水中金属化合物的测定
一般金属化合物在水中的溶解度与迁移能力

一般金属化合物在水中的溶解度与迁移能力
一般金属化合物在水中的溶解度和迁移能力受多种因素影响,包括但不限于以下几个方面:
1. 化合物的化学性质:金属化合物的化学性质决定了其在水中的溶解度和迁移能力。
某些金属化合物具有较高的溶解度和迁移能力,如钠盐、钾盐等,而其他金属化合物可能具有较低的溶解度和迁移能力,如铅盐、铜盐等。
2. pH值:pH值是水中氢离子浓度的负对数,也是重要的影响
因素之一。
一些金属化合物在酸性条件下更容易溶解,而在碱性条件下不易溶解。
因此,水的pH值可以影响金属化合物在
水中的溶解度和迁移能力。
3. 温度:温度的升高能够增加溶质在溶液中的溶解度。
一般来说,金属化合物在高温下更容易溶解。
然而,在某些情况下,提高温度反而会降低溶质的溶解度,如一些产生固体沉淀的反应。
4. 配位和络合反应:某些金属化合物在水中形成络合物,从而影响其溶解度和迁移能力。
络合物的形成能够降低金属离子的活性,使其更难溶解和迁移。
5. 离子交换和吸附:金属离子在水中可以与水分子形成水合物,此外还可以在固体表面吸附或与水中其他离子交换。
这些过程对金属化合物在水中的溶解度和迁移能力起着重要的影响。
综上所述,金属化合物在水中的溶解度和迁移能力受多种因素的综合影响,需要考虑化合物的化学性质、水的pH值、温度、络合反应、离子交换和吸附等因素。
水体金属化合物的测定—水体中铜的测定(环境监测课件)

成紫色。 加入0.2%二乙氨基二硫代甲酸钠溶液5mL,摇匀,静置5min。 加入10mL四氯化碳,用力震荡不少于2min,静置分层。
水样中汞的测定
水样的测定
20mm干燥的比色皿 440nm
数据处理
铜(Cu,mg/L)=m/v
水样中铜的测定
注意事项:
采样后样品要尽快进行分析。 分液漏斗不能涂抹油性润滑剂。 水样中铜含量较高时,可以直接在水相中进行比色。 避免日光直射。
水样中铜的测定
人类最早使用的金属 人体健康不可缺少的微量营养素 铜对人体有危害 铜对水生生物有危害 来源:电镀、五金加工、冶炼、矿山开采、石油化工和化工行业排放的废水
水样中铜的测定
测定方法 二乙氨基二硫代甲酸钠萃取分光光度法 新亚铜灵萃取分光光度法 阳极溶出伏安法 原子吸收光谱法
水样中铜的测定
水样中铜的测定
水样中铜的测定
水样预处理
清洁水样:直接测定 含悬浮物和有机物较多的地表水或废水
样品
摇匀
50mL水样
5mLHNO3
近干
40mL 水
冷却
容量瓶
水样中铜的测定
显色萃取
吸取适量的试样,放置在125mL的分液漏斗中,加水至50mL。 加入10mLEDTA-柠檬酸铵溶液,2滴甲酚红指示液,用(1+1)的氨水调至由红色经黄色变
二乙氨基二硫代甲酸钠萃取分光光度法
测定范围:0.02-0.60mg/L 最低检出浓度:0.01mg/L 适用于地表水、各铜试剂DDTC
pH9-10的氨性溶液
黄棕色配合物
CHCl3或CCl4
萃 取
440nm测定吸光度
测定过程
水样预处理 显色萃取 水样的测定 数据处理
水体中重金属污染物 Pb

水体中重金属污染物——铅铅及其化合物的基本性质铅在地球上属分散元素,它的元素丰度在地壳中占第35位(13mg/kg),在海洋中居第46位(0.03μg/L)。
铅是淡黄带灰的柔软金属,切削面有金属光泽,但在空气中很快生成黯灰色氧化膜。
铅是除金和汞之外常见金属中最重的金属,它容易机械加工、熔点低、密度高、又能抗腐蚀,这些优良性质使它获得了广泛的应用。
铅在活泼性顺序中位于氢之上,能缓慢溶解在非氧化性稀酸中,也易溶于稀HNO3中,加热时溶于HCl和H2SO4;有氧存在的条件下,还能溶于醋酸,所以常用醋酸浸取处理含铅矿石。
