1、化学国家级实验教学示范中心化学国家级实验教学示范中心Northwest University水体中铜的原子吸收法测定基础化学实验IV（仪器分析实验）实验技能训练要点实验技能训练要点原子吸收光谱仪的使用（第一次训练）原子吸收光谱仪的使用（第一次训练）火焰原子化器的使用（第一次训练）火焰原子化器的使用（第一次训练）标准曲线法定量和计算方法（加强训练）标准曲线法定量和计算方法（加强训练）一、实验目的一、实验目的二、实验原理二、实验原理三、实验仪器简介三、实验仪器简介四、实验步骤四、实验步骤五、结果处理五、结果处理六、思考题六、思考题七、实验延伸七、实验延伸一、实验目的一、实验目的u了解原子吸收分光光
2、度计的结构、性能及操作了解原子吸收分光光度计的结构、性能及操作 方法方法u了解实验条件对测定灵敏度、准确度和干扰情了解实验条件对测定灵敏度、准确度和干扰情 况的影响及最佳实验条件的选择况的影响及最佳实验条件的选择u了解火焰型原子吸收分光光度计的性能及基本了解火焰型原子吸收分光光度计的性能及基本 操作技术操作技术u掌握原子吸收分析样品的基本分析方法掌握原子吸收分析样品的基本分析方法二、实验原理二、实验原理原子吸收光谱法是一种基于待测气态的基态原子对特原子吸收光谱法是一种基于待测气态的基态原子对特征谱线的吸收而建立的一种分析方法。征谱线的吸收而建立的一种分析方法。空心阴极灯空心阴极灯火焰火焰棱镜棱
3、镜光电倍增管光电倍增管二、实验原理二、实验原理1 1、原子吸收光谱的产生、原子吸收光谱的产生当有辐射通过自由原子蒸气，且入射辐射的频率等当有辐射通过自由原子蒸气，且入射辐射的频率等于原子中的电子由基态跃迁到较高能态（一般情况下都于原子中的电子由基态跃迁到较高能态（一般情况下都是第一激发态）所需要的能量频率时，原子就要从辐射是第一激发态）所需要的能量频率时，原子就要从辐射场中吸收能量，产生共振吸收，电子由基态跃迁到激发场中吸收能量，产生共振吸收，电子由基态跃迁到激发态，同时伴随着原子吸收光谱的产生。态，同时伴随着原子吸收光谱的产生。2 2、原子吸收光谱的测量、原子吸收光谱的测量u峰值吸收峰值吸收
4、 积分吸收亦可用峰值吸收替代积分吸收亦可用峰值吸收替代,即中心吸收与基态原即中心吸收与基态原子数呈正比，因此只要用一个固定波长的光源，在子数呈正比，因此只要用一个固定波长的光源，在 o o处测处测量峰值吸收，即可定量。量峰值吸收，即可定量。oK0（1 1）锐线半宽很小，锐线可以看作一个很）锐线半宽很小，锐线可以看作一个很“窄窄”的矩形；的矩形；（2 2）二者中心频率相同，且发射线宽度被吸收线完全包含）二者中心频率相同，且发射线宽度被吸收线完全包含u锐线光源锐线光源 三、实验仪器简介三、实验仪器简介1.1.空心阴极灯空心阴极灯1.1.空心阴极灯空心阴极灯组成组成：阳极用钨棒支撑，上部用钛丝或钽片
5、等金属做成空心圆筒阳极用钨棒支撑，上部用钛丝或钽片等金属做成空心圆筒形（圆筒内壁附上或熔入被测元素）形（圆筒内壁附上或熔入被测元素）阴极（阴极（W+W+待测元素）待测元素）低压惰性气体（低压惰性气体（2-3mmHg2-3mmHg谱线简单、背景小）。谱线简单、背景小）。工作过程：工作过程：高压直流电（高压直流电（300V300V）-阴极电子阴极电子-撞击隋性原子撞击隋性原子-电离电离(二次电子维持放电二次电子维持放电)-)-正离子正离子-轰击阴击轰击阴击-待测原子溅射待测原子溅射-聚集空心阴极内被激发聚集空心阴极内被激发-待测元待测元素特征共振发射线。素特征共振发射线。1.1.空心阴极灯空心阴极
6、灯2.2.火焰原子化器火焰原子化器由火焰提供能量，实现被测元素原子化。由火焰提供能量，实现被测元素原子化。由四部分组成：由四部分组成：喷雾器喷雾器 雾化室雾化室 燃烧器燃烧器 火火 焰焰预混合型燃烧器预混合型燃烧器u火焰类型（氧化还原性、温度）火焰类型（氧化还原性、温度）u燃气燃气-助燃气比例助燃气比例u测量高度测量高度火焰原子化器原子化条件的选择：火焰原子化器原子化条件的选择：u 分析线的选择分析线的选择(Cu,324.7 nm)3.3.仪器最佳条件的选择仪器最佳条件的选择u 狭缝狭缝宽度选择宽度选择(光谱通带光谱通带 0.4 nm)u 灯电流选择灯电流选择(3.0 mA)u 原子化条件原子
