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原子吸收分光光度計(jì)的應(yīng)用

閱讀:552      發(fā)布時間:2017-8-30
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  原子吸收分光光度計(jì)現(xiàn)已廣泛用于各個分析領(lǐng)域,主要有四個方面:理論研究;元素分析;有機(jī)物分析;金屬化學(xué)形態(tài)分析
 
  1. 理論研究中的應(yīng)用:
 
  原子吸收可作為物理和物理化學(xué)的一種實(shí)驗(yàn)手段,對物質(zhì)的一些基本性能進(jìn)行測定和研究。電熱原子化器容易做到控制蒸發(fā)過程和原子化過程,所以用它測定一些基本參數(shù)有很多優(yōu)點(diǎn)。用電熱原子化器所測定的一些有元素離開機(jī)體的活化能、氣態(tài)原子擴(kuò)散系數(shù)、解離能、振子強(qiáng)度、光譜線輪廓的變寬、溶解度、蒸氣壓等。
 
  2. 元素分析中的應(yīng)用:
 
  原子吸收分光光度計(jì),由于其靈敏度高、干擾少、分析方法簡單快速,現(xiàn)巳廣泛地應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生化、地質(zhì)、冶金、食品、環(huán)保等各個領(lǐng)域,目前原子吸收巳成為金屬元素分析的強(qiáng)有力工具之一,而且在許多領(lǐng)域巳作為標(biāo)準(zhǔn)分析方法。 原子吸收光譜分析的特點(diǎn)決定了它在地質(zhì)和冶金分析中的重要地位,它不僅取代了許多一般的濕法化學(xué)分析,而且還與X- 射線熒光分析,甚至與中子活化分析有著同等的地位。目前原子吸收法巳用來測定地質(zhì)樣品中70多種元素,并且大部分能夠達(dá)到足夠的靈敏度和很好的精密度。鋼鐵、合金和高純金屬中多種痕量元素的分析現(xiàn)在也多用原子吸收法。 原子吸收在食品分析中越來越廣泛。食品和飲料中的20多種元素巳有滿意的原子吸收分析方法。生化和臨床樣品中必需元素和有害元素的分析現(xiàn)巳采用原子吸收法。有關(guān)石油產(chǎn)品、陶瓷、農(nóng)業(yè)樣品、藥物和涂料中金屬元素的原子吸收分析的文獻(xiàn)報(bào)道近些年來越來越多。水體和大氣等環(huán)境樣品的微量金屬元素分析巳成為原子吸收分析的重要領(lǐng)域之一。 利用間接原子吸收法尚可測定某些非金屬元素。
 
  3. 有機(jī)物分析中的應(yīng)用:
 
  利用間接法可以測定多種有機(jī)物。8- 羥基喹啉(Cu)、醇類(Cr)、醛類(Ag)、酯類(Fe)、酚類(Fe)、聯(lián)乙酰(Ni)、酞酸(Cu)、脂肪胺(co)、氨基酸(Cu)、維生素C(Ni)、氨茴酸(Co)、雷米封(Cu)、甲酸奎寧(Zn)、有機(jī)酸酐(Fe)、苯甲基青霉素(Cu)、葡萄糖(Ca)、環(huán)氧化物水解酶(PbO、含鹵素的有機(jī)化合物(Ag)等多種有機(jī)物,均通過與相應(yīng)的金屬元素之間的化學(xué)計(jì)量反應(yīng)而間接測定。
 
  4. 金屬化學(xué)形態(tài)分析中的應(yīng)用:
 
  通過氣相色譜和液體色譜分離然后以原子吸收光譜加以測定,可以分析同種金屬元素的不同有機(jī)化合物。例如汽油中5種烷基鉛,大氣中的5種烷基鉛、烷基硒、烷基胂、烷基錫,水體中的烷基胂、烷基鉛、烷基揭、烷基汞、有機(jī)鉻,生物中的烷基鉛、烷基汞、有機(jī)鋅、有機(jī)銅等多種金屬有機(jī)化合物,均可通過不同類型的光譜原子吸收聯(lián)用方式加以鑒別和測定。
 
  1802年烏拉斯登(W.H.Wollaston)發(fā)現(xiàn)太陽連續(xù)光譜中存在許多暗線。
 
  1814年夫勞霍弗(J.Fraunhofer)再次觀察到這些暗線,但無法解釋,將這些暗線稱為夫勞霍弗暗線。
 
  1820年布魯斯特(D.Brewster)*個解釋了這些暗線是由太陽外圍大氣圈對太陽光吸收而產(chǎn)生。
 
  1860年克希霍夫(G.Kirchoff)和本生(R.Bunsen)根據(jù)鈉(Na)發(fā)射線和夫勞霍弗暗線的光譜中的位置相同這一事實(shí),證明太陽連續(xù)光譜中的暗線D線,是太陽外圍大氣圈中的Na原子對太陽光譜在Na輻射吸收的結(jié)果;并進(jìn)一步闡明了吸收與發(fā)射的關(guān)系--氣態(tài)的原子能發(fā)射某些特征譜線,也能吸收同樣波長的這些譜線。這是歷*用原子吸收光譜進(jìn)行定性分析的*例證。
 
