盖后即可摄谱。（6）摄谱顺序①定性分析采用哈特曼光栏（即不移动感光板）摄谱。A，铁谱将哈特曼光栏置于2，5，8处，控制电流在5A左右，曝光约15SB.试样摄谱将哈特曼光栏置于1（或3，4，6，7，9）处，控制电流6A左右曝光30S升高电流至8~10A，至试样烧完为止（孤焰呈紫色、电流下降、发出岐岐声），记录摄谱时间。2
表 154-1 谱线强度级数与含量的对应表 谱线强度级 估计含量范围 (%) 含量等级 1 2~3 4~5 6~7 8~9 10 100~10 10~1 1~0.1 0.1~0.01 0.01~0.001 <0.001 主体 大量 中量 小量 微量 痕量 三、仪器和试剂 仪器：WPG－100 型平面光栅摄谱仪；交流电弧发生器；映谱仪 试剂：天津紫外Ⅱ型感光板；铁电极；碳粉（光谱纯）；显影液；定影液；被测试样； 标准样：标准样配制的原则应使标准样和试样的成分相近，并有适当的浓度间隔。因此， 以不含被测元素的矿样（空矿）作基物较好，但进行光谱定性全分析时，难以找到合适的空矿。 一般采用人工合成基体来配制标准样，通常按 Fe 5%，A1 7%，Ca 2%，Mg 1%，Na 1%，K 0.5%， Si 33.5%的质量比，称出相应的氧化物混合研磨而成。然后加入定量的被测元素（如 Pb，Cr， Cu 等）配成 1%的标准样，再依次用人工基物逐步稀释成 0.1%，0.01%，0.001%的一套标准样。 四、实验步骤 1. 摄谱 （1）装样：取孔穴 2.5mm×3.0mm×0.5mm 的石墨电极分别装入标准样、试样和铁粉， 试样应压紧并露出碳孔边缘。 （2）接好光源线路，调至光线全部均匀地照射在狭缝盖上的全圆圈内。 （3）设置摄谱工作条件：狭缝 7μm；中间光栏 5mm；上电极，圆锥形石墨棒；下电极， 有孔石墨电极（已装样）；感光板天津Ⅱ型。 （4）装感光板：取下感光板盒、在暗室里装感光板，装在 2400~4200Å 波段处，盖紧板 盒后，装至摄谱仪上，抽开挡板使感光板乳剂面对准光路。 （5）安装电极：分别将电极插入电极架上调整电极间距，点燃电弧，调节电极头成像落 在中间光栏两侧。光线均匀照明狭缝，取下狭缝盖后即可摄谱。 （6）摄谱顺序 ①定性分析 采用哈特曼光栏（即不移动感光板）摄谱。 A．铁谱 将哈特曼光栏置于 2，5，8 处，控制电流在 5A 左右，曝光约 15S。 B．试样摄谱 将哈特曼光栏置于 1（或 3，4，6，7，9）处，控制电流 6A 左右曝光 30S， 升高电流至 8~10A，至试样烧完为止（孤焰呈紫色、电流下降、发出吱吱声），记录摄谱时间。 2
C.空碳棒摄谱将哈特曼光栏置于4（或其他未摄谱位置）处，取未装试样的一对石墨电极，按试样摄谱条件进行摄谱，用以检查石墨电极的纯度。②半定量分析采用固定光栏摄谱（即将光栏位置固定在1mm高度），每摄完一个试样，将感光板位置移动1.5mm（1.5刻度）。A.铁谱摄谱条件同定性分析。B.半定量分析试样摄谱条件同定性分析。C.半定量分析标准摄谱条件同半定量分析试样。（7）暗室处理摄谱完毕后，取下板盒，在暗室里用红色安全灯进行显影、定影，再用水冲洗干净，晾干，备用。显影温度：18~20℃；显影时间：4min；乳剂面向上。定影可在室温下进行，至谱板全部透明即可取出用水冲洗。显影、定影时应摇动液体。2.识谱（1）将已摄好的谱板，置于映谱仪上调整映谱仪使谱线达到清晰，然后用“谱线图”进行比较。（2）认识铁光谱：将谱板从短波向长波移动，即自2400A移至3500A左右，每隔100A记忆铁光谱的特征线。在3600A左右出现氰带，3600A，3900A，4200A是三个氰带（CN）的带头。（3）大量元素的检查：凡试样谱带上的粗黑谱线，均用“谱线图”查对，以确定试样中哪些元素大量存在。（4）杂质元素的检查：在波长表上查出待测元素的灵敏线，根据其灵敏线所在的波段用图谱与谱板进行比较。如果某元素的灵敏线出现，则可确定该元素存在。但应注意试样中大量元素和其它杂质元素谱线的干扰。一般应找2~3条灵敏线进行检查，根据这2~3条灵敏线均已出现，才能确定此元素的存在。（5）半定量分析：将试样中被测元素的灵敏线与标样中该谱线的黑度进行比较，即可确定该元素的大致含量。五、数据处理1、定性分析根据试样谱板与“谱线图”对比的结果，指出试样中某元素出现的2~3条灵敏线及其黑度，以确定大量元素、中量元素、微量元素、痕量元素等。2、定量分析比较试样和标准中同一条灵敏线的黑度，以确定黑度~1%，~0.1%，~0.01%0.001%，若在0.1%和0.01%之间，并接近0.01%时，则可用0.1%~0.01%表示，以此表示被测元素的半定量分析结果。3