易溶于水的铅盐有硝酸铅、醋酸铅等。
但大多数铅化合物难溶于水,如硫化物、氢氧化物、磷酸盐、硫酸盐等皆为难溶铅盐,它们的溶解度数据如表5-15所示。
作为汽车排气的一种重要成分,Pb x Cl y Br z在水中有较大溶解度,而且溶解度数据是一个十分重要的环境参数,它关系到空气中含铅化合物的湿降、土壤中含铅化合物的溶解迁移等环境过程,也关系到沉积在人体肺内铅化合物的生理特性等。
Pb x Cl y Br z在水中溶解度数据如表5-16所示。
这些卤化物的溶解度数据也可根据热力学关系式进行计算求得。
表5-15 能溶铅化合物的溶解度化合物溶解度(g/100gH2O)温度(℃)溶度积(Ksp)温度(℃)PbCO3 4.8×10-618 3.3×10-1418PbCrO4 4.3×10-618 1.8×10-1418Pb(OH)2 2.8×10-1625Pb3(PO4)2 1.3×10-520 1.5×10-3218 PbS 4.9×10-1218 3.4×10-2618PbSO4 4.5×10-318 1.1×10-818表5-16 PbxCIyBrz在水中的溶解度温度(℃)化合物溶解度(g/L)溶解度(mol/L)40PbC1214.5 5.21×10-2PbBr215.3 4.17×10-2PbBrCl9.55 2.96×10-220PbC129.9 3.56×10-2PbBr28.5 2.31×10-2PbBrCl 6.64 2.06×10-20PbCl2 6.73 2.42×10-3PbBr2 4.55 1.24×10-3PbBrCl 4.38 1.36×10-3铅在周期表中位于第Ⅳ族。
专题06 金属及其化合物(讲)(学生版)

8.Na-K合金常温下呈液态,是原子反应堆的导热剂。
9.铝是活泼金属,但铝抗腐蚀性相当强,因为铝表面生成一层致密的氧化物薄膜。由于Al2O3的熔点高于Al的熔点,故在酒精灯上加热铝箔直至熔化,发现熔化的铝并不滴落。
10.铝热反应不仅仅是单质铝与Fe2O3反应,还包含制取其他难熔金属的反应,由于铝热剂是混合物,故铝热反应不能用于工业上冶炼铁。注意铝热反应是中学化学中唯一一类金属单质与金属氧化物在高温条件下的置换反应。
11.并不是Al与所有金属氧化物均能组成铝热剂,该金属氧化物对应的金属活泼性应比铝弱。
12.Al2O3、Al(OH)3与NaOH溶液的反应常用于物质的分离提纯。Al(OH)3不溶于氨水,所以实验室常用铝盐和氨水来制备Al(OH)3。
核心素养
宏观辨识与微观探析科学态度与社会责任
高频考点一金属单质的性质
1.常见金属的主要性质
(1)钠及其化合物
①等物质的量的金属钠被氧化成Na2O和Na2O2时转移的电子数相同。
②钠与酸反应时,先与酸反应,酸不足再与水反应。
③钠与盐的溶液反应:钠不能置换出溶液中的金属,钠直接与水反应,反应后的碱再与溶液中的其他物质反应。
和水的反应
与冷水剧
烈反应
与沸水缓
慢反应
高温与水
蒸气反应
—
不跟水反应
生成碱和氢气
生成氧化
物和氢气
和酸的
反应
剧烈反应
反应逐渐减缓
—
不能置换稀酸中的氢
与非氧化性酸反应放出H2;与浓硫酸、浓硝酸及稀硝酸反应,不放出H2,一般产物为:盐+水+成酸元素的低价化合物
现场酸、水及贵金属取样、测定安全操作规程范文

现场酸、水及贵金属取样、测定安全操作规程范文第一章总则第一条为了保障实验室操作人员的人身安全和设备的安全运行,规范现场酸、水及贵金属取样、测定的操作,特制定本安全操作规程。
第二条本规程适用于实验室现场酸、水及贵金属取样、测定的操作,操作人员必须严格按照本规程进行操作。