  很長一段時間,原子吸收主要局限于天體物理方面的研究,在分析化學(xué)中的應(yīng)用未能引起重視,其主要原因是未找到可產(chǎn)生銳線光譜的光源。
 
  1916年帕邢(Paschen)首先研制成功空心陰極燈,可作為原子吸收分析用光源。
 
  直至20世紀(jì)30年代,由于汞的廣泛應(yīng)用,對大氣中微量汞的測定曾利用原子吸收光譜原理設(shè)計(jì)了測汞儀,這是原子吸收在分析中的zui早應(yīng)用。
 
  1954年澳大利亞墨爾本物理研究所在展覽會上展出世界上*臺原子吸收分光光度計(jì)。空心陰極燈的使用,使原子吸收分光光度計(jì)商品儀器得到了發(fā)展。
 
  1955年澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究所物理學(xué)家沃爾什(A.Walsh)首先提出原子吸收光譜作為一般分析方法用于分析各元素的可能性,并探討了原子濃度與吸光度值之間的關(guān)系及實(shí)驗(yàn)中的有關(guān)問題。然后在光譜化學(xué)學(xué)報(bào)上發(fā)表了論文《原子吸收光譜在分析上的應(yīng)用》。從此一些國家的科學(xué)家競相開展這方面的研究,并取得了巨大的進(jìn)展。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,原子能、半導(dǎo)體、無線電電子學(xué)、宇宙航行等科學(xué)對材料純度要求越來越高,如原子能材料鈾、釷、鈹、鋯等,要求雜質(zhì)小于10~10g,半導(dǎo)體材料鍺、硒中雜質(zhì)要求低于 10~ 10g,熱核反應(yīng)結(jié)構(gòu)材料中雜質(zhì)需低于10g,上述材料的純度要求用傳統(tǒng)分析手段是達(dá)不到的,而原子吸收分析能較好地滿足超純分析的要求。
 
  1959年前蘇聯(lián)學(xué)者里沃夫(В.B.ПьBOB)設(shè)計(jì)出石墨爐原子化器,1960年提出了電熱原子化法(即非火焰原子吸收法),使原子吸收分析的靈敏度有了極大提高。
 
  1965年威尼斯(J.B.Willis)將氧化亞氮-乙炔火焰用于原子吸收法中,使可測定元素?cái)?shù)目增至70個。
 
  1967年馬斯曼(H.Massmann)對里沃夫石墨爐進(jìn)行改進(jìn),設(shè)計(jì)出電熱石墨爐原子化器(即高溫石墨爐)。
 
  20世紀(jì)60年代后期發(fā)展了"間接原子吸收分光光度法",使過去難以用直接法測定的元素和有機(jī)化合物的測定有了可能。
 
  1971年美國瓦里安(Varian)公司生產(chǎn)出世界上*臺縱向加熱石墨爐,并首先發(fā)展Zeemen背景校正技術(shù)。
 
  1981年原子吸收分析儀實(shí)現(xiàn)操作自動化。
 
  1984年*臺連續(xù)氫化物發(fā)生器問世。
 
  1990年推出世界上的Mark V1焰燃燒頭。
 
  1995年在線火焰自動進(jìn)樣器(SIPS8)研制成功并投入使用。
 
  1998年*臺快速分析火焰原子吸收220FS誕生。
 
  2002年世界上*套火焰和石墨爐同時分析的原子吸收光譜儀生產(chǎn)并投放市場。
 
  現(xiàn)在,原子吸收分光光度計(jì)采用的電子技術(shù),使儀器顯示數(shù)字化、進(jìn)樣自動化,計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)使整個分析實(shí)現(xiàn)自動化。
 
  我國在1963年開始對原子吸收分光光度法有一般性介紹。1965年復(fù)旦大學(xué)電光源實(shí)驗(yàn)室和冶金工業(yè)部有色金屬研究所分別研制成功空心陰極燈光源。1970年北京科學(xué)儀器廠試制成WFD-Y1型單光束火焰原子吸收分光光度計(jì)?,F(xiàn)在我國已有多家企業(yè)生產(chǎn)多種型號、性能較先進(jìn)的原子吸收分光光度計(jì)。
 
  原子吸收分光光度法應(yīng)用也有一定的局限性,即每種待測元素都要有一個能發(fā)射特定波長譜線的光源。原子吸收分析中,首先要使待測元素呈原子狀態(tài),而原子化往往是將溶液噴霧到火焰中去實(shí)現(xiàn),這就存在理化方面的干擾,使對難溶元素的測定靈敏度還不夠理想,因此實(shí)際效果理想的元素僅30余個;由于儀器使用中,需用乙炔、氫氣、氬氣、氧化亞氮(俗稱笑氣)等,操作中必須注意安全。

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