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原子吸收分析样品的制备方法和分析数据处理

发布时间:2017-09-27 00:00 作者:中国标准物质网 阅读量:1412

一.样品的制备方法

原子吸收样品大致可分为无机固体样品、有机固体样品以及液体样品三大类。采集样品应注意以下几点:①采集的样品要具有代表性;②被测样品不能被污染;③放置样品的容器要经过酸处理,洗涤干净;④样品应保存在干燥、不被阳光直射的地方。

1.无机固体样品的处理方法

(1)酸溶法

常用的溶剂有HCI,HNO3,H2SO4,H3PO4,HCIO4,HF以及它们的混合酸如HCI+HNO3、HCI+HF等。为了提高溶解效率,还可以在溶解过程中加入某些氧化剂(如H2O2),盐类(如铵盐)或有机溶剂(如酒石酸)等。在原子吸收光谱中,HNO3和HCI的干扰比较小,因此处理样品时通常使用HNO3和HCI来溶解样品。

(2)熔融法

当有些样品不易用酸溶解时,可以采用熔融法来处理。常用的熔剂有NaOH,LiBO2,Na2O2,K2S2O7等。熔融法分解样品能力较强,速度也比酸溶法快,但由于溶液中盐浓度含量较高,因此在稀释倍数较小时会造成雾化器或燃烧器堵塞,稀释倍数过大时又会降低检出能力,同时熔融过程中腐蚀的坩埚材料和熔剂中的杂质也易造成干扰,影响测定结果。实际操作中,通常将酸溶法与熔融法结合使用,可将样品先进行酸溶解处理,再加少量熔剂熔融后加酸溶解。

2.有机固体样品的处理方法

有机固体样品包括各种食品、植物、化工产品等。其分解方法一般分为干法灰化、湿法消化和等离子氧低温灰化法三种。

(1)干法灰化

于法灰化是将有机样品经过高温分解后,使被测元素呈可溶状态的处理方法。该方法可消除有机物质对待测元素的影响,无需消耗大量试剂,因而减少了试剂污染,但同时也存在着缺点,在灰化过程中容易造成待测元素的挥发、黏留在容器的器壁上以及滞留在酸不溶性残渣上。因此,对含有Hg,As,Se等元素的样品,不能采用干法灰化,只能采用湿法消化分解。Zn,Cr,Fe,Pb,Cd,P等元素也有一定程度的挥发,特别是有卤素存在时损失更大。有些元素如Si,Al,Ca,Be,Nb等在灰化温度高于500℃时,可以在灰化过程中生成酸不溶性混合物,有些金属在500℃以上还会与容器反应,引起吸附效应。

(2)湿法消化

湿法消化是用浓无机酸或再加氧化剂,在消化过程中保持在氧化状态的条件下消化处理样品。常用的消化剂有HNO3, HNO3+HCI,HNO3+H2SO4,HNO3+HCI+H2O2等,HCIO4是一种强氧化剂,但在加热时,容易分解甚至发生爆炸,因此一般不单独使用HC1O4来消化有机物,它与其他消化剂混合使用(如HNO3+HCI+HCIO4)非常有效。湿法消化法中样品挥发损失比干法灰化要小一些,但对于Hg,Se,Fe等易挥发金属元素仍有较大损失。

(3)等离子氧低温灰化法

等离子氧低温灰化法是用高频电源将低压氧激发,使含原子态氧的等离子气体接触有机样品,并在低温下缓慢氧化除去有机物,使有机样品中所含微量金属元素不被挥发损失。

3.液体样品的稀释处理

地表水、地下水、工业废水、海水、盐湖水等无机物液体样品,对于待测元素含量较高的液体样品在稀释后均可直接测定,对于待测元素含量低于检出限的样品,可以富集后再测定。有机物液体样品包括果汁、酒类、油类、血液样品等。对于其中水溶性有机液体如血等可用稀酸或分析用水稀释后直接测定,油类样品可采用有机溶剂稀释后测定。

4.微波消解法

传统的消解方法存在试剂消耗量大、易造成挥发性元素损失、污染样品等缺点,微波消解在密封容器内加压进行,避免了挥发性元素的损失,减少了试剂消耗量,不污染环境,消解速度比传统加热消解快4~100倍,且重复性好。

二.分析数据处理

1.检出限

检出限是指能产生一个确实在样品中存在的待测组分的分析信号所需要的该组分的最小含量或最小浓度。检出限意味着仪器所能检出的最低(极限)浓度。元素的检出限定义为吸收信号相当于3倍噪声电平所对应的元素浓度。不同仪器的检出限不同,本实验采用SOLLA989型原子吸收光谱仪,火焰法铜的检出限为0.0045mg/L,石墨炉镉的检出限为0.2pg。

将仪器各参数调至最佳工作状态,用空白溶液调零,分别对三种铜标准溶液进行三次重复测量,取三次测定的平均值,按线性回归法求出工作曲线斜率,即为仪器铜的灵敏度(S):

S=dA/dC          (3-5)

式中,A为吸光度;C为浓度,ug/mL。

再将空白溶液进行11次吸光度测量,并求出其标准偏差(SA),按式(3-6)计算仪器铜的检出限(DL):

DL=3SA/S          (3-6)

将仪器各参数调至最佳工作状态,分别对空白和三种镉标准溶液进行三次重复测量,取三次测定的平均值,按线性回归法求出工作曲线斜率,即为仪器镉的灵敏度(S):

S=dA/dQ=dA/d(CxV)         (3-7)

再将空白溶液进行11次吸光度测量,并求出其标准偏差(SA),按式(3-6)计算仪器镉的检出限。

2.灵敏度

灵敏度(S)为吸光度随浓度的变化率dA/dC,即校准曲线的斜率。火焰原子吸收的灵敏度用特征浓度表示。其定义为能产生1%吸收(吸光度为0.0044)时所对应的元素浓度,可用式(3-8)计算:

         (3-8)

式中,C为测试溶液的浓度;A为测试溶液的吸光度。

灵敏度直接与检测器的灵敏度、仪器的放大倍数有着密切的依赖关系,因此不同仪器的灵敏度也是不同的,对于SOLLA989型原子吸收光谱仪,火焰法5 ppm Cu标准的吸光度大于1.0,特征浓度为0.04ppm。石墨炉镉的特征质量为0.6pg。

3.精密度

精密度是指多次重复测定同一量时各测定值之间彼此相符合的程度。它表征测定过程中随机误差的大小,常用标准偏差SA或相对标准偏差RSD来表示。精密度与被测定的量值大小和浓度有关。

SOLLA989型原子吸收光谱仪在最佳工作状态下,对3.0mg/mL镉标准溶液(介质为硝酸)进行7次重复测量,求出其相对标准偏差RSD<3%。

4.准确度

准确度是指在一定实验条件下多次测定的平均值与真值相符合的程度。准确度表征系统误差的大小,用误差或相对误差表示。常用的准确度的评定方法主要采用通过加入被测元素的纯物质进行回收实验来确定。

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