第三条现场酸、水及贵金属取样、测定应由受过相关培训的人员进行,并且在有经验人员的指导下进行操作。
第四条本规程的内容包括现场酸、水及贵金属取样、测定的前期准备、现场安全措施、操作步骤、紧急处理等。
第二章前期准备第五条在进行现场酸、水及贵金属取样、测定前,应对所需仪器、试剂及安全设备进行检查,确保设备完好,试剂正常,并准备好必要的安全装备。
第六条检查设备时应注意是否存在损坏、老化等情况,如发现问题应及时报告维修或更换。
第七条检查试剂时应检查试剂的保存状况、有效期,如发现问题应及时更换并填写试剂使用记录。
第八条准备安全装备,包括防护眼镜、防护手套、实验室白大褂等,操作人员在操作过程中必须佩戴。
第三章现场安全措施第九条在进行现场酸、水及贵金属取样、测定时,操作人员必须佩戴防护眼镜和防护手套,以防止化学品飞溅。
第十条操作人员应熟知实验室内的紧急处理流程和设备的紧急停止按钮的位置,以便在危险情况下能够迅速采取应对措施。
第十一条现场酸、水及贵金属取样、测定应在通风良好的地方进行,必要时应开启排气扇或使用化学吸气装置。
第四章操作步骤第十二条操作人员在进行现场酸、水及贵金属取样、测定前,应详细了解实验目的、方法和操作流程。
第十三条根据实验要求,准备取样容器、仪器设备和试剂。
第十四条按照实验方法要求,进行样品取样和处理过程,严格控制取样量和操作时间。
第十五条按照实验方法要求,进行取样液的处理和稀释。
第十六条按照实验方法要求,进行贵金属的提取和测定,确保测定结果准确可靠。
第十七条操作完成后,及时清理实验台面和设备,并做好试剂及废液的处理。
第五章紧急处理第十八条在紧急情况下,操作人员应立即停止操作,并采取相应的紧急处理措施。
原子吸收光谱测定金属化合物的原理

文章标题:深度探究:原子吸收光谱测定金属化合物的原理导言:当我们谈到金属化合物的测定时,我们无法不提及原子吸收光谱(AAS)技术。
AAS作为一种重要的分析化学方法,广泛应用于各个领域,尤其在金属元素的测定中发挥着重要作用。
在本文中,我们将深入探讨原子吸收光谱测定金属化合物的原理,包括其基本原理、仪器构造、操作步骤、应用范围以及未来发展趋势,以便更好地理解这一重要的分析方法。
一、原子吸收光谱的基本原理原子吸收光谱是一种分析化学技术,能够测定样品中特定金属元素的含量。
其基本原理是当原子或离子通过光源时,吸收特定波长的光线,并以此产生特定的谱线。
通过测定样品吸收的光谱强度,可以确定金属元素的含量。
在测定金属化合物时,首先需要将样品转化为原子状态,然后再进行光谱测定。
二、仪器构造和操作步骤原子吸收光谱仪通常由光源、样品室、分光器、检波器和数据处理系统等部分组成。
在进行金属化合物测定时,首先将样品溶解或转化为气态,并通过光源产生特定波长的光线。
样品原子吸收光线后,检测器将记录光谱图像,并经过数据处理系统进行分析,从而得出含量结果。
操作步骤包括样品制备、仪器调试、数据测定和结果处理等环节。
三、应用范围和未来发展趋势原子吸收光谱技术在环境监测、食品安全、医药行业和地质勘探等领域有着广泛的应用。
随着技术的不断发展,原子吸收光谱仪的检测灵敏度和分辨率将进一步提升,同时对多元素的测定能力也将不断增强。
未来,原子吸收光谱技术在金属化合物分析领域将迎来更广阔的应用前景。
结语:通过对原子吸收光谱测定金属化合物的原理进行全面的探讨,我们对这一重要的分析方法有了更深入的理解。
AAS的基本原理、仪器构造和操作步骤,以及其在不同领域的应用范围和未来发展趋势,都为我们提供了更多的思考和学习的空间。
在今后的工作和学习中,我们将更加灵活地运用AAS技朧研究诚基本原理,更好地应用于实践。
