第五章原子吸收光谱分析中的干扰及其消除方法.docx

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1、第五章原子吸收光谱分析中的干扰及其消除方法5.1 概述5.2 光谱干扰5.2.1 2.1光谱线的重叠干扰5.2.2 多重吸收线的干扰5.2.3 光谱通带内存在光源发射的非吸收线干扰5.3 物理干扰5.4 电离干扰5 .4.1电离干扰的产生6 .4.2电离干扰的抑制5.5化学干扰5.5.1化学干扰的产生5.5.2化学干扰的类型5.5.3消除化学干扰的方法5.6基体干扰5.7背景校正5.7.1家灯校正背景5.7.2塞曼效应校正背景5. 7.3自吸收校正背景参考文献第5章原子吸收光谱分析中的干扰及其消除方法5.1 概述原子吸收光谱分析（AAS）是基于测量基态原子对共振线辐射的吸收。在热平衡的状态下，

2、基态原子和激发态原子的分布符合波耳兹曼公式。N*-1.=exp（-Ej/KT）（5.1）NOgo式中N。是基态原子数，Nj是激发态原子数，K是波耳兹曼常数，gj,g0分别是激发态和基态的统计权重，Ej是激发能，T是绝对温度。表5.1列出了某些元素的激发能、激发态和基态原子数之比值随温度的变化，由表5.1可知，在20003000K下温度的变化对基态原子数目的影响很小。表5.1某些元素共振激发态和基态原子数之比谱线nm激发能/eVgi/goNj/No2000K2500K3000KNa589.02.10420.99X1.O51.44X1045.83X1.OTSr460.72.69034.991071

3、.13IO59.07IO-5Ca422.72.93231.22X1073.65X1083.5510-Fe372.03.3322.291091.041071.31106Ag328.13.77826.03X10104.84IO88.99X107Cu324.83.81724.8210,4.041086.65107Mg285.24.34633.35X105.20X1.O91.50107Pb283.34.37532.83X10114.551091.34107Zn213.95.79537.4510-,6.22X10”5.50X10AAS测量采用的是共振吸收线，仅考虑基态产生的跃迁。共振吸收线的数目为Nah

4、S=AM”(5.2)而发射线的数目NezM=硬=Dd,（当n很大时）（5.3）2!2式中n为原子的总能级数。可见原子吸收线的数目比原子发射线的数目要少的多，故光谱干扰较原子发射光谱法少。AAS法也存在着干扰，有时也较严重，不可掉以轻心，更不能忽略不计。在火焰原子吸收光谱法中，主要的干扰有物理干扰、电离干扰、光谱干扰、化学干扰及，有的书也将基体干扰列入。在石墨炉原子吸收法中主要的干扰是基体干扰和分子吸收。在测定基体复杂的生物及海水样品中的痕量元素时，尤其需注意消除基体干扰。特别是在紫外区，化合物分子会产生严重的背景吸收。因此正确地消除干扰就成为提高灵敏度和改善精密度的重要途径。在氢化物发生-原子

5、吸收光谱法中，氢化物发生本身就是一种分离富集过程，待测元素由于与基体分离，故干扰少，背景吸收也小，有时可不扣除背景进行分析，而有时也存在一定程度的液相和气相干扰，应注意消除之。可分为干扰。为了得到准确的分析结果，清楚地了解干扰产生的来源，想法消除干扰是非常重要的。5.2光谱干扰3Y光谱干扰是指在所选用的光谱通带内，除了分析元素所吸收的辐射之外，还有来自光源或原子化器的某些不需要的辐射同时被检测器所检测而引起的干扰。光谱干扰有以下几种类型：光谱线的重叠干扰、多重吸收线的干扰和光谱通带内存在光源发射的非吸收线的干扰。5.2.1光谱线的重叠干扰在理想的情况下，在光谱通带内光源只有一条参与吸收的共振发

6、射线，见图5.1。当被测样品中含有吸收线重叠的两种元素时，无论测定哪一种元素，都将产生干扰，导致测定结果不准确（取决于被测分析线和干扰线的吸收系数的大小，如果干扰线的吸收系数比分析线的吸收系数小，测定结果偏低；反之，测定结果偏高。因为两条线共存时测得的是平均吸收值）。尤其是当干扰元素的含量高时，干扰更为严重。例如：钻253.649nm线对汞253.625nm线的干扰，就是典型的吸收线重叠而引起的干扰，见图5.2。这种干扰即使钻的含量很低时对汞的测定也有影响。当两元素吸收线的波长差等于或小于0.003nm时，也会产生干扰。又例如A1.308.215nm和V308.211nm,两条光谱线相差0.0

7、04nm也已造成相互干扰。表5.2列出了可能发生吸收线重叠干扰的谱线，表5.3是实际观察到的吸收线的重叠干扰。其中灵敏线干扰明显，而非灵敏线之间只有当元素浓度高时，才会产生明显的干扰。例如：只有当测定大量Ge中的Ca时才会观察到Ge对Ca的吸收干扰。图5.1理想的吸收线图5.2谱线重叠引起的干扰1发射线2待测元素吸收线3干扰元素吸收线表5.2可能发生吸收线重叠干扰的线分析线nm干扰线nm分析线/run干扰线nm分析线nm干扰线nm分析线nm干扰线nmB249.773Ge249.796Fe248.327Sn248.339Ir208.882B208.884Co393.338Ca393.336Bi2

