仪器分析实验设计

《仪器分析实验设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《仪器分析实验设计（5页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、微波消解样品预处理（人发/大米）-原子荧光光谱测定痕量碑元素实验原理砷及其化合物具有较高的生物毒性，能引起急性与慢性中毒。头发能反映过去几星期至 几个月中人体内微量元素贮存,且元素含量高，分析难度低，而头发的采样、运输、保存容易； 故通过对发砷的测定能了解人体内砷的蓄积及环境中砷的污染。本实验建立了微波消解原子荧光法测定发中微量砷含量的方法。微波消解是一种崭新的样品前处理技术。此前传统的样品预处理技术，是在常压下加热 分解试样，操作者要在各种加热，以及酸、碱等有害气体环境中，操作时间长,劳动强度大, 损害操作员的健康。各种强氧化剂的喷溅、炸溅，易造成各种灼烧和损坏事故。另外，在开 口容器中消解

2、试样，易造成交叉污染及易挥发性元素及试剂的挥发损失 从而增加试剂用 量，空白值增加，分析准确度降低。微波消解技术的问世，使样品预处理技术得到迅速的发展。近10年来，高压密闭消解 罐的研制成功，更使微波消解技术得到广大分析化学工作者的认可。微波消解技术是利用微 波遇金属被反射和与介质作用时被其透射和吸收的性能，对待测样品进行消化处理的。消解 罐中的样品和试剂绝大多数属于有耗介质，是靠吸收透射的微波能量而被加热，在高压和 高温下，试剂沸点提高，消解速度加快。由于样品是在密闭的容器中，一是可减少易挥发元 素在开口容器中不可避免的损失，二是可大大减少溶剂用量，降低空白值，同时也减少实 验环境对待测样品

3、的污染。原子荧光光谱法是介于原子发射光谱法和原子吸收光谱法之间的光谱分析技术，其基本 原理是：基态原子（一般为蒸气状态）吸收合适的特定频率的辐射而被激发至高能态，激发 态原子在去激发过程中以光辐射的形式发射出特征波长的荧光。当激发辐射的波长与产生的 荧光波长相同时，称共振荧光。它是原子荧光分析中最主要的分析线。另外还有直跃荧光， 敏化荧光，阶跃荧光等。各种原子都有其特定的原子荧光光谱，根据原子荧光强度的高低与 浓度的关系可测得试样中待测元素的含量。当实验条件固定时，原子荧光强度If与试样中待测元素的浓度C存在如下关系：If=aC（1）式中：a常数。在待测元素较低浓度时If与C在一定范围内呈线性

4、关系，故原子荧光光谱法是一种痕量 元素分析方法。氢化物发生-原子荧光光谱法的基本原理是基于下列反应，先将被分析元素转化为在室 温下为气态的氢化物，如式（2）、（3）：NaBH4+3H2O+HClH3BO3+NaCl+8H （2）H3BO3+NaCl+8H +Em+EH+H2 f （过量）（3）式中E为被还原的元素，m可以等于或不等于n。若E为砷元素，则式（3）可以写为式（4）H3BO3+NaCl+8H +As3+AsH3 f +H2 f （过量）（4）反应产生的气体产物被载气引入到经特殊设计的石英炉中，并在此受热被原子化。受光 源（空心阴极灯或其他）的光能激发，原子处于基态的外层电子跃迁到较高

5、的能级，并在回 到较低能级的过程中发射出原子荧光。荧光的强度与原子的浓度成正比，即荧光的强度与溶 液中被测元素的浓度成正比。氢化物发生原子荧光法具有灵敏度高、基体干扰少简单快速的特点。试剂与仪器1. 仪器AFS - 9130双道原子荧光光度计、顺序注射系统（北京吉天仪器有限公司）；砷编码空心阴极灯；MDS-2002A型密闭微波消解系统（上海新仪微波化学科技有限公司），附聚四氟乙烯样品杯，101AS - 2型电热恒温干燥箱，超声波清洗器，摩尔超纯水机氩气钢瓶，通风设备2. 试剂 实验用水为超纯水。2. 1硝酸优级纯。2. 2盐酸优级纯。2. 3过氧化氢（30 % ） 优级纯。2. 4氢氧化钠溶液