个人观点:在我看来,原子吸收光谱技术作为一种快速、敏感且可靠的分析方法,将在未来的分析化学研究中发挥越来越重要的作用。
(环境监测)第七节非金属无机化合物的测定

温度补偿
三、溶解氧(DO)
溶解氧:溶解于水中的分子态氧称为溶解氧。
溶解氧是水中动植物生存必不可少的要素。
大气压力下降、水温升高、含盐量增加,都会导致溶解氧含 量降低。
清洁地表水溶解氧接近饱和。当有大量藻类繁殖时,溶解氧 可能过饱和;当水体受到有机物质、无机还原物质污染时, 会使溶解氧含量降低,甚至趋于零,此时厌氧细菌繁殖活跃, 水质恶化。
(一)酸度
酸度是指水中所含能与强碱发生中和作用的 物质的总量,包括强酸、弱酸、强酸弱碱盐, 有机酸等。
1、水中酸度来源
(1)主要的弱酸-碳酸来源于CO2在水中的平衡
水中的CO2来源于有机物的分解和地壳中的化学变 化
溶于水中的CO2大多数为游离CO2
(2)强酸来源于冶金、化工等工业废水 (3)味精等含硫废水在硫酸盐菌作用下产生硫酸
现场固定
沉淀溶解 以淀粉为指示剂
结果计算:
DO(O2 , mg
/
L)
c V
8 1000 V水样
c,V——硫代硫酸钠标准溶液的浓度和体积
清洁水可用碘量法; 受污染的地面水和工业废水必须用修正的碘量法 或氧电极法。
修正的碘量法 叠氮化钠修正法用于消除亚硝酸盐的干扰 高锰酸盐修正法用于消除亚铁离子的干扰
来源:水中氨氮主要来源于生活污水中含氮有机 物受微生物作用的分解产物,焦化、合成氨等工业 废水、以及农田排水等。
危害:富营养化物质,氨氮含量较高时(大于 50mg/L),对鱼类呈现毒害作用,对人体也有不同 程度的危害,大于50mg/L ,对水中的微生物起抑 制作用。
测定方法
1)纳氏试剂分光光度法 HgI2和KI的强碱溶液(纳氏试剂)与氨作用生成黄 棕色胶态化合物,410~425nm测定。检测范围: 0.025~2mg/L
环境监测-第三版-奚旦立-第二章-课后答案

5、水样在分析测定之前为什么要预处理?预处理包 括那些内容? 环境水样所含的组分复杂,并且多数污染组分 含量低,存在形态各异,所以在分析测定之前需要预 处理 ,使欲测组分适合测定方法要求的形态、浓度 并消除共存组分的干扰。 水样的消解:当测定含有机物水样的无机元素时, 需进行水样的消解,目的是破坏有机物,溶解悬浮性 固体,将各种价态的无机元素氧化成单一的高价态。 消解后的水样应清澈、透明、无沉淀。 富集与分离:水样中的待测组分低于测定方法的 下限时,必须进行富集或浓缩;共存组分的干扰时, 必须采取分离或掩蔽措施。
18、试比较分光光度法和原子吸收分光光度法 的原理、仪器主要组成部分及测定对象的主要 不同之处?
原理的不同:被测元素与显色剂生成有色物质, 再用分光光度仪测吸光度;而原子吸收分光光度法是 被测元素原子化后,吸收来自光源的特征光,测其吸 光度。 仪器的不同:原子化系统、吸收池的不同。 测定对象的不同:金属、非金属、有机物均可测 定;而原子吸收分光光度法主要是金属元素的测定。
6、现有一废水样品,经初步分析含有微量 汞、铜、铅和痕量酚,欲测定这些组分的含 量,试设计一个预处理方案。 预处理方案:
取一份水样,加适量的硫酸和5%的高锰酸钾溶液, 混均加热煮沸、冷却,滴加盐酸羟胺溶液破坏过量 的高锰酸钾,加适量的EDTA掩蔽铜等共存离子的干 扰,再加入双硫腙试剂,可以测定汞。 另取一份水样,加硫酸和硝酸溶液消解后,分成 几份,分别加新亚铜灵试剂,用分光光度法测铜的 含量;加双硫腙试剂用分光光度法测铅的含量。 另取一份水样,在酸性条件下进行常压蒸馏,蒸 馏液用氨基安替吡林分光光度法测定酚。
19、简述用原子吸收分光光度法测定砷的原理。 与火焰原子吸收分光光度法有何不同? 原理见p86.