8、02.121Au202.1381.a370.454V370.470Ir248.118W248.144Si252.411Fe252.429Co227.449Re227.462Pb261.365W261.380Ag328.068Rh328.060Sn270.651Sc270.617Co242.4930s242.497Mo379.825Nb379.812Sr421.552Rb421.556Ti264.364Pt264.689Co252.136W252.1320s247.684Ni247.687Ta263.6900s263.713W266.554Ta266.561Co346.580Fe364.5860

9、s264.411Ti264.426Ta266.189Ir266.198W271.890Fe271.903Co351.348Ir351.3640s271.464Ta271.467Ta269.131Ge269.134V252.622Ta252.635Cu216.509Pt216.5170s285.076Ta285.089T1291.832Hf291.858Zn301.175Ni301.220Ga294.418W294.4400s301.804Hf301.831T1377.572Ni377.557Zn386.387Mo386.411Au242.795Sr242.810Pd363.470Ru363.4

10、93Si226.891A1226.910Zn396.826Ca396.847Hf295.008Nb295.008Pt227.438Co227.449Si266.124Ta266.134Hf302.054Fe302.064Rh350.252Co350.261Co350.228Rh350.252In303.936Ge303.906Sc298.075Hf298.081Co298.895Rn298.895表5.3实际观察的到的吸收线重叠干扰分析线/nm干扰线/nm波长差/nm分析线/nm干扰线/nm波长差/nmA1308.215V308.2110.004Ge422.657Ca422.4730.184B

11、i206.170Co206.160.010Ga403.298Mn403.3070.009Sb217.023*Pb216.9990.024Fe271.904Pt271.9040.001Sb231.147Ni231.0970.050Mn403.307Ga403.2980.009*Cd228.802s228.8120.010*Hg253.652Co253.6490.003*Ca422.673Ge422.6570.016Si250.690V250.6900.000Co252.136In252.1370.001*Zn213.856Fe213.8590.003*Cu324.754Eu324.7530.00

12、1*表示对灵敏线的干扰消除干扰的方法有：（1）如果被测元素的灵敏线有干扰时，另选次灵线作为分析线。如测定存在大量钢中的铝时，如选用A1.308.215nm为分析线，受到严重干扰，可另选用A1.309.27nm分析线，则无干扰，且前后两条线的灵敏度相近。当铅与睇共存时，铅对Sb217.023nm线有干扰，当选用Sb217.587nm灵敏线时，则既消除了Pb216.999nm对Sb217.023nm线的干扰，又提高了睇的分析灵敏度。（2）预先将干扰元素分离。（3）利用自吸效应或塞曼效应扣除背景。5.2.2多重吸收线的干扰在通常情况下，在光谱通带内光源只产生一条参与吸收的发射线。如果在光谱通带内光源

13、产生一条以上的发射线且都能参与吸收，则不论是多重发射线是吸收线还是非吸收线，都会使测得的吸光度发生变化，给分析测定带来干扰。例如锦的三条谱线中，灵敏线为279.5nm,另外两条次灵敏线为279.8nm、280.1nm0当光谱通带宽度为0.7nm时，两条次灵敏线也会进入光谱通带内，这时的情况如图5.3所示。过渡元素出现多重吸收干扰的情况比较多些。由于多重线中每条谱线的发射强度和吸收系数都不相同，都会使得测定的吸光度减少，工作曲线向浓度轴弯曲。光造带宽图5.3多重吸收线的干扰出现在光谱通带内的多重吸收线，可能来自：（1）被测元素产生的谱线，如测定锦时.，选用Sb217.6nm为分析线，其附近的21

14、7.9nm和217.Onm都是被测元素产生的非吸收线；（2）其它元素发射的谱线，如铅灯中含有微量铜时，就可能存在Cu216.5nm非吸收线，这条线干扰Pb217.0nm吸收线的测定；（3）空心阴极灯内充气体发射的谱线；如测定Cr使用357.9nm线时，内充Ar357.3nm线就会产生干扰。综上所述，这类光谱干扰较为复杂。克服这种干扰的常用方法是：（1）可采用减小光谱带宽，使光谱通带变小到足以充分挡掉不需要的多重线。（2）严格检查空心阴极灯，不得使用不合格的空心阴极灯。（3）如果减小光谱通带仍不能消除干扰时，可另选分析线，这种办法虽然测定灵敏度有所降低，但可用较宽的光谱通带，提高所检测的光能量。例如Co240.725nm比C。252.136nm灵敏，但前者仅允许使用光谱带宽为0.2nm,而后者可允许使用0.7nm的通带，信噪比优于前者。5.2.3光谱通带内存在光源发射的非吸收线干扰在光谱通带内存在光源发射的非吸收线时，这种干扰会降低灵敏度，工作曲线弯曲。这种干扰是由于分析用的