C．空碳棒摄谱 将哈特曼光栏置于 4（或其他未摄谱位置）处，取未装试样的一对石墨 电极，按试样摄谱条件进行摄谱，用以检查石墨电极的纯度。 ②半定量分析 采用固定光栏摄谱（即将光栏位置固定在 1mm 高度），每摄完一个试样，将感光板位置 移动 1.5mm（1.5 刻度）。 A．铁谱 摄谱条件同定性分析。 B．半定量分析试样 摄谱条件同定性分析。 C．半定量分析标准 摄谱条件同半定量分析试样。 （7）暗室处理 摄谱完毕后，取下板盒，在暗室里用红色安全灯进行显影、定影，再用水冲洗干净，晾干， 备用。 显影温度：18~20℃；显影时间：4min；乳剂面向上。定影可在室温下进行，至谱板全部 透明即可取出用水冲洗。显影、定影时应摇动液体。 2. 识谱 （1）将已摄好的谱板，置于映谱仪上调整映谱仪使谱线达到清晰，然后用“谱线图”进 行比较。 （2）认识铁光谱：将谱板从短波向长波移动，即自 2 400Å 移至 3 500Å 左右，每隔 100Å 记忆铁光谱的特征线。在 3 600Å 左右出现氰带，3 600Å，3 900Å，4 200Å 是三个氰带（CN） 的带头。 （3）大量元素的检查：凡试样谱带上的粗黑谱线，均用“谱线图”查对，以确定试样中 哪些元素大量存在。 （4）杂质元素的检查：在波长表上查出待测元素的灵敏线，根据其灵敏线所在的波段用 图谱与谱板进行比较。如果某元素的灵敏线出现，则可确定该元素存在。但应注意试样中大量 元素和其它杂质元素谱线的干扰。一般应找 2~3 条灵敏线进行检查，根据这 2~3 条灵敏线均 已出现，才能确定此元素的存在。 （5）半定量分析：将试样中被测元素的灵敏线与标样中该谱线的黑度进行比较，即可确 定该元素的大致含量。 五、数据处理 1、定性分析 根据试样谱板与“谱线图”对比的结果，指出试样中某元素出现的 2~3 条 灵敏线及其黑度，以确定大量元素、中量元素、微量元素、痕量元素等。 2、定量分析 比较试样和标准中同一条灵敏线的黑度，以确定黑度~1%，~0.1%，~0.01%， ~0.001%，若在 0.1%和 0.01%之间，并接近 0.01%时，则可用 0.1%~0.01%表示，以此表示被 测元素的半定量分析结果。 3
六、注意事项1、激发光源为高电压、高电流装置，实验时应遵守操作规程，注意安全。2、试验中使用的光学仪器，不能用手或布去擦拭光学表面，室内应保持干燥、清洁。3、开始摄谱前，先打开通风设备，使金属蒸汽排出室外。思考题1.什么叫元素的共振线、灵敏线和特征谱线？2.元素光谱图由哪几部分组成？为何要拍摄纯铁谱，空白样？3.安装乳胶千板时，为什么乳剂面一定要向下？若装反了，会产生怎样的后果？4.定性分析时，如何判断试样中某种元素的存在？可能会出现哪些异常现象？实验一五五火焰原子吸收光谱法测定钙一、实验目的1.通过对钙最佳测定条件的选择，了解与火焰性质有关的一些条件参数，及对钙测定灵敏度的影响。2.了解原子吸收分光光度计的基本结构与原理。3.掌握火焰原子吸收光谱分析的基本操作：加深对灵敏度、准确度、空白等概念的认识。二、方法原理原子吸收光谱分析主要用于定量分析，它的基本依据是：将一束特定波长的光投射到被测元素的基态原子蒸汽中，原子蒸汽对这一波长的光产生吸收，未被吸收的光则透射过去。在一定浓度范围内，被测元素的浓度（c）、入射光强(lo)和透射光强（I）三者之间的关系符合Lambert-Beer定律：I,=loX(10-abc）（式中a为被测组分对某一波长光的吸收系数，b为光经过的火焰的长度）。根据这一关系可以用校准曲线法或标准加入法来测定未知溶液中某元素的含量。钙是火焰原子化的敏感元素。测定条件的变化（如燃助比、测光高度或者称燃烧器高度）、干扰离子的存在等因素都会严重影响钙在火焰中的原子化效率，从而影响钙测定灵敏度。原子化效率是指原子化器中被测元素的基态原子数目与被测元素所有可能存在状态的原子总数之比。在火焰原子吸收法中，决定原子化效率的主要因素是被测元素的性质和火焰的性质。电离能、解离能和结合能等物理化学参数的大小决定了被测元素在火焰的高温和燃烧的化学气氛中解离、化合、电离的难易程度。而燃气、助燃气的种类及其配比决定了火焰的燃烧性质，如火焰的化学组成，温度分布和氧化还原性等，它们直接影响着被测元素在火焰中的存在状态。因此在测定样品之前都应对测定条件进行优化。4