不同点:砷被生成砷化氢,由载气带人电热石英 管中而原子化,测其吸光度。而火焰原子吸收分光光 度法是待测元素的溶液喷入火焰炬而原子化,测其吸 光度。 21、用PH电极法测定溶液的PH时,若发生0.002V测 量误差,PH的测量误差是多少?见P92。 计算:0.002*1000/59=0.0339 (PH 单位)
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水中金属化合物的测定水体中的金属元素有些是人体健康必须的常量元素和微量元素,有些是有害于人体健康的,如汞、镉、铬、铅、铜、锌、镍、钡、钒、砷等。
受“三废”污染的地面水和工业废水中有害金属化合物的含量往往明显增加。
有害金属侵入人的肌体后,将会使某些酶失去活性而出现不同程度的中毒症状。
其毒性大小与金属种类、理化性质、浓度及存在的价态和形态有关。
例如,汞、铅、镉、铬(Ⅵ)及其化合物是对人体健康产生长远影响的有害金属;汞、铅、砷、锡等金属的有机化合物比相应的无机化合物毒性要强得多;可溶性金属要比颗粒态金属毒性大;六价铬比三价铬毒性大等等。
由于金属以不同形态存在时其毒性大小不同,所以可以分别测定可过滤金属、不可过滤金属和金属总量。
可过滤态系指能通过孔径0.45?m滤膜的部分;不可过滤态系指不能通过0.45?m微孔滤膜的部分,金属总量是不经过滤的水样经消解后测得的金属含量,应是可过滤金属与不可过滤的金属之和。
测定水体中金属元素广泛采用的方法有分光光度法、原子吸收分光光度法、阳极溶出伏安法及容量法,尤以前两种方法用得最多;容量法用于常量金属的测定。
下面介绍几种代表性的有害金属的测定。
一、汞汞及其化合物属于剧毒物质,特别是有机汞化合物。
天然水中含汞极少,一般不超过0.1?g/L。
我国饮用水标准限值为0.001mg/L。
(一)冷原子吸收法该方法适用于各种水体中汞的测定,其最低检测浓度为0.1—0.5?g/L汞(因仪器灵敏度和采气体积不同而异)。
1.方法原理汞原子蒸气对253.7nm的紫外光有选择性吸收。
在一定浓度范围内,吸光度与汞浓度成正比。
水样经消解后,将各种形态汞转变成二价汞,再用氯化亚锡将二价汞还原为元素汞,用载气将产生的汞蒸气带入测汞仪的吸收池测定吸光度,与汞标准溶液吸光度进行比较定量。
图2-17为一种冷原子吸收测汞仪的工作流程。
低压汞灯辐射253.7nm紫外光,经紫外光滤光片射入吸收池,则部分被试样中还原释放出的汞蒸气吸收,剩余紫外光经石英透镜聚焦于光电倍增管上,产生的光电流经电子放大系统放大,送入指示表指示或记录仪记录。
当指示表刻度用标准样校准后,可直接读出汞浓度。
汞蒸气发生气路是:抽气泵将载气(空气或氮气)抽入盛有经预处理的水样和氯化亚锡的还原瓶,在此产生汞蒸气并随载气经分子筛瓶除水蒸气后进入吸收池测其吸光度,然后经流量汁、脱汞阱(吸收废气中的汞)排出。
2.测定要点(1)水样预处理:在硫酸-硝酸介质中,加入高锰酸钾和过硫酸钾溶液消解水样,也可以用溴酸钾-溴化钾混合试剂在酸性介质中于20℃以上室温消解水样。
过剩的氧化剂在临测定前用盐酸羟胺溶液还原。
(2)绘制标准曲线:依照水样介质条件,配制系列汞标准溶液。
分别吸取适量汞标准溶液于还原瓶内,加入氯化亚锡溶液,迅速通入载气,记录表头的最高指示值或记录仪上的峰值。
以经过空白校正的各测量值(吸光度)为纵坐标,相应标准溶液的汞浓度为横坐标,绘制出标准曲线。
(3)水样的测定:取适量处理好的水样于还原瓶中,按照标准溶液测定方法测其吸光度,经空白校正后,从标准曲线上查得汞浓度,再乘以样品的稀释倍数,即得水样中汞浓度。
(二)冷原子荧光法该方法是将水样中的汞离子还原为基态汞原子蒸气,吸收253.7nm的紫外光后,被激发而产生特征共振荧光,在一定的测量条件下和较低的浓度范围内,荧光强度与汞浓度成正比。