7、化条件(空气压力大于空气压力大于0.2 MPa;乙炔流量乙炔流量2.0 L min-1)四、实验步骤四、实验步骤1.标准铜溶液的配置标准铜溶液的配置 准确称取0.3929克CuSO45H2O用水溶解，然后加入2.0 mL 1.0 mol L-1盐酸，最后定容于100mL容量瓶中，其Cu浓度为 1.0 mg mL-1。使用时将该溶液稀释成20 g mL-1 的标准溶液。于6支25mL比色管中加入 1.0 mL 1.0 mol L-1盐酸，然后分别加入0,20,40,60,80,100微克铜标准溶液，用蒸馏水稀释至刻度，待测。四、实验步骤四、实验步骤3.开仪器，调整仪器工作的参数开仪器，调整仪器工
8、作的参数(见前页）见前页）4.测定标准溶液测定标准溶液的吸光度值的吸光度值，绘制校准曲线，绘制校准曲线5.测定样品溶液的吸光度值测定样品溶液的吸光度值6.关闭仪器（注意关机的顺序）关闭仪器（注意关机的顺序）2.样品溶液的配置样品溶液的配置 准确移取5.0 mL 水样，然后加入1.0 mL 1.0 mol L-1盐酸，然后定容于25mL容量瓶中。五、结果处理五、结果处理1.1.根据测定数据绘制测定铜的校准曲线根据测定数据绘制测定铜的校准曲线2.2.根据校准曲线计算水中铜的含量根据校准曲线计算水中铜的含量六、思考题六、思考题1.简述空心阴极灯的工作原理。简述空心阴极灯的工作原理。2.如何选择最佳实
9、验条件如何选择最佳实验条件?实验时，若条件发生变化，实验时，若条件发生变化，对结果有何影响对结果有何影响?七、实验延伸七、实验延伸原子吸收光谱分析背景校正技术的新进展原子吸收光谱分析背景校正技术的新进展 自自1965 年年Koirtyohann提出连续光源背景校正方法以来，提出连续光源背景校正方法以来，背景校正技术已经较为完善，具体表现为背景校正方法已由一背景校正技术已经较为完善，具体表现为背景校正方法已由一个发展为多个，商品仪器的背景校正装置也有了氘灯校正背景、个发展为多个，商品仪器的背景校正装置也有了氘灯校正背景、塞曼效应校正背景、自吸收校正背景和组合方式校正背景四种。塞曼效应校正背景、自
10、吸收校正背景和组合方式校正背景四种。背景校正性能也得到不断的改进与提高，但到背景校正性能也得到不断的改进与提高，但到2003年前为止，年前为止，所有商品仪器背景校正都是通过两次测量完成的，第一次测量所有商品仪器背景校正都是通过两次测量完成的，第一次测量的光束称为样品光束，用于测量原子吸收与背景吸收二者之和，的光束称为样品光束，用于测量原子吸收与背景吸收二者之和，第二次测量的称为参比光束，测量第二次测量的称为参比光束，测量(部分部分)原子吸收与背景吸收原子吸收与背景吸收之和。两次测量的时间差为背景校正带来的误差成了影响背景之和。两次测量的时间差为背景校正带来的误差成了影响背景校正的主要因素。校正
11、的主要因素。七、实验延伸七、实验延伸 多元素同时测定原子吸收光谱分析技术在近多元素同时测定原子吸收光谱分析技术在近20年的发展，年的发展，德国德国Analytik jena AG 公司在上海公司在上海“慕尼黑上海分析生化展慕尼黑上海分析生化展”及及“第二届中国国际分析、生化技术、诊断和实验室技术博第二届中国国际分析、生化技术、诊断和实验室技术博览会暨览会暨Analytica China 国际研讨会国际研讨会”上展出的上展出的ContrAA 300 型连续光源火焰原子吸收光谱仪器和日本型连续光源火焰原子吸收光谱仪器和日本Hitachi公司在公司在中国推出的中国推出的Z2000型偏振塞曼原子吸收分光光度计商品仪器，型偏振塞曼原子吸收分光光度计商品仪器，表明了商品仪器背景校正的测量技术由两次测量完成发展到表明了商品仪器背景校正的测量技术由两次测量完成发展到了用一次测量完成的新阶段。了用一次测量完成的新阶段。