六、注意事项 1、 激发光源为高电压、高电流装置，实验时应遵守操作规程，注意安全。 2、 试验中使用的光学仪器，不能用手或布去擦拭光学表面，室内应保持干燥、清洁。 3、 开始摄谱前，先打开通风设备，使金属蒸汽排出室外。 思考题 1.什么叫元素的共振线、灵敏线和特征谱线？ 2.元素光谱图由哪几部分组成？为何要拍摄纯铁谱，空白样？ 3.安装乳胶干板时，为什么乳剂面一定要向下？若装反了，会产生怎样的后果？ 4.定性分析时，如何判断试样中某种元素的存在？可能会出现哪些异常现象？ 实验一五五 火焰原子吸收光谱法测定钙 一、实验目的 1. 通过对钙最佳测定条件的选择，了解与火焰性质有关的一些条件参数，及对钙测定灵敏 度的影响。 2. 了解原子吸收分光光度计的基本结构与原理。 3. 掌握火焰原子吸收光谱分析的基本操作；加深对灵敏度、准确度、空白等概念的认识。 二、方法原理 原子吸收光谱分析主要用于定量分析，它的基本依据是：将一束特定波长的光投射到被测 元素的基态原子蒸汽中，原子蒸汽对这一波长的光产生吸收，未被吸收的光则透射过去。在一 定浓度范围内，被测元素的浓度（c）、入射光强(I0)和透射光强（It）三者之间的关系符合 Lambert-Beer定律：It=I0×(10-abc)（式中a为被测组分对某一波长光的吸收系数，b为光经过的 火焰的长度）。根据这一关系可以用校准曲线法或标准加入法来测定未知溶液中某元素的含量。 钙是火焰原子化的敏感元素。测定条件的变化（如燃助比、测光高度或者称燃烧器高度）、 干扰离子的存在等因素都会严重影响钙在火焰中的原子化效率，从而影响钙测定灵敏度。 原子化效率是指原子化器中被测元素的基态原子数目与被测元素所有可能存在状态的原 子总数之比。在火焰原子吸收法中，决定原子化效率的主要因素是被测元素的性质和火焰的性 质。电离能、解离能和结合能等物理化学参数的大小决定了被测元素在火焰的高温和燃烧的化 学气氛中解离、化合、电离的难易程度。而燃气、助燃气的种类及其配比决定了火焰的燃烧性 质，如火焰的化学组成，温度分布和氧化还原性等，它们直接影响着被测元素在火焰中的存在 状态。因此在测定样品之前都应对测定条件进行优化。 4
三、仪器和试剂仪器：AA300型原子吸收分光光度计（美国PE公司）：10mL比色管：6支：25mL比色管：1支：100mL容量瓶：1个：5mL分度吸量管：2支试剂：钙标准溶液：100ug·mL：镧溶液：10mg·mL。若去离子水的水质不好，会影响钙的测定灵敏度和校准曲线的线性关系，加入适量的镧可消除这一影响。本实验以乙炔气为燃气，空气为助燃气。四、实验步骤（1）测试溶液的制备①条件试验溶液的配制：将100μg·mL的Ca+标液稀释成浓度约为2-3μg·mL-的Ca2+试液100mL，摇匀。此溶液用于分析条件选择实验。②标准溶液的配制：用分度吸量管取一定体积的100μg·mLCa+标液于25mL比色管中，用去离子水稀释至25mL刻度处，其浓度应为10ugmLl。于6支10mL比色管中分别加入一定体积的10μg·mLCa2*标液，用去离子水稀释至10mL刻度处，摇匀。配成浓度分别为0、0.5、1.0、2.0、2.5、3.0ug.mL的Ca2+标准系列溶液，用于制作校准曲线。（2）分析条件的选择本实验只对燃烧器高度和燃助比这两个条件进行选择。在原子吸收光谱仪中，整个原子化器的上、下、前、后位置和燃烧器头的旋转角度都是可调的。从光源发出的光，其光路是不变的。若改变原子化器的上、下位置，就相当于入射光穿过了火焰的不同部位，如图155-1所示。通常原子化器旁装有一标度尺，可读出高度变化的相对值。由于火焰燃烧性质和温度分布的不均匀性，在HI、H2和H3位置测定的吸光度值会有一些差别。差别的大小因火焰种类和元素性质而异。钙在火焰中易形成氧化物，若在火焰的还原区或高温区，就可避免或减少氧化钙的形成，使钙的自由原子数目增多。燃烧器高度的选择就是在寻找原子化的最佳的区域。仕仕7H.M(a)(b)(c)图155-1燃烧器高度变化火焰的燃助比变化也会导致测量灵敏度的变化。同样，变化的大小也因火焰种类和元素的性质而定。即使是相同种类的火焰，燃助比不同，也会引起最佳测量高度的改变，从而使测量灵敏度发生变化。从图155-2可看出燃烧器高度与燃助比两个条件的相互依赖关系。当仪器的光学及电学部分处于稳定的工作状态时，就可根据操作规程对分析条件进行选5