方法最低检出浓度为0.05?g/L,测定上限可达1?g/L,且干扰因素少,适用于地面水、生活污水和工业废水的测定。
冷原子荧光测汞仪的工作原理示于图2-18。
它与冷原子吸收测汞仪相比,不同之处在于后者是测定特征紫外光在吸收池中被汞蒸气吸收后的透射光强,而冷原子荧光测定仪是测定吸收池中的汞原子蒸气吸收特征紫外光后被激发后所发射的特征荧光(波长较紫外光长)强度,其光电倍增管必须放在与吸收池相垂直的方向上。
关于荧光分析法的基本知识,参阅第三章第三节。
(三)双硫腙分光光度法1.方法原理水样于95℃,在酸性介质中用高锰酸钾和过硫酸钾消解,将无机汞和有机汞转变为二价汞。
用盐酸羟胺还原过剩的氧化剂,加入双硫腙溶液,与汞离子生成橙色螯合物,用三氯甲烷或四氯化碳萃取,再用碱溶液洗去过量的双硫腙,于485nm波长处测定吸光度,以标准曲线法定量。
汞的最低检出浓度为2?g/L,测定上限为40?g/L。
方法适用于工业废水和受汞污染的地面水的监测。
2.测定条件控制及消除干扰该方法对测定条件控制要求较严格。
例如,加盐酸羟胺不能过量;对试剂纯度要求高,特别是双硫腙的纯化,对提高双硫腙汞有色螯合物的稳定性和分析准确度极为重要;有色络合物对光敏感,要求避光或在半暗室里操作等。
在酸性介质中测定,常见干扰物主要是铜离子,可在双硫腙洗脱液中加入1%(m/V)EDTA二钠盐进行掩蔽。
还应注意,因汞是极毒物质,对双硫腙的三氯甲烷萃取液,应加入硫酸破坏有色螯合物,并与其他杂质一起随水相分离后,加入氢氧化钠溶液中和至微碱性,再于搅拌下加入硫化钠溶液,使汞沉淀完全,沉淀物予以回收或进行其他处理。
有机相经除酸和水,蒸馏回收三氯甲烷。
二、镉镉的毒性很强,可在人体的肝、肾等组织中蓄积,造成各脏器组织的损坏,尤以对肾脏损害最为明显。
还可以导致骨质疏松和软化。
绝大多数淡水的含镉量低于1?g/L,海水中镉的平均浓度为0.15?g/L。
镉的主要污染源是电镀、采矿、冶炼、染料、电池和化学工业等排放的废水。
测定镉的方法有原子吸收分光光度法、双硫腙分光光度法、阳极溶出伏安法和示波极谱法等。
(一)原子吸收分光光度法原子吸收分光光度法也称原子吸收光谱法(AAS),简称原子吸收法。
该方法具有测定快速、干扰少、应用范围广、可在同一试样中分别测定多种元素等特点。
测定镉、铜、铅、锌等元素时,可采用直接吸入火焰原子吸收分光光度法(适用于废水和受污染的水);用萃取或离子交换法富集后吸入火焰原子吸收分光光度法(适用于清洁水);石墨炉原子吸收分光光度法(适用于清洁水,其测定灵敏度高于前两种方法,但基体干扰较火焰原子化法严重)。
1.原子吸收分析的原理及仪器图2-19示意出火焰原子吸收分析法的测定过程。
将含待测元素的溶液通过原子化系统喷成细雾,随载气进入火焰,并在火焰中解离成基态原子。
当空心阴极灯辐射出待测元素的特征波长光通过火焰时,因被火焰中待测元素的基态原子吸收而减弱。
在一定实验条件下,特征波长光强的变化与火焰中待测元素基态原子的浓度有定量关系,从而与试样中待测元素的浓度(c)有定量关系,即A=k′c式中:k′——常数;A——待测元素的吸光度。
这说明吸光度与浓度的关系服从比耳定律。
因此,测定吸光度就可以求出待测元素的浓度,这是原子吸收分析的定量依据。
用作原子吸收分析的仪器称为原子吸收分光光度计或原子吸收光谱仪。
它主要由光源、原子化系统、分光系统及检测系统四个主要部分组成(见图2-19)。
空心阴极灯是一种低压辉光放电管,包括一个空心圆筒形阴极和一个阳极,阴极由待测元素材料制成。
当两极间加上一定电压时,则因阴极表面溅射出来的待测金属原子被激发,便发射出特征光。