6、5g/L。2. 5 20g/L硼氢化钾溶液 将2. 5g NaOH溶解在500 mL水中，再加10 g KBH4。2. 6 5 %硫脲+ 5 %抗坏血酸溶液10 g硫脲和10 g抗坏血酸溶于200 mL去超纯水。2. 7 5 %盐酸溶液，5 + 95。2. 8砷标准原液（储备液）1 000rg/ mL （国家标准物质研究中心）。延迟时间：1 s;读数时间：10 s;进样体积：0. 5 mL;进样方式:断续流动； 测量方式:标准曲线法; 读数方式:峰面积。仪器条件原子化其温度：200C;光电倍增管负高压：270V;原子化器高度： 8mm；载气（氩气）流量：400 mL /min;屏蔽气（氩气）流

7、量：1000 mL /min;灯电流： 60mA;实验步骤1. 样品的处理 样品的米集取枕部发样,距发根3 cm之内的样品， 3 cm的弃去。取样2 g - 3 g收集于 塑料袋内。 样品的预处理将收集的样品剪成0. 5 cm左右，除去白发和头屑，用丙酮溶液浸泡1h后，用水 冲洗一遍，然后浸于中性洗涤剂中，并用超声波清洗15 min;然后用自来水、超纯 水洗涤;将洗净的发样放在干燥恒温箱内80C条件下烘干，冷却后置于干燥器内 备用。准确称取0. 100 0 g发样于溶样杯中，加5mL HNO3、1 mLH2O2 （ 30 % ），轻 轻摇动使混合均匀，盖好安全阀，放入微波消解系统以1. 5 M

8、Pa压力加热5 min消 解至变清。冷却后定量转移25mL比色管中，同时加入1. 25mL盐酸（优级纯）和5mL 抗坏血酸-硫脲混合液，并定容至25 mL。室温反应30 min,混匀供测定。同时做 试剂空白。 标准曲线的绘制将1 000ug/ mL的As标准溶液用5 %盐酸溶液稀释至10ug/ mL,然后用高纯水 稀释至0. 1U g/ mL。取5个100 mL的容量瓶，分别加入0. 1 u g/ mL砷标准溶液，0、2、4、6、8、10ml。加少量去离子水，再分别加入5 mL浓HCL和20 mL硫脲+抗坏血 酸溶液，用高纯水定容至刻度。此标准系列的浓度为：（0、2. 0、4. 0、6. 0、

9、 8. 0、10. 0）ug /L。2. 原子荧光分析方法操作规程 断电状态下，安装待测元素灯。 打开高纯氩气瓶，压力设为0.2Mpa-0.3 Mpa。 通电，先开电脑，然后再开仪器主机，通风。 检查实验流路有无漏气、漏液现象，确保流路畅通。 调节灯高，使元素灯聚焦于一面，调节炉高到所测元素的最佳高度。向二级气 液分离器中注高纯水，以封住大气连通口。 打开操作软件操作界面，进行仪器自检。 选择待测元素（砷）。 将标准系列浓度，样品取样量及定容体积输入计算机，设定仪器条件，选择“点 火”，等仪器预热2030分钟。 设置顺序注射系统参数。压紧泵管压块，开始测定。3、将处理好的各种溶液放到实验流路图

10、中所标的管口位置，依次测定标准系列所 对应的荧光值。每个样品平行测定三次，记录荧光信号。4、在相同的实验条件下测定待测样品的荧光信号，平行测定三次，并记录荧光 信号值。5、测量完毕，将进样管与还原剂管插入高纯水中进行系统清洗，点在“blank” （“空白”）中点“测量”，等待清洗完毕，用同样方法用空气将系统中的水排出。6、松开泵管压块，在软件界面中“仪器条件”下按“熄火”退出界面，关闭主 机，关闭气瓶，关闭电源。数据处理1. 列表记录砷标准系列溶液的荧光值F，然后以荧光值为纵坐标，标准系列溶液 浓度为横坐标建立标准曲线，并得出线性回归方程。2. 根据实际样品的荧光度值与线性回归方程推算样品浓度和方法分析精度。