三、仪器和试剂 仪器：AA300 型原子吸收分光光度计（美国 PE 公司）；10mL 比色管：6 支；25mL 比色 管：1 支；100mL 容量瓶：1 个；5mL 分度吸量管：2 支 试剂：钙标准溶液：100μg·mL-1；镧溶液：10 mg·mL-1。若去离子水的水质不好，会 影响钙的测定灵敏度和校准曲线的线性关系，加入适量的镧可消除这一影响。 本实验以乙炔气为燃气，空气为助燃气。 四、实验步骤 （1）测试溶液的制备 ① 条件试验溶液的配制：将 100 μg·mL-1的Ca2＋ 标液稀释成浓度约为 2-3μg·mL-1的 Ca2＋ 试液 100mL，摇匀。此溶液用于分析条件选择实验。 ② 标准溶液的配制：用分度吸量管取一定体积的 100μg·mL-1Ca2＋ 标液于 25mL比色管 中，用去离子水稀释至 25mL刻度处，其浓度应为 10μg·mL-1。于 6 支 10mL比色管中分别加 入一定体积的 10μg·mL-1Ca2＋ 标液，用去离子水稀释至 10mL刻度处，摇匀。配成浓度分别 为 0、0.5、1.0、2.0、2.5、3.0μg·mL-1的Ca2＋ 标准系列溶液，用于制作校准曲线。 （2）分析条件的选择 本实验只对燃烧器高度和燃助比这两个条件进行选择。在原子吸收光谱仪中，整个原子化 器的上、下、前、后位置和燃烧器头的旋转角度都是可调的。从光源发出的光，其光路是不变 的。若改变原子化器的上、下位置，就相当于入射光穿过了火焰的不同部位，如图 155-1 所示。 通常原子化器旁装有一标度尺，可读出高度变化的相对值。由于火焰燃烧性质和温度分布的不 均匀性，在H1、H2和H3位置测定的吸光度值会有一些差别。差别的大小因火焰种类和元素性 质而异。钙在火焰中易形成氧化物，若在火焰的还原区或高温区，就可避免或减少氧化钙的形 成，使钙的自由原子数目增多。燃烧器高度的选择就是在寻找原子化的最佳的区域。 图 155-1 燃烧器高度变化 火焰的燃助比变化也会导致测量灵敏度的变化。同样，变化的大小也因火焰种类和元素的 性质而定。即使是相同种类的火焰，燃助比不同，也会引起最佳测量高度的改变，从而使测量 灵敏度发生变化。从图 155-2 可看出燃烧器高度与燃助比两个条件的相互依赖关系。 当仪器的光学及电学部分处于稳定的工作状态时，就可根据操作规程对分析条件进行选 5
择。首先将空气和乙炔气流量分别调至5.5L·min和1.0L·min-，然后改变燃烧器高度分别为6，7，8，9，10，11，12mm；在各高度下测定钙溶液的吸光度值，根据测定结果将燃烧器固定在所选择的最佳位置。然后通过调节改变乙炔气流量分别为0.2，0.3，0.4，0.5，0.6，0.7，0.8，0.9，1.0，1.1，1.2L·min，并在各流量下测定钙溶液的吸光度值，根据测定结果将乙炔气流量调至所选择的最佳值。-0. 180120.140-0.100910110.040104681214161820燃烧器高度/mm图155-2火焰测量高度和燃助比的变化对钙测定灵敏度的影响AA300原子吸收分光光度计，溶液提升量8mL·min钙测定波长422.7nm；空气流量5.5Lmin燃气为乙炔气，其流量分别为（见下表）：No.1910112345678流量0.20.30.40.50.60.70.80.91.01.11.2(L : min")（3）制作标准曲线并测定未知样品在所选择的最佳实验条件下，依次由稀到浓测定所配制的标准溶液的吸光度值。然后向教师领取未知样品，在相同实验条件下测定其吸光度值。五、数据处理（1）在坐标纸上画出：吸光度-燃烧器高度曲线：吸光度-乙炔流量曲线：钙的校准曲线（注意空白值如何处理）。（2）由校准曲线查出并计算未知样品中钙的含量。（3）根据校准曲线计算钙测定的1%吸收灵敏度。6