这种特征光谱线宽度窄,干扰少,故称空心阴极灯为锐线光源。
原子化系统是将待测元素转变成原子蒸气的装置,可分为火焰原子化系统和无火焰原子化系统。
火焰原子化系统包括喷雾器、雾化室、燃烧器和火焰及气体供给部分。
火焰是将试样雾滴蒸发、干燥并经过热解离或还原作用产生大量基态原子的能源,常用的火焰是空气-乙炔火焰。
对用空气-乙炔火焰难以解离的元素,如Al、Be、V、Ti等,可用氧化亚氮-乙炔火焰(最高温度可达3300K)。
常用的无火焰原子化系统是电热高温石墨管原子化器,其原子化效率比火焰原子化器高得多,因此可大大提高测定灵敏度。
此外,还有氢化物原子化器等。
无火焰原子化法的测定精密度比火焰原子化法差。
分光系统又称单色器,主要由色散元件、凹面镜、狭缝等组成。
在原子吸收分光光度计中,单色器放在原子化系统之后,将待测元素的特征谱线与邻近谱线分开。
检测系统由光电倍增管、放大器、对数转换器、指示器(表头、数显器、记录仪及打印机等)和自动调节、自动校准等部分组成,是将光信号转变成电信号并进行测量的装置。
图2-19示意的是单光束原子吸收分光光度计,还有双光束或多光束原子吸收分光光度计。
图2-20为双光束型的示意图。
它与单光束型仪器的主要区别为光源辐射的特征光被旋转斩光器分成参比光束和测量光束,前者不通过火焰,光强不变;后者通过火焰,光强减弱。
用半透半反射镜将两束光交替通过分光系统并送入检测系统测量,测定结果是两信号的比值,可大大减小光源强度变化的影响,克服了单光束型仪器因光源强度变化导致的基线漂移现象。
但是,这种仪器结构复杂,外光路能量损失大,限制了广泛应用。
2.定量分析方法(1)标准曲线法:同分光光度法一样,先配制相同基体的含有不同浓度待测元素的系列标准溶液,分别测其吸光度,以扣除空白值之后的吸光度为纵坐标,对应的标准溶液浓度为横坐标绘制标准曲线。
在同样操作条件下测定试样溶液的吸光度,从标准曲线查得试样溶液的浓度。
使用该方法时应注意:配制的标准溶液浓度应在吸光度与浓度成线性的范围内;整个分析过程中操作条件应保持不变。
(2)标准加入法:如果试样的基体组成复杂且对测定有明显干扰时,则在标准曲线成线性关系的浓度范围内,可使用这种方法测定。
取四份相同体积的试样溶液,从第二份起按比例加入不同量的待测元素的标准溶液,稀释至一定体积。
设试样中待测元素的浓度为c x,加入标准溶液后的浓度分别为c x+c0、c x+2c0、C x+4c0,分别测得吸光度为A x、A1、A2、A3。
以吸光度A 对浓度c作图,得到一条不通过原点的直线,外延此直线与横坐标交于c x,即为试样溶液中待测元素的浓度,见图2-21。
为得到较为准确的外推结果,应最少用四个点来作外推曲线;该方法只能消除基体效应的影响,而不能消除背景吸收的影响,故应扣除背景值。
3.直接吸入火焰原子吸收法测定镉(铜、铅、锌)清洁水样可不经预处理直接测定;污染的地面水和废水需用硝酸或硝酸-高氯酸消解,并进行过滤、定容。
将试样溶液直接吸入喷雾于火焰中原子化,测量各元素对其特征光产生的吸收,用标准曲线法或标准加入法定量。
测定条件和方法适用浓度范围列于表2-9。
表2-9 Cd、Cu、Pb、Zn测定条件及测定浓度范围4.萃取火焰原子吸收法测定微量镉(铜、铅)本方法适用于含量较低,需进行富集后测定的水样。
对一般仪器的适用浓度范围为:镉、铜1—50?g/L;铅10—200?g/L。
清洁水样或经消解的水样中待测金属离子在酸性介质中与吡咯烷二硫代氨基甲酸铵(APDC)生成络合物,用甲基异丁基甲酮(MIBK)萃取后吸入火焰进行原子吸收分光光度测定。
当水样中的铁含量较高时,采用碘化钾-甲基异丁基甲酮(KI-MIBK)萃取体系的效果更好。