择。首先将空气和乙炔气流量分别调至 5.5L·min-1和 1.0L·min-1，然后改变燃烧器高度分别 为 6，7，8，9，10，11，12mm；在各高度下测定钙溶液的吸光度值，根据测定结果将燃烧器 固定在所选择的最佳位置。然后通过调节改变乙炔气流量分别为 0.2，0.3，0.4，0.5，0.6，0.7， 0 .8，0.9，1.0，1.1，1.2 L·min-1，并在各流量下测定钙溶液的吸光度值，根据测定结果将乙 炔气流量调至所选择的最佳值。 图 155-2 火焰测量高度和燃助比的变化对钙测定灵敏度的影响 AA300 原子吸收分光光度计，溶液提升量 8mL·min-1 钙测定波长 422.7nm；空气流量 5.5L•min-1 燃气为乙炔气，其流量分别为（见下表）： No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 流量 (L·min-1) 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 （3）制作标准曲线并测定未知样品 在所选择的最佳实验条件下，依次由稀到浓测定所配制的标准溶液的吸光度值。然后向教 师领取未知样品，在相同实验条件下测定其吸光度值。 五、数据处理 （1）在坐标纸上画出：吸光度-燃烧器高度曲线；吸光度-乙炔流量曲线；钙的校准曲线 （注意空白值如何处理）。 （2）由校准曲线查出并计算未知样品中钙的含量。 （3）根据校准曲线计算钙测定的 1%吸收灵敏度。 6
思考题1.为什么燃助比和燃烧器高度的变化会明显影响钙的测量灵敏度？2.空白溶液的含义是什么？3.为什么原子吸收光谱仪的光源需要调制？实验一五六冷原子吸收光谱法测定废水和尿中的痕量汞一、实验目的1.通过实验比较冷原子吸收和火焰原子吸收仪器结构，方法原理相同和不同之处。2.了解和熟悉测汞仪的操作方法及用途。二、方法原理凡溶于水的汞化合物毒性都比较强。汞进入人体后能与组织中的蛋白质结合成汞蛋白盐引起各种病症。汞的沸点很低，在常温下即可测定汞蒸汽对其特征谱线的吸收。这种在室温下进行原子化的方法称为冷原子吸收法，属于非火焰分析法。样品经硝酸、硫酸消化后，使其中的汞转化为汞离子，将汞蒸汽导入吸收池，在强酸条件下用氯化亚锡还原成元素汞，测定汞对253.7nm波长光的吸收。吸收值与汞的含量呈线性关系，故可用于定量分析。三、仪器与试剂仪器F732一S型测汞仪（图156-1）：50mL玻璃烧杯，25mL容量瓶，2mL、5mL刻度移液管。试剂汞贮备液：准确称取0.01352gHgCl2溶于去离子水中，定容于100mL容量瓶，该溶液汞浓度为0.100mg/mL。汞标准溶液：用吸管吸取贮备液1.00mL置于100mL容量瓶中，加入1:1HSO.8mL，2%无汞KMnO4溶液0.50mL，用去离子水稀释至刻度，摇匀，该溶液汞浓度为1.00μg/mL。再将此溶液照此法稀释100倍，得0.010μg/mL汞的标准溶液。10%SnCl2溶液：称SnCl10g，加10mL浓HCl，加热溶解，用去离子水稀释至100mL.使用前通N230min；硝酸重铬酸钾溶液：称取.0.05g重铬酸钾，溶于无汞去离子水，加入5mL优级纯硝酸再用去离子水稀释到100mL。浓H2SO4（A.R）；5%HNO3；2%KMnO4；10%盐酸羟胺（临用前配）。7
思考题 1.为什么燃助比和燃烧器高度的变化会明显影响钙的测量灵敏度？ 2.空白溶液的含义是什么？ 3.为什么原子吸收光谱仪的光源需要调制？ 实验一五六 冷原子吸收光谱法测定废水和尿中的痕量汞 一、实验目的 1. 通过实验比较冷原子吸收和火焰原子吸收仪器结构，方法原理相同和不同之处。 2. 了解和熟悉测汞仪的操作方法及用途。 二、方法原理 凡溶于水的汞化合物毒性都比较强。汞进入人体后能与组织中的蛋白质结合成汞蛋白盐， 引起各种病症。 汞的沸点很低，在常温下即可测定汞蒸汽对其特征谱线的吸收。这种在室温下进行原子化 的方法称为冷原子吸收法，属于非火焰分析法。 样品经硝酸、硫酸消化后，使其中的汞转化为汞离子，将汞蒸汽导入吸收池，在强酸条件 下用氯化亚锡还原成元素汞，测定汞对 253.7nm 波长光的吸收。吸收值与汞的含量呈线性关 系，故可用于定量分析。 三、仪器与试剂 仪器 F732－S 型测汞仪（图 156-1）；50mL 玻璃烧杯，25mL 容量瓶，2mL、5mL 刻度移 液管。 试剂 汞贮备液：准确称取 0.01352g HgCl2溶于去离子水中，定容于 100mL容量瓶，该溶 液汞浓度为 0.100mg/mL。汞标准溶液：用吸管吸取贮备液 1.00mL置于 100mL容量瓶中，加入 1:1 H2SO48mL，2％无汞KMnO4溶液 0.50mL，用去离子水稀释至刻度，摇匀，该溶液汞浓度 为 1.00μg/mL。再将此溶液照此法稀释 100 倍，得 0.010µg/mL汞的标准溶液。 10％SnCl2溶液：称SnCl210g，加 10mL浓HCl，加热溶解，用去离子水稀释至 100mL.使用 前通N230min； 硝酸重铬酸钾溶液：称取 0.05g 重铬酸钾，溶于无汞去离子水，加入 5mL 优级纯硝酸， 再用去离子水稀释到 100mL。 浓H2SO4（A.R）；5％HNO3；2％KMnO4；10%盐酸羟胺（临用前配）。 7
月7°A1图156-1测汞仪1.压缩空气2.载气净化3.转子流量计4.汞蒸汽发生管5.氯化钙干燥管6.测汞仪7.记录仪8.尾气净化四、实验步骤1、标准曲线绘制：吸取0.01μg/mL汞标液：0.00，1.00，2.00，3.00，4.00，5.00mL分别置于10mL比色管中，再补加5%硝酸至总体积为10毫升，分别注入汞蒸汽发生管内，迅速加入10%氯化亚锡1mL，立即通入流量为1.5L/min经活性碳处理的空气，将汞蒸气经氯化钙干燥管进入测汞仪的光路中，读取测汞仪上的最大吸收值。以各标样的吸收值与相应的汞含量绘制标准曲线。2、废水中汞的测定：取水样15mL于50毫升烧杯中，加浓HSO4lmL，2%KMnO42mL，在空气浴上加热约30分钟，及时添加KMnO4溶液维持试样溶液显示KMnO4紫红色，冷却，滴加盐酸羟胺还原过量的KMnO4，将此液移入25mL容量瓶，用硝酸重铬酸钾溶液稀至刻度，摇匀。取适量此液按标准曲线步骤测定吸光值，查标准曲线计算结果。注意：同时测定一个试剂空白。3、尿汞的测定取尿样5mL于50mL烧杯中，加浓硫酸1mL，2%KMnO45～8mL。以下同实验步骤2的操作。（盐酸羟胺还原后，溶液应是无色透明，如果是黄色，说明消化不完全，需继续消化）。4、测汞仪操作步骤：（1）开启电源开关，泵开关，预热30min，用空白溶液清洗反应瓶。（2）打开仪器前盖用一块载玻片插入工作光路中，调节灵敏度旋钮，至显示为≥1000（调好后，测定过程中此旋钮禁止乱动，记录所显示值供以后曲线斜率调整时参考），取出载玻片仪器显示应回到T=100%，即A=0（可用调零电位器反复调整）。（3）分别取10.0mL标准样或试样溶液于20mL反应瓶中，加入氯化亚锡溶液后，迅速塞紧瓶塞，打开循环泵开关，将求蒸汽送入吸收管，记录表头上显示的最大吸收值。（4）每次测定后必需关闭循环泵，并将指针调至T=100%处，然后再进行下次测量。8
图 156-1 测汞仪 1.压缩空气 2.载气净化 3.转子流量计 4.汞蒸汽发生管 5.氯化钙干燥管 6.测汞仪 7.记录仪 8.尾气净化 四、实验步骤 1、标准曲线绘制： 吸取 0.01µg/mL 汞标液：0.00，1.00，2.00，3.00，4.00，5.00mL 分别置于 10mL 比色管中， 再补加 5%硝酸至总体积为 10 毫升，分别注入汞蒸汽发生管内，迅速加入 10%氯化亚锡 1mL， 立即通入流量为 1.5L/min 经活性碳处理的空气，将汞蒸气经氯化钙干燥管进入测汞仪的光路 中，读取测汞仪上的最大吸收值。以各标样的吸收值与相应的汞含量绘制标准曲线。 2、废水中汞的测定： 取水样 15mL于 50 毫升烧杯中，加浓H2SO41mL，2%KMnO42mL，在空气浴上加热约 30 分钟，及时添加KMnO4溶液维持试样溶液显示KMnO4紫红色，冷却，滴加盐酸羟胺还原过量 的KMnO4，将此液移入 25mL容量瓶，用硝酸重铬酸钾溶液稀至刻度，摇匀。取适量此液按标 准曲线步骤测定吸光值，查标准曲线计算结果。注意：同时测定一个试剂空白。 3、尿汞的测定 取尿样 5mL于 50mL烧杯中，加浓硫酸 1mL，2%KMnO45～8mL。以下同实验步骤 2 的操 作。（盐酸羟胺还原后，溶液应是无色透明，如果是黄色，说明消化不完全，需继续消化）。 4、测汞仪操作步骤： （1）开启电源开关，泵开关，预热 30min，用空白溶液清洗反应瓶。 （2）打开仪器前盖用一块载玻片插入工作光路中，调节灵敏度旋钮，至显示为≥1000（调 好后，测定过程中此旋钮禁止乱动，记录所显示值供以后曲线斜率调整时参考），取出载玻片 仪器显示应回到 T＝100%，即 A=0（可用调零电位器反复调整）。 （3）分别取 10.0mL 标准样或试样溶液于 20mL 反应瓶中，加入氯化亚锡溶液后，迅速 塞紧瓶塞，打开循环泵开关，将汞蒸汽送入吸收管，记录表头上显示的最大吸收值。 （4）每次测定后必需关闭循环泵，并将指针调至 T＝100%处，然后再进行下次测量。 8
五、数据处理按以下公式计算，求出试样中汞的含量w(mg/kg)。V(m,-mo)0=m,V式中：V一试样消化液总体积(mL);ms一试样质量(g);V,一测定用试样消化液的体积(mL)；mi一测定用试样消化液中汞的质量(μug);mo一试剂空白中汞的质量(μug)。六、注意事项1、气源一般用高纯N2，Ar2也可作气源，其灵敏度较高，但价格较贵。2、工作过程中应保持气体流量稳定，否则会影响分析灵敏度和准确性。3、如仪器工作正常，而进样后无信号或信号重现性差，应检查气路系统及三通阀部分是否漏气。4、仪器的工作温度为10一30℃，湿度≤80%。室温过高过低湿度过大，会影响仪器正常工作。思考题1.试比较原子吸收光谱分析法中各种方法的特点，灵敏度有什么区别。2.若试样中同时含有无机汞和有机汞，怎样才能分别测出它们各自的含量？3.实验过程中应注意哪些操作？并说明其理由。实验一五七石墨炉原子吸收光谱法测定血清中的痕量铬一、实验目的1.了解石墨炉原子化器工作原理和使用方法。2.掌握石墨炉原子吸收光谱仪的操作技术。3.学习生化样品的分析方法。二、方法原理在常规分析中火焰原子吸收法应用较广，但由于它雾化效率低；火焰气体的稀释使火焰中原子浓度降低：高速燃烧使基态原子在吸收区停留时间短等原因，使该方法灵敏度受到限制。9
五、数据处理 按以下公式计算，求出试样中汞的含量 w(mg/kg)。 1 01 )( Vm mmV s − ω = 式中: V—试样消化液总体积(mL)； ms—试样质量(g)； V1—测定用试样消化液的体积(mL)； m1—测定用试样消化液中汞的质量(µg)； m0—试剂空白中汞的质量(µg)。 六、注意事项 1、 气源一般用高纯N2，Ar2也可作气源，其灵敏度较高，但价格较贵。 2、 工作过程中应保持气体流量稳定，否则会影响分析灵敏度和准确性。 3、 如仪器工作正常，而进样后无信号或信号重现性差，应检查气路系统及三通阀部分是 否漏气。 4、 仪器的工作温度为 10－30℃，湿度≤80%。室温过高过低湿度过大，会影响仪器正 常工作。 思考题 1.试比较原子吸收光谱分析法中各种方法的特点，灵敏度有什么区别。 2.若试样中同时含有无机汞和有机汞，怎样才能分别测出它们各自的含量？ 3.实验过程中应注意哪些操作？并说明其理由。 实验一五七 石墨炉原子吸收光谱法测定血清中的痕量铬 一、实验目的 1. 了解石墨炉原子化器工作原理和使用方法。 2. 掌握石墨炉原子吸收光谱仪的操作技术。 3. 学习生化样品的分析方法。 二、方法原理 在常规分析中火焰原子吸收法应用较广，但由于它雾化效率低；火焰气体的稀释使火焰中 原子浓度降低；高速燃烧使基态原子在吸收区停留时间短等原因，使该方法灵敏度受到限制。 9
火焰法至少需要0.5-1.0mL试液，对试样较少的样品，分析产生困难。高温石墨炉原子吸收法是一种非火焰原子吸收光谱法，它是目前发展最快、应用最多的一门技术。在石墨炉中的工作步骤可分为干燥、灰化、原子化和除残渣4个阶段。“高温石墨炉”利用高温（~3000℃）石墨管，使试样完全蒸发、充分原子化，试样利用率几乎达100%，自由原子在吸收区停留时间长，故灵敏度比火焰法高100一1000倍（10-14g）。试样用量仅5一100L，而且可以直接分析悬浮液和固体样品。它的缺点是干扰大，必需进行背景扣除，且操作比火焰法复杂。用“高温石墨炉”法测定血清中痕量元素，灵敏度高，用样量少。为了消除基体干扰，采用标准加入法或配制于葡萄糖溶液中的系列标准溶液。三、仪器和试剂仪器AA一300型原子吸收分光光度计：Cr空心阴极灯：Ar气钢瓶：乙炔气钢瓶：石墨管；微量注射器；容量瓶：1000mL1只；50mL10只；。试剂0.1000mg/mL铬标准贮备液：称取0.3735gKzCr20（经150℃干燥）溶于去离子水中，并定容于1000mL容量瓶。20%（W/V）葡聚糖溶液。四、实验步骤1.系列标准溶液的配制(1）由0.1000mg/mLCr的贮备液逐级稀释成0.100ug/mLCr的标准溶液。(2）在5个50mL容量瓶中分别加入0.100μg/mLCr的标准溶液0.0、0.50、1.00、1.50、2.00mL和葡聚糖溶液15mL，用去离子水稀至刻度，摇匀，备用。2.按仪器操作方法，启动仪器，并预热20min，开启冷却水和保护气体开关。设置测量条件波长：357.9nm狭缝宽：0.7；灯电流：5mA；干燥温度：100-130℃；干燥时间：100s灰化温度：1100℃；灰化时间：240s；斜坡升温灰化时间：120s原子化温度：2700℃；清洗温度：1800℃，清洗时间2S；氩气流量100mL/min。进行背景校正，进样量50μL。3.测量（1）标准溶液和试剂空白调好仪器的实验参数，自动升温空烧石墨管调零。然后从稀至浓逐个测量空白溶液和系列标准样品，进样量50uL，每个溶液测定3次，取平均值。（2）血清样品在相同实验条件下，测量血清样品三次，取平均值。每次取样50uμL。4.结束实验结束时，按操作要求，关好气源和电源，并将仪器关好、旋钮至于初始位置。10
火焰法至少需要 0.5-1.0mL 试液，对试样较少的样品，分析产生困难。高温石墨炉原子吸收法 是一种非火焰原子吸收光谱法，它是目前发展最快、应用最多的一门技术。 在石墨炉中的工作步骤可分为干燥、灰化、原子化和除残渣 4 个阶段。“高温石墨炉”利 用高温（~3000℃）石墨管，使试样完全蒸发、充分原子化，试样利用率几乎达 100%，自由 原子在吸收区停留时间长，故灵敏度比火焰法高 100－1000 倍（10－14 g）。试样用量仅 5－100 μL，而且可以直接分析悬浮液和固体样品。它的缺点是干扰大，必需进行背景扣除，且操作 比火焰法复杂。 用“高温石墨炉”法测定血清中痕量元素，灵敏度高，用样量少。为了消除基体干扰，采 用标准加入法或配制于葡萄糖溶液中的系列标准溶液。 三、仪器和试剂 仪器 AA－300 型原子吸收分光光度计；Cr 空心阴极灯；Ar 气钢瓶；乙炔气钢瓶；石墨 管；微量注射器；容量瓶：1000mL 1 只；50mL 10 只；。 试剂 0.1000mg/mL铬标准贮备液：称取 0.3735g K2Cr2O7（经 150℃干燥）溶于去离子水中， 并定容于 1000mL容量瓶。20%（W/V）葡聚糖溶液。 四、实验步骤 1． 系列标准溶液的配制 (1) 由 0.1000mg/mLCr 的贮备液逐级稀释成 0.100μg/mL Cr 的标准溶液。 (2) 在 5 个 50mL 容量瓶中分别加入 0.100μg/mL Cr 的标准溶液 0.0、0.50、1.00、1.50、 2.00mL 和葡聚糖溶液 15mL，用去离子水稀至刻度，摇匀，备用。 2． 按仪器操作方法，启动仪器，并预热 20min，开启冷却水和保护气体开关。 设置测量条件 波长：357.9nm；狭缝宽：0.7；灯电流：5mA；干燥温度：100－130℃； 干燥时间：100s；灰化温度：1100℃；灰化时间：240s；斜坡升温灰化时间：120s 原子化温 度：2700℃；清洗温度：1 800℃，清洗时间 2S；氩气流量 100mL/min。进行背景校正，进样 量 50μL。 3． 测量 （1）标准溶液和试剂空白 调好仪器的实验参数，自动升温空烧石墨管调零。然后从稀 至浓逐个测量空白溶液和系列标准样品，进样量 50μL，每个溶液测定 3 次，取平均值。 （2）血清样品 在相同实验条件下，测量血清样品三次，取平均值。每次取样 50μL。 4． 结束 实验结束时，按操作要求，关好气源和电源，并将仪器关好、旋钮至于初始位置。 10